一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及金属铸造技术领域，具体而言，尤其涉及一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法。


背景技术：

2.复合钢材，如：管材、棒线材、板材等，是兼具基体钢材的力学性能和复合金属的耐腐蚀等性能的复合钢材。在使用过程中，能够极大地提高钢材的使用寿命及美观程度，是钢材应用的发展方向。其中，能够实现基体金属与复合金属冶金复合的方法很少，并且成本很高，比如电热喷涂等，导致用户无法承担其高昂的价格。因此，急需一种既能实现基体金属与复合金属冶金复合，又能以较低的成本和较高的生产效率生产的复合金属坯制造方法。
3.专利一种层状金属复合板的制造设备及其方法是一种层状金属复合板的制造设备及采用该设备制造金属复合板的方法，其特征是：设备包括送带机构、导向辊、冷却板、结晶器、夹送辊和引锭杆。利用一定厚度的复合板基板材料的薄板顺着平行结晶器长度方向将结晶器分割成第一金属熔池和第二金属熔池，基板金属液浇入第一金属熔池中，复板金属液注入第二金属熔池中，基板金属液和复板金属液分别在熔池内壁凝固形成一定厚度的坯壳，随着引锭杆的牵引、送带机构不断向下送薄基板和夹送辊的转动，铸坯向下运动，在结晶器底部冷却板的作用下，坯壳厚度不断增加，铸坯继续向下运动，直至凝固结束形成复合板。设备简单、生产成本低、工艺流程短、生产效率高、环保节能等优点。
4.专利复合连铸辊式结晶器是一种连续铸造设备，特别涉及用连铸方法制造层状金属复合材料的复合连铸辊式结晶器。其特征在于：在普通钢坯连铸机的热铸坯出口处后部装设复合连铸辊式结晶器，所述的复合连铸辊式结晶器由框架、结晶器辊、轴承座、传动装置、旋转接头、浇注槽、冷却板、隔栅喷冷装置和清辊器组成。本实用新型不仅设计合理，结构紧凑，既可连续铸造层状金属复合材料的复合板坯，实现复合板坯的工业化生产，又使复合板坯比单一材质具有适应特殊工况诸如延长使用寿命和强度性能高的特殊性能，而且具有成本低，节约能源，不污染环境以及使用十分方便等特点。
5.上述两篇专利文献中所涉及的提纯方法虽各有所长，但是都存在不足:专利一种层状金属复合板的制造设备及其方法存在浇注过程中冷却板被融化导致基板金属液和复板金属液混合的问题，无法解决。专利复合连铸辊式结晶器存在的问题是母材铸坯温度远低于复合金属液温度，以致二者不能熔合，无法实现冶金复合的问题。
6.因此需要设计一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法。


技术实现要素：

7.根据上述提出现有的基体金属与复合金属冶金复合的技术存在生产成本高生产效率低下的技术问题，而提供一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法。本发明主要利用将外部金属自成结晶器配合金属液浇铸，从而起到降低生产成本提高生产效率的效果。
8.本发明采用的技术手段如下：
9.一种自成结晶器复合连铸装置，其特征在于，包括：窄边外部金属模块、宽边外部金属模块、金属液浇铸模块和金属液冷却模块，所述窄边外部金属模块包括窄边外部金属板卷、窄边外部金属板和辊子系统，所述窄边外部金属板自所述窄边外部金属板卷通过所述辊子系统与所述金属液冷却模块相连；所述宽边外部金属模块包括宽边外部金属板卷、宽边外部金属板和所述辊子系统，所述宽边外部金属板自所述宽边外部金属板卷通过所述辊子系统与所述金属液冷却模块相连；所述金属液浇铸模块包括金属液包和中间包，所述金属液包通过长水口与所述中间包相连，所述中间包通过浸入式水口与所述金属液冷却模块相连；所述金属液冷却模块包括冷却支撑系统和引锭杆，所述引锭杆设置在所述冷却支撑系统内部，所述窄边外部金属板和所述宽边外部金属板设置在所述引锭杆和所述冷却支撑系统之间。
10.进一步的，所述辊子系统包括弯曲辊、拉矫辊和磁吸辊，所述弯曲辊设置在所述窄边外部金属板和所述宽边外部金属板的折弯处，所述磁吸辊设置在所述冷却支撑系统的上端，所述拉矫辊设置在所述弯曲辊和所述磁吸辊之间；所述冷却支撑系统包括一次冷却支撑系统和二次冷却支撑系统，所述二次冷却支撑系统设置在所述一次冷却支撑系统的下方。
11.进一步的，所述磁吸辊的下端设有金属板侧边焊接机。
12.进一步的，所述窄边外部金属板和所述宽边外部金属板的下端通过金属板端部束型框连接，所述金属板端部束型框包括外框、支撑梁和提梁，所述提梁和所述支撑梁设置在所述外框的内部。
13.进一步的，所述金属液浇铸模块的下端设有充氩管和耐高温摄像头。
14.本发明还提供了一种自成结晶器复合连铸装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法步骤包括：
15.步骤s1：制备窄边外部金属板卷和宽边外部金属板卷，窄边外部金属板与宽边外部金属板总长度接近，偏差不大于0.5米，长度略大于一个浇次的复合坯连铸总长度，其长度范围为50～300米；外部金属板和宽边外部金属板的厚度因需要而定，厚度范围为3～30毫米；窄边外部金属板和宽边外部金属板的宽度与所需复合连铸坯的窄边和宽边的长度相等；
16.步骤s2：启动自成结晶器复合连铸装置，窄边外部金属板和宽边外部金属板在拉矫辊的作用下，同步运行至交会处时(既磁吸辊)停止运行，然后将金属板端部束型框降下，与磁吸辊共同约束窄边外部金属板和宽边外部金属板的端部弹性变形，围成垂直向下的方筒状；
17.步骤s3：远程控制启动4台金属板侧边焊接机，焊接外部金属板和宽边外部金属板的端部的接合处缝隙，使二者的端部焊合，然后升起金属板端部束型框，并移走；
18.步骤s4：继续运行拉矫辊，外部金属板和宽边外部金属板继续向下运行，与此同时4台金属板侧边焊接机继续焊接，使运行至磁吸辊的窄边外部金属板和宽边外部金属板持续焊接为围成垂直向下的方筒状，并向下运行至一次冷却支撑系统下沿停止运行；
19.步骤s5：降下中间包、浸入式水口、充氩管和耐高温摄像头等；然后升起引锭杆至窄边外部金属板和宽边外部金属板围成的方筒内一定高度；开启充氩管执行充氩，并开启连铸机的一次、二次冷却系统；
20.步骤s6：将金属液包吊至浇注位，安装长水口，然后开始浇注；金属液流到中间包内，待升至设定液位高度后开启浸入式水口，金属液流入窄边外部金属板、宽边外部金属板和引锭杆围成的空间内，待高度超过浸入式水口至设定高度时，向下运行引锭杆；此时金属液持续加热窄边外部金属板和宽边外部金属板，使其表面熔化；同时在向下运行的过程中，在冷却系统的作用下，金属板外表面不断导出热量，使金属板温度开始下降，直至内部的金属液也逐渐凝固；
21.步骤s7：根据耐高温摄像头16拍摄的影像，控制液面始终低于金属板焊合处；
22.步骤s8：随着铸坯继续向下移动，在冷却系统的作用下，铸坯的凝固向内部进行直至全部凝固，实现了外部金属与内部金属的冶金熔合，获得完全冶金熔合的复合铸坯。
23.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
24.1、本发明提供的一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法，利用将外部金属自成结晶器配合金属液浇铸，从而起到降低生产成本提高生产效率的效果。
25.2、本发明提供的一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法，外部金属(钢)自成结晶器，无需制备结晶器，及结晶器的振动脱模。技术上难度降低，成本也明显降低；基体金属(钢)与复合金属(钢)实现真正意义上的冶金复合，结合层强度高；基体金属(钢)与复合金属(钢)之间有混合层，可实现复合层到基体性能的逐渐过渡，利于轧制过程的质量控制；基体金属(钢)与复合金属(钢)之间的混合层厚度可控，利于复合金属(钢)材质量控制；既适用于板材又适用于型材；液态金属直接复合浇铸，无需为了实现冶金复合再次加热，高效且节省能源。
26.基于上述理由本发明可在金属铸造技术等领域广泛推广。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法的工作示意图。
29.图2为本发明一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法的装置俯视图。
30.图3为本发明一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法的金属板端部束型框示意图ⅰ。
31.图4为本发明一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法的开启初期操作示意图。
32.图5为本发明一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法的金属板端部束型框示意图ⅱ。
33.图中：1、窄边外部金属板卷；2、窄边外部金属板；3、弯曲辊；4、拉矫辊；5、磁吸辊；6、金属液包；7、长水口；8、中间包；9、浸入式水口；10、内部金属液；11、金属板侧边焊接机；12、一次冷却支撑系统；13、二次冷却支撑系统；14、引锭杆；15、充氩管；16、耐高温摄像头；17、宽边外部金属板卷；18、宽边外部金属板；19、金属板端部束型框；20、外框；21、支撑梁；22、提梁。
具体实施方式
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
37.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
39.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
40.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
41.如图1-5所示，本发明提供了一种自成结晶器复合连铸装置，包括：窄边外部金属模块、宽边外部金属模块、金属液浇铸模块和金属液冷却模块，所述窄边外部金属模块包括
窄边外部金属板2卷1、窄边外部金属板2和辊子系统，所述窄边外部金属板2自所述窄边外部金属板2卷1通过所述辊子系统与所述金属液冷却模块相连；所述宽边外部金属模块包括宽边外部金属板18卷17、宽边外部金属板18和所述辊子系统，所述宽边外部金属板18自所述宽边外部金属板18卷17通过所述辊子系统与所述金属液冷却模块相连；所述金属液浇铸模块包括金属液包6和中间包8，所述金属液包6通过长水口7与所述中间包8相连，所述中间包8通过浸入式水口9与所述金属液冷却模块相连；所述金属液冷却模块包括冷却支撑系统和引锭杆14，所述引锭杆14设置在所述冷却支撑系统内部，所述窄边外部金属板2和所述宽边外部金属板18设置在所述引锭杆14和所述冷却支撑系统之间；所述辊子系统包括弯曲辊3、拉矫辊4和磁吸辊5，所述弯曲辊3设置在所述窄边外部金属板2和所述宽边外部金属板18的折弯处，所述磁吸辊5设置在所述冷却支撑系统的上端，所述拉矫辊4设置在所述弯曲辊3和所述磁吸辊5之间；所述磁吸辊5的下端设有金属板侧边焊接机11；所述冷却支撑系统包括一次冷却支撑系统12和二次冷却支撑系统13，所述二次冷却支撑系统13设置在所述一次冷却支撑系统12的下方；所述窄边外部金属板2和所述宽边外部金属板18的下端通过金属板端部束型框19连接，所述金属板端部束型框19包括外框20、支撑梁21和提梁22，所述提梁22和所述支撑梁21设置在所述外框20的内部；所述金属液浇铸模块的下端设有充氩管15和耐高温摄像头16。
42.本发明还提供了一种自成结晶器复合连铸装置的使用方法，所述使用方法步骤包括：
43.步骤s1：制备窄边外部金属板2卷1和宽边外部金属板18卷17，窄边外部金属板2与宽边外部金属板18总长度接近，偏差不大于0.5米，长度略大于一个浇次的复合坯连铸总长度，其长度范围为50～300米；外部金属板和宽边外部金属板18的厚度因需要而定，厚度范围为3～30毫米；窄边外部金属板2和宽边外部金属板18的宽度与所需复合连铸坯的窄边和宽边的长度相等；
44.步骤s2：启动自成结晶器复合连铸装置，窄边外部金属板2和宽边外部金属板18在拉矫辊4的作用下，同步运行至交会处时(既磁吸辊5)停止运行，然后将金属板端部束型框19降下，与磁吸辊5共同约束窄边外部金属板2和宽边外部金属板18的端部弹性变形，围成垂直向下的方筒状；
45.步骤s3：远程控制启动4台金属板侧边焊接机11，焊接外部金属板和宽边外部金属板18的端部的接合处缝隙，使二者的端部焊合，然后升起金属板端部束型框19，并移走；
46.步骤s4：继续运行拉矫辊4，外部金属板和宽边外部金属板18继续向下运行，与此同时4台金属板侧边焊接机11继续焊接，使运行至磁吸辊5的窄边外部金属板2和宽边外部金属板18持续焊接为围成垂直向下的方筒状，并向下运行至一次冷却支撑系统12下沿停止运行；
47.步骤s5：降下中间包8、浸入式水口9、充氩管15和耐高温摄像头16等；然后升起引锭杆14至窄边外部金属板2和宽边外部金属板18围成的方筒内一定高度；开启充氩管15执行充氩，并开启连铸机的一次、二次冷却系统；
48.步骤s6：将金属液包6吊至浇注位，安装长水口7，然后开始浇注；金属液流到中间包8内，待升至设定液位高度后开启浸入式水口9，金属液流入窄边外部金属板2、宽边外部金属板18和引锭杆14围成的空间内，待高度超过浸入式水口9至设定高度时，向下运行引锭
杆14；此时金属液持续加热窄边外部金属板2和宽边外部金属板18，使其表面熔化；同时在向下运行的过程中，在冷却系统的作用下，金属板外表面不断导出热量，使金属板温度开始下降，直至内部的金属液也逐渐凝固；
49.步骤s7：根据耐高温摄像头1616拍摄的影像，控制液面始终低于金属板焊合处；
50.步骤s8：随着铸坯继续向下移动，在冷却系统的作用下，铸坯的凝固向内部进行直至全部凝固，实现了外部金属与内部金属的冶金熔合，获得完全冶金熔合的复合铸坯。
51.实施例1
52.如图1-5所示，本发明提供了一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法，窄边外部金属板卷1和宽边外部金属板卷17的金属板总长度相等(偏差不大于0.5米)，并且略大于(≥3米)一个浇次的复合连铸坯总长度，其长度范围为50～300米。窄边外部金属板2和宽边外部金属板18的厚度因需要而定，厚度范围均为3～30毫米。
53.金属板侧边焊接机11共有4台，位于窄边外部金属板2和宽边外部金属板18交会处，既窄边外部金属板2和宽边外部金属板18交会成的结晶器的四个角部(如图2所示)。
54.金属板端部束型框19由外框20、支撑梁21和提梁22等组成(如图3所示)，用于自成结晶器复合连铸装置开启初期，窄边外部金属板2和宽边外部金属板18在拉矫辊的作用下，同步运行至交会处时，将金属板端部束型框19降下，与磁吸辊5共同约束窄边外部金属板2和宽边外部金属板18的端部弹性变形，围成垂直向下的方筒状。
55.本发明的操作包括如下步骤：
56.1)建设安装自成结晶器复合连铸装置，如图1和图2所示；
57.2)制备窄边外部金属板卷1和宽边外部金属板卷17，窄边外部金属板2与宽边外部金属板18总长度接近，偏差不大于0.5米，长度略大于一个浇次的复合坯连铸总长度，其长度范围为50～300米。外部金属板2和宽边外部金属板18的厚度因需要而定，厚度范围为3～30毫米。窄边外部金属板2和宽边外部金属板18的宽度与所需复合连铸坯的窄边和宽边的长度相等；
58.3)启动自成结晶器复合连铸装置，窄边外部金属板2和宽边外部金属板18在拉矫辊4的作用下，同步运行至交会处时(既磁吸辊5)停止运行，然后将金属板端部束型框19降下，与磁吸辊5共同约束窄边外部金属板2和宽边外部金属板18的端部弹性变形，围成垂直向下的方筒状。
59.3)远程控制启动4台金属板侧边焊接机11，焊接外部金属板2和宽边外部金属板18的端部的接合处缝隙，使二者的端部焊合，然后升起金属板端部束型框19，并移走；
60.4)继续运行拉矫辊4，外部金属板2和宽边外部金属板18继续向下运行，与此同时4台金属板侧边焊接机11继续焊接，使运行至磁吸辊5的窄边外部金属板2和宽边外部金属板18持续焊接为围成垂直向下的方筒状，并向下运行至一次冷却支撑系统12下沿停止运行；
61.5)降下中间包8、浸入式水口9、充氩管15和耐高温摄像头16等。然后升起引锭杆14至窄边外部金属板2和宽边外部金属板18围成的方筒内一定高度。开启充氩管15执行充氩，并开启连铸机的一次、二次冷却系统；
62.6)将金属液包6吊至浇注位(如图1所示)，安装长水口7，然后开始浇注。金属液流到中间包8内，待升至设定液位高度后开启浸入式水口9，金属液流入窄边外部金属板2、宽边外部金属板18和引锭杆14围成的空间内，待高度超过浸入式水口9至设定高度时，向下运
行引锭杆14。此时金属液持续加热窄边外部金属板2和宽边外部金属板18，使其表面熔化。同时在向下运行的过程中，在冷却系统的作用下，金属板外表面不断导出热量，使金属板温度开始下降，直至内部的金属液也逐渐凝固；
63.7)根据耐高温摄像头16拍摄的影像，控制液面始终低于金属板焊合处；
64.8)随着铸坯继续向下移动，在冷却系统的作用下，铸坯的凝固向内部进行直至全部凝固，实现了外部金属与内部金属的冶金熔合，获得完全冶金熔合的复合铸坯。
65.实施例2
66.如图1-5所示，本发明提供了一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法，不锈钢304(外部金属)与低碳钢q235钢(内部金属)复合连铸：
67.本发明的操作包括如下步骤：
68.1)建设安装自成结晶器复合连铸装置，如图1和图2所示；
69.2)制备不锈钢304窄边外部金属板卷1和宽边外部金属板卷17，二者总长度均为210米，偏差不大于0.5米，长度略大于一个浇次的复合坯连铸总长度(205米)。窄边外部金属板2厚度为6
㎜
，宽边外部金属板18的厚度为10mm。窄边外部金属板2宽度为230
㎜
，宽边外部金属板18的厚度为1550mm；
70.3)启动自成结晶器复合连铸装置，窄边外部金属板2和宽边外部金属板18在拉矫辊4的作用下，同步运行至交会处时(既磁吸辊5)停止运行，然后将金属板端部束型框19降下，与磁吸辊5共同约束窄边外部金属板2和宽边外部金属板18的端部弹性变形，围成垂直向下的方筒状。
71.3)远程控制启动4台金属板侧边焊接机11，焊接外部金属板2和宽边外部金属板18的端部的接合处缝隙，使二者的端部焊合，然后升起金属板端部束型框19，并移走；
72.4)继续运行拉矫辊4，外部金属板2和宽边外部金属板18继续向下运行，与此同时4台金属板侧边焊接机11继续焊接，使运行至磁吸辊5的窄边外部金属板2和宽边外部金属板18持续焊接为围成垂直向下的方筒状，并向下运行至一次冷却支撑系统12下沿停止运行；
73.5)降下中间包8、浸入式水口9、充氩管15和耐高温摄像头16等。然后升起引锭杆14至窄边外部金属板2和宽边外部金属板18围成的方筒内一定高度。开启充氩管15执行充氩，并开启连铸机的一次、二次冷却系统；
74.6)将金属液包6吊至浇注位(如图1所示)，安装长水口7，然后开始浇注。内部金属q235钢液流到中间包8内，待升至设定液位高度后开启浸入式水口9，金属液流入窄边外部金属板2、宽边外部金属板18和引锭杆14围成的空间内，待高度超过浸入式水口9至设定高度时，向下运行引锭杆14。此时金属液持续加热窄边外部金属板2和宽边外部金属板18，使其表面熔化。同时在向下运行的过程中，在冷却系统的作用下，金属板外表面不断导出热量，使金属板温度开始下降，直至内部的金属液也逐渐凝固；
75.7)根据耐高温摄像头16拍摄的影像，控制液面始终低于金属板焊合处；
76.8)随着铸坯继续向下移动，在冷却系统的作用下，铸坯的凝固向内部进行直至全部凝固，实现了外部金属与内部金属的冶金熔合，获得完全冶金熔合的不锈钢304(外部金属)与低碳钢q235钢(内部金属)复合连铸坯。
77.实施例3
78.如图1-5所示，本发明提供了一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法，铁素体
不锈钢430(外部金属)与中碳钢60si2mn钢(内部金属)复合连铸：
79.本发明的操作包括如下步骤：
80.1)建设安装自成结晶器复合连铸装置，如图1和图2所示；
81.2)制备不锈钢430窄边外部金属板卷1和宽边外部金属板卷17，二者总长度均为320米，偏差不大于0.5米，长度略大于一个浇次的复合坯连铸总长度(313米)。窄边外部金属板2厚度为5
㎜
，宽边外部金属板18的厚度为11mm。窄边外部金属板2宽度为210
㎜
，宽边外部金属板18的厚度为1450mm；
82.3)启动自成结晶器复合连铸装置，窄边外部金属板2和宽边外部金属板18在拉矫辊4的作用下，同步运行至交会处时(既磁吸辊5)停止运行，然后将金属板端部束型框19降下，与磁吸辊5共同约束窄边外部金属板2和宽边外部金属板18的端部弹性变形，围成垂直向下的方筒状。
83.3)远程控制启动4台金属板侧边焊接机11，焊接外部金属板2和宽边外部金属板18的端部的接合处缝隙，使二者的端部焊合，然后升起金属板端部束型框19，并移走；
84.4)继续运行拉矫辊4，外部金属板2和宽边外部金属板18继续向下运行，与此同时4台金属板侧边焊接机11继续焊接，使运行至磁吸辊5的窄边外部金属板2和宽边外部金属板18持续焊接为围成垂直向下的方筒状，并向下运行至一次冷却支撑系统12下沿停止运行；
85.5)降下中间包8、浸入式水口9、充氩管15和耐高温摄像头16等。然后升起引锭杆14至窄边外部金属板2和宽边外部金属板18围成的方筒内一定高度。开启充氩管15执行充氩，并开启连铸机的一次、二次冷却系统；
86.6)将金属液包6吊至浇注位(如图1所示)，安装长水口7，然后开始浇注。60si2mn钢液流到中间包8内，待升至设定液位高度后开启浸入式水口9，金属液流入窄边外部金属板2、宽边外部金属板18和引锭杆14围成的空间内，待高度超过浸入式水口9至设定高度时，向下运行引锭杆14。此时金属液持续加热窄边外部金属板2和宽边外部金属板18，使其表面熔化。同时在向下运行的过程中，在冷却系统的作用下，金属板外表面不断导出热量，使金属板温度开始下降，直至内部的金属液也逐渐凝固；
87.7)根据耐高温摄像头16拍摄的影像，控制液面始终低于金属板焊合处；
88.8)随着铸坯继续向下移动，在冷却系统的作用下，铸坯的凝固向内部进行直至全部凝固，实现了外部金属与内部金属的冶金熔合，获得完全冶金熔合的不锈钢430(外部金属)与60si2mn钢(内部金属)复合连铸坯。
89.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种自成结晶器复合连铸装置，其特征在于，包括：窄边外部金属模块、宽边外部金属模块、金属液浇铸模块和金属液冷却模块，所述窄边外部金属模块包括窄边外部金属板卷、窄边外部金属板和辊子系统，所述窄边外部金属板自所述窄边外部金属板卷通过所述辊子系统与所述金属液冷却模块相连；所述宽边外部金属模块包括宽边外部金属板卷、宽边外部金属板和所述辊子系统，所述宽边外部金属板自所述宽边外部金属板卷通过所述辊子系统与所述金属液冷却模块相连；所述金属液浇铸模块包括金属液包和中间包，所述金属液包通过长水口与所述中间包相连，所述中间包通过浸入式水口与所述金属液冷却模块相连；所述金属液冷却模块包括冷却支撑系统和引锭杆，所述引锭杆设置在所述冷却支撑系统内部，所述窄边外部金属板和所述宽边外部金属板设置在所述引锭杆和所述冷却支撑系统之间。2.根据权利要求1所述的一种自成结晶器复合连铸装置，其特征在于，所述辊子系统包括弯曲辊、拉矫辊和磁吸辊，所述弯曲辊设置在所述窄边外部金属板和所述宽边外部金属板的折弯处，所述磁吸辊设置在所述冷却支撑系统的上端，所述拉矫辊设置在所述弯曲辊和所述磁吸辊之间；所述冷却支撑系统包括一次冷却支撑系统和二次冷却支撑系统，所述二次冷却支撑系统设置在所述一次冷却支撑系统的下方。3.根据权利要求2所述的一种自成结晶器复合连铸装置，其特征在于，所述磁吸辊的下端设有金属板侧边焊接机。4.根据权利要求3所述的一种自成结晶器复合连铸装置，其特征在于，所述窄边外部金属板和所述宽边外部金属板的下端通过金属板端部束型框连接，所述金属板端部束型框包括外框、支撑梁和提梁，所述提梁和所述支撑梁设置在所述外框的内部。5.根据权利要求4所述的一种自成结晶器复合连铸装置，其特征在于，所述金属液浇铸模块的下端设有充氩管和耐高温摄像头。6.一种如权利要求5所述的一种自成结晶器复合连铸装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法步骤包括：步骤s1：制备窄边外部金属板卷和宽边外部金属板卷，窄边外部金属板与宽边外部金属板总长度接近，偏差不大于0.5米，长度大于一个浇次的复合坯连铸总长度，其长度范围为50～300米；外部金属板和宽边外部金属板的厚度因需要而定，厚度范围为3～30毫米；窄边外部金属板和宽边外部金属板的宽度与所需复合连铸坯的窄边和宽边的长度相等；步骤s2：启动自成结晶器复合连铸装置，窄边外部金属板和宽边外部金属板在拉矫辊的作用下，同步运行至交会处时停止运行，然后将金属板端部束型框降下，与磁吸辊共同约束窄边外部金属板和宽边外部金属板的端部弹性变形，围成垂直向下的方筒状；步骤s3：远程控制启动4台金属板侧边焊接机，焊接外部金属板和宽边外部金属板的端部的接合处缝隙，使二者的端部焊合，然后升起金属板端部束型框，并移走；步骤s4：继续运行拉矫辊，外部金属板和宽边外部金属板继续向下运行，与此同时4台金属板侧边焊接机继续焊接，使运行至磁吸辊的窄边外部金属板和宽边外部金属板持续焊接为围成垂直向下的方筒状，并向下运行至一次冷却支撑系统下沿停止运行；步骤s5：降下中间包、浸入式水口、充氩管和耐高温摄像头；然后升起引锭杆至窄边外部金属板和宽边外部金属板围成的方筒内；开启充氩管执行充氩，并开启连铸机的一次、二次冷却系统；
步骤s6：将金属液包吊至浇注位，安装长水口，然后开始浇注；金属液流到中间包内，待升至设定液位高度后开启浸入式水口，金属液流入窄边外部金属板、宽边外部金属板和引锭杆围成的空间内，待高度超过浸入式水口至设定高度时，向下运行引锭杆；此时金属液持续加热窄边外部金属板和宽边外部金属板，使其表面熔化；同时在向下运行的过程中，在冷却系统的作用下，金属板外表面不断导出热量，使金属板温度开始下降，直至内部的金属液也逐渐凝固；步骤s7：根据耐高温摄像头16拍摄的影像，控制液面始终低于金属板焊合处；步骤s8：随着铸坯继续向下移动，在冷却系统的作用下，铸坯的凝固向内部进行直至全部凝固，实现了外部金属与内部金属的冶金熔合，获得完全冶金熔合的复合铸坯。

技术总结
本发明提供一种自成结晶器复合连铸装置及其使用方法，包括：窄边外部金属模块、宽边外部金属模块、金属液浇铸模块和金属液冷却模块，窄边外部金属板自窄边外部金属板卷通过辊子系统与金属液冷却模块相连；宽边外部金属板自宽边外部金属板卷通过辊子系统与金属液冷却模块相连；金属液浇铸模块包括金属液包和中间包，金属液包通过长水口与中间包相连，中间包通过浸入式水口与金属液冷却模块相连；金属液冷却模块包括冷却支撑系统和引锭杆，引锭杆设置在冷却支撑系统内部，窄边外部金属板和宽边外部金属板设置在引锭杆和冷却支撑系统之间，本发明主要利用将外部金属自成结晶器配合金属液浇铸，从而起到降低生产成本提高生产效率的效果。率的效果。率的效果。


技术研发人员：黄玉平 李超 廖相巍 赵成林 张维维 陈东 金喆 李兵 李德军
受保护的技术使用者：鞍钢股份有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/9/12