專利名稱：連續(xù)金屬帶鑄造機內(nèi)的帶材溫度調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)金屬帶鑄造機內(nèi)的帶材溫度調(diào)節(jié)裝置及其實施方法。更確切地說，本發(fā)明涉及從錠模出來的連續(xù)鑄造帶材的溫度控制與調(diào)節(jié)。
背景技術：
金屬帶通常由連續(xù)鑄錠或扁鋼錠開始制造，它們通過一系列的連續(xù)操作加上其他中間操作減小了厚度，連續(xù)操作包括粗軋、熱層壓和冷層壓，而中間操作例如為熱處理。這些操作方法需要非常昂貴的設備和相當大的能量消耗。
因此，人們已經(jīng)傾向于通過鑄造厚度盡可能接近成品的產(chǎn)品來降低設備和操作成本；由此在推廣連續(xù)扁鋼錠鑄造技術之后，在所謂的“薄扁鋼錠鑄造”中，扁鋼錠的厚度由傳統(tǒng)的200～300毫米減小到60～100毫米。然而，即便從60毫米轉變成為熱軋帶典型厚度的2-3毫米，仍需要一系列能量需求步驟。
鑒于在很厚帶材鑄造成減小的薄帶材時存在固有的缺陷，從19世紀下半葉開始，當托馬斯·貝西默爵士研究出一種鋼帶的連續(xù)鑄造機時，人們認識到直接使用鑄造金屬帶的優(yōu)點，該鑄造機包括冷軋、對置旋轉、以很小距離間隔設置的金屬鑄造輥。金屬在鑄造輥間的間隙內(nèi)澆鑄，并與后者的冷壁接觸而固化，最后以等于輥自身相對壁之間的間隔的厚度拉出。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種很引人的技術僅在20世紀的最后十年被實際用于諸如銅和鋁的金屬鑄造，可是對于高熔點的金屬和合金，諸如鋼，目前這種技術仍未在工業(yè)上廣泛推廣。
在本領域中，人們主要致力于減少生產(chǎn)成本、能量消耗和環(huán)境影響，并生產(chǎn)用于特別應用的薄帶材，例如表面質(zhì)量不作特別要求的應用場合，或生產(chǎn)能夠忍受與熱層壓帶材相同操作的薄帶材，該層壓帶材使用小于1毫米的厚度。
由于貝西默所構想的用于連續(xù)金屬帶鑄造的機器在總體結構上仍是理想化的，需要解決其有效使用的問題仍有很多，所涉及的范圍也從保證輥間間隙的維持，到尋找最合適的材料以抵抗不利操作條件，到鑄造速度與帶材驅動操作的自動控制，直至帶材的卷繞。當然，鑄造與卷繞之間帶材的完整性是一個很重要的問題。
關于帶材的完整性，為了避免鑄造輥與卷取工位間速度上的差異，或在卷取之前于鑄造下游設一個輥架時輥架而導致帶材的破損，人們建議從鑄錠模退出的帶材自由地掛在鑄模下，并隨后借助驅動輥抬起以形成一曲線或“環(huán)”。此后前述帶材被輥式輸送機輸送至卷繞工位。一旦壓延輥的速度或卷繞機的速度發(fā)生變化，所述環(huán)的長度也發(fā)生變化，而不會在帶材上產(chǎn)生其它變形，從而允許控制與調(diào)節(jié)裝置補償該速度變化。
此外，在輥式輸送機的附近設置合適的絕緣、加熱或冷卻裝置以控制并調(diào)整帶材的溫度，特別是使其均勻。
正如已看到的，該已知技術實際上涉及環(huán)成型后進行的冷/熱處理，該處理位于錠模下游一定距離處，特別是鄰近輥式輸送機處，帶材形成環(huán)后在該輸送機上朝著卷繞機輸送。
無論環(huán)存在與否，當鑄造帶材離開壓延輥時，在緊跟所謂的“吻合點”(KP)處，即壓延輥間的最小距離處，錠模下游立即存在一問題，該問題是由與輥接觸的帶材的末端的急劇冷卻產(chǎn)生的，對此，輥設有強制冷卻系統(tǒng)，在一區(qū)域的通道內(nèi)，冷卻是由鑄造區(qū)內(nèi)提供的空氣或惰性氣體的輻射或對流產(chǎn)生的，以便保護該金屬。
圖4顯示了帶材溫度的這種分布，其中該曲線圖顯示了從壓延輥上的液態(tài)金屬所形成的彎液面直至“吻合點”下方300mm距離處的帶材的熱剖面，曲線A測的是帶材表面上的點，曲線B測的是帶材中部的點。如果在輥下游帶材未充分冷卻，即使其最外層溫度達到固化點，但此時鋼的機械特性很差，結果在再加熱工段帶材會因其自身重量而斷裂。如此帶材的生產(chǎn)就是不連續(xù)的，且鑄造線僅能生產(chǎn)不能連續(xù)輥軋的相應短的帶材段。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是克服上述缺陷，提供一種帶材溫度調(diào)節(jié)裝置，該裝置在錠模緊下游區(qū)域內(nèi)盡可能一致地保持帶材溫度，同時防止帶材的過多臨時再加熱，或改善帶材的最外層并控制帶材的冷卻。
上述問題是通過具有錠模的金屬帶連續(xù)鑄造機內(nèi)的帶材溫度調(diào)節(jié)裝置解決的，該裝置包括一對平行、對置旋轉的輥，在該輥的末端由兩閉合板限定所述帶材的豎直鑄造平面，該平面包括至少一位于輥軸線所在平面下的大體矩形的面板，及至少一個適于冷卻氣體通道的的管，該面板的長度尺寸大致平行于輥軸線，其特征在于至少一大體矩形的面板(5)以很短的距離設置在輥下，以致帶材的溫度在錠模退出點正上方區(qū)域內(nèi)保持一致。
根據(jù)本發(fā)明的設備在“吻合點”(KP)緊下游處降低了加熱溫度，該溫度即所謂“再加熱現(xiàn)象”，于是在某種意義上該溫度不會升高到鋼固化溫度之上。在該裝置中，該裝置設置為導流板，該導流板便于提供適當?shù)臍怏w分布通道，該通道與朝著帶材表面噴射氣體的噴嘴相通，該氣體最好是惰性的以避免所不期望的氧化現(xiàn)象。該裝置按降低成本價格表現(xiàn)出具有可靠冷卻系統(tǒng)的優(yōu)點。在本發(fā)明的另一實施例中，在導流板外側鄰近其最高端和/或最低端處最好設置氣道。在此情況下，導流板最好由耐蝕材料制成或者僅涂覆有耐蝕材料。
附圖簡要說明對本領域普通技術人員而言，本發(fā)明的其它優(yōu)點通過作為非限定性例子給出的特定實施例的詳細描述并結合附圖將更清楚，所述實施例是連續(xù)金屬帶鑄造機內(nèi)的帶材溫度調(diào)節(jié)裝置，其中

圖1顯示了一對置旋轉輥式帶材鑄造機的沿鑄造平面正交的平面的縱斷面，其中提供了一個根據(jù)本發(fā)明的溫度調(diào)節(jié)裝置；圖2顯示了包含據(jù)本發(fā)明的裝置的金屬帶鑄造線的對置旋轉輥區(qū)域的，沿本發(fā)明鑄造平面正交的平面的縱斷面；圖3顯示了據(jù)本發(fā)明的裝置的前視圖；圖4顯示了沒有本發(fā)明裝置情況下在輥緊下游處，帶材表面與帶材中部上的帶材溫度曲線的曲線圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明參見圖1，其顯示具有主要構成元件的對置旋轉的帶材鑄造機罐10，卸料機11，澆口盤12，另一卸料機13，及可選擇的下部澆口盤14。鋼15以已知方式從澆口盤向錠模16灌注。
圖2顯示鄰近錠模16的面積放大圖，在錠模作用下制造出連續(xù)鑄造的金屬帶3。錠模16大致包括一對對置旋轉壓延輥2，2’，其通過適當?shù)囊阎绞讲⒂稍O置在已知類型的輥末端上的兩端板進行內(nèi)部冷卻(圖中未示出)。
在鑄造過程中，熔融金屬一接觸鄰近“吻合點”KP的輥2，2’就固化。帶材3從錠模16制出，但仍處于很高溫度，沿著錠模下方最初的一個豎直路徑直接朝著底部而行。
圖4描述了錠模下游的鑄造帶材的溫度波動，其中在鑄造機內(nèi)沒有冷卻裝置。在“吻合點”KP下方的短距離處，該熱情況很關鍵，在該處存在帶材再加熱的危險，結果會由帶材自身重量而引起帶材的撕裂。
為了提高帶材在“吻合點”KP緊下游區(qū)域內(nèi)的熱情況，根據(jù)本發(fā)明，在輥2和2’下方很短距離處設置溫度調(diào)節(jié)裝置4。裝置4包括一對面板5，該面板5是大致扁平的拉長矩形梁形狀。在下面的敘述中，標號僅指一個面板5，因為圖2中僅顯示了一個面板，但應理解該裝置通常包括對稱設置在帶材所限定平面每一側上的兩個面板。
面板5具有合適的厚度以提供足夠的結構阻力，此外還要顧及在特殊要求溫度情況下適于操作的情況。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，面板5的厚度是這樣的，允許它在其內(nèi)容納用作氣體通道的管道6，該氣體最好為惰性氣體并由歧管9’供給。該管道6與設置在裝置表面上的噴嘴7連通，該噴嘴朝著鑄造帶3并直接朝著外側，最好沿帶材3方向設置，以便通過氣體噴射7’冷卻帶材表面。
在圖2所示的溫度調(diào)節(jié)裝置4的第二優(yōu)選實施例中，管道8，8’，諸如截面可變的管緊鄰面板5設置在其上方或下方。管8，8’具有朝著帶材3噴射氣體的噴嘴形孔。在此實施例中，內(nèi)管道6與噴嘴7也可以不位于面板5上，例如，如果管8，8’所噴出氣體的調(diào)節(jié)效果足以滿足機器的需要。
管8，8’也可以多于一個，如果這種設置對提高溫度調(diào)節(jié)效果而言是必需的。
在剛剛描述的實施例中，面板5由金屬制成或可選擇地由耐火材料制成?？蛇x擇地，面板5也能由涂有耐火材料層的金屬制成。
由耐火材料制成的面板5也適于保護管8，8’，假設輥中的鋼水減少了，此時鑄造中斷，存在于錠模內(nèi)的鋼水必須迅速卸到輥下空間中。具有合適配置的管8，8’有可能被設置，使得顯著數(shù)量液態(tài)鋼的可能下落不會直接濺到它們上。這在錠模倒空的緊急情況下特別有用。
以合適溫度和壓力及充分流速送入設備4的氣體會產(chǎn)生一噴射效果，該氣體在最關鍵的溫度區(qū)域流經(jīng)帶材表面并適當冷卻該表面，在經(jīng)過一預定時間鑄造后，當帶材達到相當重量時消除其斷裂危險。
面板5最好設置為其表面相對豎直帶材鑄造平面以一預定銳角，例如約30°轉向帶材傾斜。
面板5的截面也能大致呈現(xiàn)為L型以提高其結構阻力。
最好，裝置4提供與軸的水平鉸鏈，該鉸鏈基本平行于晶化輥，并可能樞接裝置的整個平面，或者僅面板5改變相對平行于帶材的豎直面的設定角度，從而可能改變氣體對帶材3表面的噴射效果。
本發(fā)明冷卻裝置4的更遠的下游最好設置其它的設備或溫度控制裝置，以便更好地調(diào)整鑄造帶材與環(huán)境間的熱交換。
最好與環(huán)境熱隔絕，對鑄造發(fā)生地的錠模下方的腔提供充分氣密性，以便將損耗減至最小，并防止促使產(chǎn)生帶材表面氧化現(xiàn)象的大氣進入。
根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置也能提供一帶材溫度測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于鑄造金屬的溫度和金屬的固化溫度調(diào)節(jié)噴嘴所噴射的氣流。
本裝置的一實施例還提供了僅一個面板存在的情況，如果帶材溫度調(diào)節(jié)是必需的，該面板位于帶材的一側上。在此情況下也能獲得與在帶材的兩個表面上具有兩個面板，但是僅使用一側氣道的裝置相似的調(diào)節(jié)效果。
權利要求
1.一種配有錠模(16)的金屬帶(3)連續(xù)鑄造機(3)內(nèi)的帶材溫度調(diào)節(jié)裝置(4)，其包括一對平行、對置旋轉的輥(2，2’)并且在該輥(2，2’)的末端由兩閉合板限定所述帶材(3)的豎直鑄造平面，所述平面包括至少一位于輥(2，2’)軸線所在平面下的大體矩形的面板(5)，所述面板的最長尺寸大致平行于輥軸線，至少一管(6，8，8’)適于冷卻氣體的通道，其特征在于至少一大體矩形的面板(5)以很短的距離設置在輥下，以致帶材的溫度在錠模退出點正上方區(qū)域內(nèi)保持一致。
2.如權利要求1所述的裝置，其中設置有出口噴嘴(7)，該噴嘴至少有一個適于朝著帶材(3)噴射氣體的管(6，8，8’)。
3.如權利要求2所述的裝置，其中所述管(6)形成在所述至少一個面板(5)內(nèi)。
4.如權利要求2所述的裝置，其中所述管(8，8’)外形上位于橫靠所述至少一面板(5)。
5.如權利要求4所述的裝置，其中設置多個管(8，8’)。
6.如權利要求5所述的裝置，其中所述至少一個面板(5)由耐火材料制成。
7.如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個面板(5)相對所述豎直帶材鑄造平面(3)以一預定角度傾斜。
8.如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述至少一個面板(5)具有用于改變相對豎直帶材鑄造平面(3)傾斜度的裝置。
9.如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中設置兩個面板(5)，其對稱地設置于所述豎直帶材鑄造平面(3)的兩側。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于配有錠模(16)的連續(xù)鑄造機生產(chǎn)帶材(3)的溫度調(diào)節(jié)裝置，所述裝置包括一對冷卻、平行、對置旋轉的輥(2，2’)，所述輥被其軸端的兩個板閉合，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括一對大體矩形的面板(5)，所述面板(5)對稱地設置于輥軸線所在平面下方，所述面板(5)的最長尺寸平行于輥軸線。設置管(6，8，8’)，其送進一系列噴嘴(7)將冷卻氣體噴射到帶材表面(3)上。
文檔編號B22D11/22GK1662324SQ03814841
公開日2005年8月31日 申請日期2003年7月10日 優(yōu)先權日2002年7月10日
發(fā)明者努雷丁·卡帕杰, 阿爾弗雷多·巴薩魯?shù)? 詹彼得羅·扎莫, 阿爾弗雷多·波洛尼 申請人:丹尼利機械設備股份公司