專(zhuān)利名稱(chēng)：使用雙輥連鑄機(jī)生產(chǎn)金屬帶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用雙輥連鑄機(jī)生產(chǎn)金屬帶的方法，并且涉及用于實(shí)施該方法的雙輥連鑄機(jī)。這種雙輥連鑄機(jī)優(yōu)選用于生產(chǎn)薄鋼帶尤其是厚度為1.0mm至10mm的鋼帶。
背景技術(shù)：
雙輥連鑄設(shè)備的主要部件由兩個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并且其軸線(xiàn)相互平行布置的鑄輥和抵靠在這些鑄輥的相對(duì)端側(cè)上的兩塊側(cè)板形成。這兩個(gè)鑄輥軸線(xiàn)之間的距離如此設(shè)置，從而這些鑄輥的側(cè)面形成基本上平行的與所要鑄造的金屬帶的鑄造厚度對(duì)應(yīng)的鑄造間隙。相互作用的鑄輥的側(cè)面和側(cè)板的兩個(gè)端側(cè)形成一用于容納金屬熔體的沿著圓周方向封閉的空間，該金屬熔體通過(guò)入口提供，在鑄輥的受冷卻側(cè)表面處固化并且以至少完全固化的金屬帶的形式從鑄造間隙中輸送出。例如從WO98/04369中已知具有這種設(shè)計(jì)和功能的設(shè)備。
鑄輥的端側(cè)位于容許間隙較小的平行表面中。抵靠在鑄輥的端側(cè)上的這些側(cè)板由耐火材料構(gòu)成，并且嵌入在作為側(cè)板操作裝置或用于側(cè)板的支撐和運(yùn)載設(shè)備的一部分的承載框架中。例如從EP-A714715或EP-B620061已知這種設(shè)備的許多實(shí)施方案。
以預(yù)定的壓力將由耐火材料制成的側(cè)板壓到鑄輥的端側(cè)上以便確保它們緊緊抵靠在這些端側(cè)上。這些側(cè)板受到較高并且局部不同的機(jī)械和熱負(fù)載。在熔池中以及在鑄造間隙的區(qū)域中，存在與金屬熔體直接接觸，因此存在相當(dāng)大的熱和/或化學(xué)磨損；在側(cè)板和鑄輥的端側(cè)之間的接觸表面區(qū)域中，由于這些組成部件在壓力和高溫下相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)，所以磨損主要是機(jī)械磨損。為了使整體磨損最小化并且為了提高側(cè)板的使用壽命，已知有這樣的解決方案，其中這些側(cè)板根據(jù)特定的局部要求由不同材料制成(WO98/04369)。
為了補(bǔ)償該磨損并且保持密封的支撐，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，將這些側(cè)板擠壓到鑄輥表面上或者使之朝著鑄輥側(cè)面連續(xù)運(yùn)動(dòng)。
在一般類(lèi)型的雙輥連鑄機(jī)的實(shí)施方案中，如例如從EP-A714715或EP-B620061所知道的一樣，已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到鑄輥的端側(cè)上的側(cè)板被連續(xù)保持在接觸壓力下。這些側(cè)板在生產(chǎn)循環(huán)期間由于固定的接觸壓力和鑄造速度的作用而連續(xù)磨損，并且這限制了可以實(shí)現(xiàn)的鑄造持續(xù)時(shí)間。這種布置的另一個(gè)產(chǎn)生副作用的不理想的方式是在側(cè)板和固化帶材外殼之間的接觸表面上產(chǎn)生磨損痕跡。
相反，EP-B285963或EP-B380698披露了不同的鑄輥和側(cè)板的布置，其中在其厚度的局部區(qū)域上將耐火側(cè)板安放在鑄輥的狹窄邊緣襯條上并且在鑄造操作期間使側(cè)板以預(yù)定的進(jìn)給速度朝著鑄造間隙運(yùn)動(dòng)。根據(jù)所述的設(shè)計(jì)解決方案，這些側(cè)板固定在承載板上或在機(jī)架中被引導(dǎo)，并且通過(guò)主軸驅(qū)動(dòng)裝置、齒條或類(lèi)似的機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)到鑄輥上。這些鑄輥在其端側(cè)處由耐磨板覆蓋，這確保了相應(yīng)的磨損，并且昂貴的鑄輥?zhàn)陨聿粫?huì)受到來(lái)自側(cè)板的磨損。一方面，因?yàn)檫@兩個(gè)組成部件的溫度不同，在耐磨板和側(cè)板之間的環(huán)繞接觸槽在襯條邊緣的形成上具有負(fù)面效果，并且另一方面，由于這些側(cè)板的只是機(jī)械垂直引導(dǎo)，所以不能充分確保熔融空間的端側(cè)密封。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)，并且提出一種用于在雙輥連鑄機(jī)中生產(chǎn)金屬帶材的方法以及為此所需要的雙輥連鑄機(jī)，其中在鑄造開(kāi)始以及在穿過(guò)鑄造間隙的寄生固化(parasiticsolidification)情況中都確保了熔融空間的完全密封。另外，使在與鑄輥端側(cè)的接觸表面處對(duì)側(cè)板的水平磨損降低至與在側(cè)板和固化帶材外殼之間的接觸表面之間的磨損相同的程度上，并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)了在從鑄造間隙出來(lái)時(shí)帶材邊緣質(zhì)量的改進(jìn)。
在一般類(lèi)型的方法中，該目的是通過(guò)這樣的事實(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中側(cè)板在第一時(shí)間間隔中沿著與鑄輥軸線(xiàn)平行的第一運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)到鑄輥的端側(cè)上，并且這些側(cè)板在第二時(shí)間間隔中沿著與在鑄造間隙中的鑄造方向平行的第二運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)到鑄輥的側(cè)面的一部分上。
側(cè)板沿著鑄輥軸線(xiàn)的方向的水平運(yùn)動(dòng)和側(cè)板沿著鑄造方向的垂直運(yùn)動(dòng)的組合由于磨損而在側(cè)板中產(chǎn)生出臺(tái)階，這使得產(chǎn)生出端側(cè)和圓周側(cè)密封表面并且因此使得能夠?qū)崿F(xiàn)密封。通過(guò)這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)組合，可以連續(xù)或不時(shí)地更新這兩個(gè)密封表面。
這可以通過(guò)以下事實(shí)來(lái)方便的實(shí)現(xiàn)，也就是按照時(shí)間先后順序，第一時(shí)間間隔與第二時(shí)間間隔至少部分重疊。
但是這也可以通過(guò)如下事實(shí)實(shí)現(xiàn)，也就是按照時(shí)間先后順序，第二時(shí)間間隔與第一時(shí)間間隔至少部分重疊。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，第一時(shí)間間隔在第二時(shí)間間隔之前開(kāi)始。按照這種方式，通過(guò)以下事實(shí)實(shí)現(xiàn)熔融空間的密封，也就是在第一時(shí)間間隔中，側(cè)板沿著鑄輥軸線(xiàn)的方向發(fā)生進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致側(cè)板在鑄輥端側(cè)的磨合(grinding-in)，并且由于沿著鑄造方向的豎直運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致側(cè)板僅以時(shí)間偏差的方式在鑄輥的側(cè)面發(fā)生磨合，其磨合程度與側(cè)板沿著鑄輥軸線(xiàn)方向的移動(dòng)所導(dǎo)致的磨損相對(duì)應(yīng)。
第一時(shí)間間隔在金屬熔融體送入到熔融空間中或者在這之前開(kāi)始。提前一定的時(shí)間使其可以克服與制造或者組裝相關(guān)的側(cè)板偏斜定位、與制造相關(guān)或者由熱導(dǎo)致的側(cè)邊變形以及因?yàn)槟ズ喜僮鞫阼T輥和側(cè)板之間導(dǎo)致間隙的問(wèn)題。
用于側(cè)板的材料必須具有高的承受熱負(fù)荷的能力，高的耐熱沖擊性，在與熔融金屬和鑄輥表面相接觸時(shí)的高的耐磨損性，以及耐化學(xué)侵蝕和腐蝕的能力。這種類(lèi)型的材料由包括選自耐火基礎(chǔ)材料的多種成分的物質(zhì)的混合物構(gòu)成，例如SiO2、Al2O3、BN、Si3N4、ZrO2、石墨等。按照所使用的耐火材料的磨損特性的函數(shù)，側(cè)板移動(dòng)到鑄輥上。側(cè)板是單個(gè)工件的形式。如果他們?cè)诓煌牟糠趾胁煌牟牧?，為了最好的適合于和鑄輥和熔融金屬相接觸，這些側(cè)板工件在一個(gè)共用的承載框架中結(jié)合在一起，以形成可共同移動(dòng)的元件。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，第一時(shí)間間隔由三個(gè)部分組成，具體的說(shuō)開(kāi)始階段，其中側(cè)板在最多90秒的時(shí)間周期之間按照與側(cè)板的材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速度移動(dòng)到鑄輥的端側(cè)上，該磨損速率小于50mm/小時(shí)，優(yōu)選在1mm/小時(shí)至30mm/小時(shí)間；過(guò)渡階段，其中側(cè)板在最多3分鐘的時(shí)間周期內(nèi)按照與側(cè)板的材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速度移動(dòng)到鑄輥的端側(cè)上，該磨損速率小于20mm/小時(shí)；穩(wěn)態(tài)操作階段，其中側(cè)板按照與側(cè)板的材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速度移動(dòng)到鑄輥的端側(cè)上，該磨損速率在0.2mm/小時(shí)-4mm/小時(shí)之間。
因此在該過(guò)程中，通過(guò)沿著鑄輥軸線(xiàn)方向的進(jìn)給速率的開(kāi)環(huán)或者閉環(huán)控制，在限定的時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)現(xiàn)在側(cè)板處的預(yù)定磨損速率，以這種方式允許開(kāi)始雙輥鑄造安裝而不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，第一時(shí)間間隔由三個(gè)部分組成，具體的說(shuō)開(kāi)始階段，其中側(cè)板在最多90秒的時(shí)間周期內(nèi)按照與側(cè)板的材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的接觸壓力壓在鑄輥的端側(cè)上，該磨損速率小于50mm/小時(shí)，優(yōu)選在1mm/小時(shí)至30mm/小時(shí)之間；過(guò)渡階段，其中側(cè)板在最多3分鐘的時(shí)間周期內(nèi)按照與側(cè)板的材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的接觸壓力壓在鑄輥的端側(cè)上，該磨損速率小于20mm/小時(shí)；穩(wěn)態(tài)操作階段，其中側(cè)板按照與側(cè)板的材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的接觸壓力壓在鑄輥的端側(cè)上，該磨損速率在0.2mm/小時(shí)-4mm/小時(shí)之間。
在兩個(gè)可選擇的過(guò)程中，通過(guò)沿著鑄輥軸線(xiàn)方向接觸壓力的開(kāi)環(huán)或者閉環(huán)控制，在限定的時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)現(xiàn)在側(cè)板處的預(yù)定磨損速率，以這種方式允許開(kāi)始雙輥鑄造安裝而不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。
在兩個(gè)變形中，第二時(shí)間間隔在第一時(shí)間間隔的開(kāi)始之后在最遲30分鐘優(yōu)選早在10分鐘開(kāi)始。為了更好的利用用于在兩側(cè)上，也就是在端側(cè)和周邊側(cè)上，容納熔融體的空間密封的優(yōu)點(diǎn)，第二時(shí)間間隔基本在穩(wěn)態(tài)操作階段開(kāi)始的時(shí)候開(kāi)始。
與上述用于第一時(shí)間間隔的兩個(gè)程序類(lèi)似，類(lèi)似的設(shè)置第二時(shí)間間隔，側(cè)板在該第二時(shí)間間隔過(guò)程中按照與側(cè)板的材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速度移動(dòng)到鑄輥的側(cè)面一部分上，該磨損速率為2mm/小時(shí)-20mm/小時(shí)、優(yōu)選在4.0mm/小時(shí)-10mm/小時(shí)之間；或者側(cè)板在該第二時(shí)間間隔過(guò)程中按照與側(cè)板的材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的接觸壓力壓在鑄輥的側(cè)面一部分上，該磨損速率為2mm/小時(shí)-20mm/小時(shí)、優(yōu)選在4.0mm/小時(shí)-10mm/小時(shí)之間。
已經(jīng)磨合在側(cè)板中的密封表面在正在進(jìn)行的鑄造操作過(guò)程中因?yàn)榍治g和腐蝕而逐漸損壞并破裂，因此產(chǎn)生一個(gè)理想的金屬條，對(duì)于側(cè)板來(lái)說(shuō)在第二時(shí)間間隔過(guò)程中足以斷斷續(xù)續(xù)的移動(dòng)，并且移動(dòng)階段和穩(wěn)態(tài)階段交替，側(cè)板的穩(wěn)態(tài)階段不超過(guò)30分，優(yōu)選不超過(guò)5分鐘。在這種情況下，側(cè)板在每個(gè)移動(dòng)階段中足以移動(dòng)到鑄輥側(cè)面的一部分上0.01-2.0mm，優(yōu)選0.1mm-1.0mm。
在新的耐火側(cè)板已經(jīng)裝配在側(cè)板承載設(shè)備或者側(cè)板操縱機(jī)上之后，有利的是，如果磨合階段直接在第一時(shí)間間隔之前，其中側(cè)板在最多120秒的時(shí)間周期之中按照與至少10mm/小時(shí)、優(yōu)選至少20mm/小時(shí)的對(duì)側(cè)板的材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的接觸壓力壓在鑄輥的端側(cè)上。如果側(cè)板在該磨合階段部分中被以高的接觸壓力適當(dāng)?shù)母郊訅涸阼T輥的側(cè)面的一部分上，則在側(cè)板上的密封表面的形成肯定受到影響。
用于制作用于鑄造操作的側(cè)板的有利的制作階段還包括這樣的事實(shí)，如果磨合階段直接在第一時(shí)間間隔之前，其中對(duì)側(cè)板產(chǎn)生至少0.3mm的平均水平材料磨損，這種磨合階段是在冷卻或預(yù)熱的側(cè)板情況下進(jìn)行，并且如果在該磨合階段和第一時(shí)間間隔的開(kāi)始之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹虚g加熱。為此，在側(cè)板的后側(cè)設(shè)有由燃?xì)鉅t或電加熱裝置例如感應(yīng)加熱器等形成的加熱裝置。
在這樣一種雙輥連鑄機(jī)中，利用以下事實(shí)實(shí)現(xiàn)在引言中所給出的目的，所述連鑄機(jī)包括兩個(gè)平行布置的鑄輥和兩塊側(cè)板，這些側(cè)板抵靠在鑄輥的端側(cè)上并且支撐在側(cè)板承載機(jī)構(gòu)中，每個(gè)側(cè)板承載機(jī)構(gòu)具有用于沿著鑄輥軸線(xiàn)方向進(jìn)行側(cè)板的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的水平引導(dǎo)件；給每個(gè)側(cè)板承載機(jī)構(gòu)配備用于使側(cè)板水平移動(dòng)的水平調(diào)節(jié)裝置和用于記錄側(cè)板的水平位置的位置記錄裝置；每個(gè)側(cè)板承載機(jī)構(gòu)具有用于根據(jù)鑄造間隙沿著鑄造方向進(jìn)行側(cè)板的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的垂直引導(dǎo)件；給每個(gè)側(cè)板承載機(jī)構(gòu)配備用于使側(cè)板垂直移動(dòng)的垂直調(diào)節(jié)裝置和用于記錄側(cè)板的垂直位置的位置記錄裝置；通過(guò)信號(hào)線(xiàn)使計(jì)算機(jī)單元與水平調(diào)節(jié)裝置、垂直調(diào)節(jié)裝置和位置記錄裝置連接以便發(fā)送出測(cè)量和控制信號(hào)。
在這一點(diǎn)上，將術(shù)語(yǔ)“水平”和“垂直”解釋為方向指示，它們決不只是與重力相關(guān)。術(shù)語(yǔ)“水平”基于水平鑄輥軸線(xiàn)和其縱向范圍。術(shù)語(yǔ)“垂直”基于在由鑄輥形成鑄造間隙的最窄位置(吻合位置)處的鑄造方向。因此，根據(jù)鑄輥相對(duì)于彼此的位置，可以存在與重力的作用方向不同的方向。如果采用相應(yīng)的過(guò)程模型作為基礎(chǔ)，則該設(shè)備設(shè)計(jì)使得能夠考慮輸入條件例如鋼號(hào)、熔融溫度和過(guò)熱溫度、鑄造厚度、鑄造速度、側(cè)板材料等并且還考慮生產(chǎn)過(guò)程的流程中斷例如不規(guī)則側(cè)板磨損、鑄造速度的變化等來(lái)設(shè)定側(cè)板的過(guò)程受控順序。
該雙輥連鑄機(jī)的一個(gè)有利結(jié)構(gòu)在于以下事實(shí)，給水平調(diào)節(jié)裝置和垂直調(diào)節(jié)裝置配備了單獨(dú)的接觸壓力測(cè)量裝置，用于確定沿著水平和垂直方向在鑄輥上的側(cè)板的接觸壓力，并且這些水平調(diào)節(jié)裝置和垂直調(diào)節(jié)裝置通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)單元連接。壓力測(cè)量使得能夠針對(duì)當(dāng)前側(cè)板磨損給出結(jié)論并且將測(cè)量數(shù)據(jù)作為對(duì)根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)始方法進(jìn)行連續(xù)改進(jìn)的基礎(chǔ)，尤其在將自教導(dǎo)系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在工廠(chǎng)的控制和管理系統(tǒng)中時(shí)。
該計(jì)算單元優(yōu)選設(shè)計(jì)為具有更高等級(jí)的工廠(chǎng)控制系統(tǒng)的單獨(dú)控制電路。這尤其使得能夠針對(duì)該單獨(dú)控制電路考慮來(lái)自其他設(shè)備組成部件的可變影響變量。
該側(cè)板承載機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的配置和系統(tǒng)構(gòu)成在于以下事實(shí)，該側(cè)板承載裝置由固定在設(shè)備上的基礎(chǔ)框架、調(diào)節(jié)框架和承載框架形成，調(diào)節(jié)框架通過(guò)水平引導(dǎo)件支撐在基礎(chǔ)框架上，并且用于側(cè)板的承載框架通過(guò)垂直引導(dǎo)件支撐在調(diào)節(jié)框架上，并且水平調(diào)節(jié)裝置布置在基礎(chǔ)框架和調(diào)節(jié)框架之間，并且垂直調(diào)節(jié)裝置布置在調(diào)節(jié)框架和用于側(cè)板的承載框架之間。
為了預(yù)熱這些側(cè)板，給每塊側(cè)板配備一加熱裝置，它由燃?xì)鉅t或電加熱裝置形成并且布置在側(cè)板的后側(cè)上。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明從非限定示例性實(shí)施方案的以下說(shuō)明中將了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征，其中參照了以下附圖，其中

圖1顯示出用于應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的工藝的雙輥連鑄設(shè)備；圖2顯示出貫穿在圖1中所示的雙輥連鑄設(shè)備的垂直剖視圖；圖3顯示出緊接著在第一時(shí)間間隔的開(kāi)始之后，在圖2中的A-A線(xiàn)上貫穿雙輥連鑄設(shè)備的水平局部剖面中的側(cè)板的狀態(tài)和位置；圖4顯示出在第一或第二時(shí)間間隔的前面階段中，在圖2中的A-A線(xiàn)上貫穿雙輥連鑄設(shè)備的水平局部剖面中的在鑄造過(guò)程期間側(cè)板的位置和狀態(tài)；圖5示意性地顯示出側(cè)板承載機(jī)構(gòu)；圖6顯示出側(cè)板的預(yù)定運(yùn)定時(shí)間順序和側(cè)板磨損的示例性實(shí)施方案；圖7顯示出用于根據(jù)本發(fā)明設(shè)定的側(cè)板的控制電路圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示意性地顯示出的雙輥連鑄設(shè)備1的用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明過(guò)程的核心裝置，包括兩個(gè)內(nèi)部冷卻從動(dòng)鑄輥2、3，它們繞著平行的鑄輥軸線(xiàn)4、5沿著相對(duì)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；以及兩塊側(cè)板6、7，它們由耐火材料制成并且在所有情況中都嵌入在或固定在承載框架8、9上。鑄輥2、3的側(cè)面10、11和側(cè)板6、7的端側(cè)12、13一起形成一熔池14，它沿著圓周方向被關(guān)閉并且容納通過(guò)液面下的鑄口15提供的過(guò)熱金屬熔融體16。為了避免金屬熔融體泄漏或滲透進(jìn)在側(cè)板和鑄輥之間的間隙中，將這些側(cè)板6、7安放到鑄輥2、3的端側(cè)17、18上。
該鑄輥2以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式支撐在位于承載構(gòu)架或承載軸承(未示出)中的固定位置中。該鑄輥3按照這樣一種方式支撐在承載構(gòu)架(未示出)中，從而如由雙箭頭所示一樣它可以設(shè)置成與第一鑄輥2平行地移動(dòng)。因此，可以在兩個(gè)鑄輥2、3之間的最窄位置處設(shè)定與鑄造金屬帶材21的厚度20對(duì)應(yīng)的可選擇鑄造間隙19(圖2)。通過(guò)液面下的鑄口15從中間包22進(jìn)入到熔池14中的金屬熔融體形成股狀外殼23、24，它們?cè)阼T輥2、3的內(nèi)部冷卻側(cè)面10、11上逐漸長(zhǎng)大，在鑄造間隙19中聚集到一起以形成基本上完全固化的金屬帶21，并且通過(guò)鑄輥的轉(zhuǎn)動(dòng)輸送出鑄造間隙。該鑄造帶材通過(guò)一對(duì)驅(qū)動(dòng)輥25向上輸送。
圖3顯示出在使用了由耐火材料制成的新側(cè)板的鑄造過(guò)程的初始階段中抵靠在鑄輥2、3的端側(cè)12、13上的側(cè)板6的定位。該熔池14已經(jīng)充滿(mǎn)了金屬熔體16，并且在鑄輥2、3的側(cè)面10、11處形成了股狀外殼23、24。側(cè)板6通過(guò)作用在與鑄輥軸線(xiàn)平行的側(cè)板6的承載框架8上的水平力Fh按照密封的方式被設(shè)置到鑄輥2的端側(cè)12上，并且在限定的時(shí)間間隔△t1期間沿著水平力Ft的作用方向運(yùn)動(dòng)。同樣，在限定的時(shí)間間隔△t2期間，垂直力Fv沿著鑄造方向作用并且使側(cè)板6在該時(shí)間間隔內(nèi)朝著鑄造間隙19運(yùn)動(dòng)。
在限定的鑄造時(shí)間之后，在側(cè)板6處建立了這樣一種狀態(tài)，該狀態(tài)主要通過(guò)由定位運(yùn)動(dòng)所決定的對(duì)在端側(cè)12、13和在鑄輥2、3的側(cè)面10、11處的耐火材料磨損來(lái)確定。在圖4中顯示出該狀態(tài)。由水平力Fh和垂直力Fv構(gòu)成的組合側(cè)板運(yùn)動(dòng)由于耐磨材料的受控磨損而在側(cè)板處產(chǎn)生出臺(tái)階30，從而形成端側(cè)密封表面31、32和圓周側(cè)密封表面33、34。這些密封表面31、32、33、34和伸出到熔池14中的側(cè)板端側(cè)12的那個(gè)部分對(duì)改善鑄造金屬帶材的邊緣并且延長(zhǎng)側(cè)板的使用壽命而言具有明顯的作用。暴露于金屬熔體16的側(cè)板6的端面12通過(guò)系統(tǒng)引起的化學(xué)和機(jī)械侵蝕和腐蝕而被磨損。
為了實(shí)施這些側(cè)板的定位運(yùn)動(dòng)，將后者結(jié)合進(jìn)側(cè)板承載機(jī)構(gòu)36中，在圖5中示意性地顯示出其中一個(gè)。側(cè)板6彈性地夾在承載框架8中，從而能夠進(jìn)行熱膨脹。為了使得側(cè)板能夠被預(yù)熱到操作溫度，在位于側(cè)板的后側(cè)上的自由空間中設(shè)置加熱裝置，這些加熱裝置沒(méi)有被顯示出并且由燃?xì)鉅t或電加熱裝置例如感應(yīng)加熱裝置形成。這降低了側(cè)板的突然局部較高的熱負(fù)載。承載框架8沿著L形調(diào)節(jié)框架37在垂直引導(dǎo)件38在鑄造方向上進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)，并且可以通過(guò)鉸接安裝在承載框架8以及調(diào)節(jié)框架37上的垂直調(diào)節(jié)裝置39進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)框架37其一部分支撐在固定的基礎(chǔ)框架40上，并且如此布置，從而它可以通過(guò)水平引導(dǎo)件41沿著鑄輥軸線(xiàn)4相對(duì)于后者水平移動(dòng)。水平調(diào)節(jié)裝置42在一側(cè)鉸接安裝在基礎(chǔ)框架40上，并且在另一側(cè)鉸接安裝在調(diào)節(jié)框架37上。垂直調(diào)節(jié)裝置39和水平調(diào)節(jié)裝置42使得側(cè)板能夠進(jìn)行開(kāi)環(huán)或閉環(huán)前進(jìn)和后退定位運(yùn)動(dòng)，這可以通過(guò)各種定位裝置例如通過(guò)彈簧、氣動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣、機(jī)械或機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或者這些系統(tǒng)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)選與移動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置連接，并且通過(guò)開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制或管理系統(tǒng)，使得能夠根據(jù)預(yù)設(shè)數(shù)值，例如被預(yù)先確定為時(shí)間的函數(shù)的接觸壓力、進(jìn)給速度等，精確設(shè)定位置和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
各個(gè)過(guò)程步驟在圖6的基礎(chǔ)上被清楚地顯示出，并且在下面將進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。相對(duì)于時(shí)間軸t(秒)畫(huà)出側(cè)板磨損，該側(cè)板磨損一方面作為絕對(duì)值另一方面以mm/小時(shí)為單位并且因此等于側(cè)板的瞬時(shí)進(jìn)給速度。
在初始設(shè)定耐火側(cè)板之后，在磨合階段中，消除了由于在側(cè)板處的制造公差而導(dǎo)致可能在側(cè)板的端側(cè)和鑄輥的端側(cè)之間出現(xiàn)的對(duì)準(zhǔn)誤差。這個(gè)磨合階段如果一直需要的話(huà)則應(yīng)該持續(xù)不超過(guò)120秒，并且平均側(cè)板磨損相當(dāng)于至少為10mm/小時(shí)，優(yōu)選至少為20mm/小時(shí)。但是，適當(dāng)?shù)氖?，該?shù)值只有在緊接著在打開(kāi)止動(dòng)件之前達(dá)到。
實(shí)際的鑄造過(guò)程通過(guò)第一時(shí)間間隔△t1開(kāi)始，在這期間側(cè)板沿著鑄輥軸線(xiàn)朝著鑄輥的端側(cè)的水平運(yùn)動(dòng)在三個(gè)部分中發(fā)生。在開(kāi)始階段(第一部分)中，側(cè)板在至多90秒的時(shí)期內(nèi)運(yùn)動(dòng)到鑄輥的端側(cè)上，并且磨損或進(jìn)給速度Vs1為1.0mm/小時(shí)至20mm/小時(shí)。該開(kāi)始階段持續(xù)至多90秒。在該開(kāi)始階段內(nèi)，優(yōu)選在其開(kāi)始時(shí)，止動(dòng)件打開(kāi)并且熔池開(kāi)始填充金屬熔體；在止動(dòng)件打開(kāi)期間并且緊接著在它之后進(jìn)給速度其最大值不超過(guò)50mm/小時(shí)。之后為過(guò)渡階段(第二部分)，該階段持續(xù)至多120秒，并且在這期間側(cè)板的進(jìn)給速度Vs2小于10mm/小時(shí)，并且逐漸進(jìn)入到穩(wěn)態(tài)操作階段(第三部分)，在該階段中進(jìn)給速度Vs3降至0.2mm/小時(shí)至4.0mm/小時(shí)。通過(guò)在開(kāi)始階段期間的高進(jìn)給速度Vs1，從而在非常短的時(shí)間內(nèi)將明顯的密封邊緣磨成側(cè)板，并且該密封邊緣在鑄造過(guò)程中根據(jù)自然磨損被連續(xù)地保持并且更新。針對(duì)操作階段給出的數(shù)值Vs3對(duì)于這個(gè)持續(xù)更新過(guò)程而言足夠了。因此來(lái)選擇該側(cè)板材料。
在穩(wěn)態(tài)操作階段開(kāi)始時(shí)，優(yōu)選在第一時(shí)間間隔△t1之后10分鐘并且最多30分鐘，第二時(shí)間間隔△t2開(kāi)始，在這期間側(cè)板進(jìn)行垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)即沿著鑄造方向G的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在未中斷的穩(wěn)態(tài)鑄造操作期間的進(jìn)給速度Vv1大約為4.0至10.0mm/小時(shí)，但是也可以在2.0至20mm/小時(shí)的范圍內(nèi)。該垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以作為出現(xiàn)任何故障的函數(shù)來(lái)進(jìn)行，如帶材邊緣異常或磨損，來(lái)自側(cè)板的力或運(yùn)動(dòng)信號(hào)表示在穩(wěn)態(tài)磨損過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案在于，在多個(gè)步驟中進(jìn)行側(cè)板的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即在0.2至2mm的距離上以2.0至20mm/小時(shí)的Vv2進(jìn)給速度進(jìn)行快速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，之后在開(kāi)始進(jìn)一步進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之前進(jìn)行大約30分鐘的靜止階段。該間歇性進(jìn)給運(yùn)動(dòng)足以在鑄輥側(cè)面和側(cè)板之間產(chǎn)生出耐久的密封表面，該表面同樣沿著圓周方向在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)相對(duì)于侵蝕保持穩(wěn)定。
可以通過(guò)受控的接觸壓力(Ps1、Ps2、Ps3、Pv1、Pv2)來(lái)實(shí)現(xiàn)與側(cè)板的進(jìn)給速度(Vs1、Vs2、Vs3、Vv1、Vv2)對(duì)應(yīng)的側(cè)板的預(yù)定小時(shí)磨損速率，所述接觸壓力由水平和垂直調(diào)節(jié)裝置來(lái)施加，然后傳遞給側(cè)板并且根據(jù)針對(duì)穩(wěn)態(tài)預(yù)先確定的磨損在測(cè)量和控制回路中順序進(jìn)行閉環(huán)控制。通過(guò)與例如過(guò)程控制步進(jìn)馬達(dá)結(jié)合的機(jī)械傳動(dòng)裝置也可以實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果。
在圖7中示意性地顯示出基于根據(jù)本發(fā)明的啟動(dòng)過(guò)程的雙輥連鑄設(shè)備的控制操縱結(jié)構(gòu)?；谝呀?jīng)在圖5中顯示出的側(cè)板承載機(jī)構(gòu)36的結(jié)構(gòu)工作，具有接收這些側(cè)板6、7的承載框架8、9、相應(yīng)承載框架在其上沿著垂直引導(dǎo)件41而被引導(dǎo)的調(diào)節(jié)框架37、和調(diào)節(jié)框架37在其上被支撐和被引導(dǎo)在水平引導(dǎo)件41中的基礎(chǔ)框架40，設(shè)有位置記錄裝置44，用來(lái)確定相應(yīng)調(diào)節(jié)框架37相對(duì)于基礎(chǔ)框架40的相對(duì)位置；以及位置記錄裝置45，用來(lái)確定相應(yīng)承載框架8、9相對(duì)于調(diào)節(jié)框架37的相對(duì)位置。另外，給水平調(diào)節(jié)裝置42配備接觸壓力測(cè)量裝置47，并且給垂直調(diào)節(jié)裝置39配備接觸壓力測(cè)量裝置48，從而能夠連續(xù)記錄側(cè)板磨損。所有位置記錄裝置和接觸壓力測(cè)量裝置通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)單元46連接，該計(jì)算機(jī)單元也可以設(shè)計(jì)成單獨(dú)的控制電路。通過(guò)引入預(yù)定或額外測(cè)量出的輸入變量，根據(jù)所選的啟動(dòng)模式將這些側(cè)板設(shè)定到鑄輥上?；蛘撸部梢詫⒆⑷胱兞枯斎虢o更高級(jí)的控制系統(tǒng)51，在那里向計(jì)算機(jī)單元46發(fā)出指令，該計(jì)算機(jī)單元46作為單獨(dú)控制電路根據(jù)預(yù)定的數(shù)學(xué)模型操作，從而該控制系統(tǒng)考慮來(lái)自其他單獨(dú)控制電路49、50的影響變量，并且反之亦然。
權(quán)利要求
1.一種采用雙輥連鑄機(jī)(1)來(lái)生產(chǎn)金屬帶的方法，其中將金屬熔體(16)引入到熔池(14)中，該熔池由兩個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并且其軸線(xiàn)(4，5)相互平行地布置的鑄輥(2，3)和抵靠在這些鑄輥的端側(cè)(17，18)上的兩塊側(cè)板(6，7)形成，并且其中從由鑄輥形成的鑄造間隙(19)輸送出至少部分固化的金屬帶(21)，其特征在于，所述側(cè)板(6，7)在第一時(shí)間間隔(Δt1)中沿著與鑄輥軸線(xiàn)(4，5)平行的第一運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)到鑄輥的端側(cè)(17，18)上；并且所述側(cè)板(6，7)在第二時(shí)間間隔(Δt2)中沿著與在鑄造間隙(19)中的鑄造方向(G)平行的第二運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)到鑄輥的一部分側(cè)面(10，11)上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按時(shí)間順序，第一時(shí)間間隔(Δt1)與第二時(shí)間間隔(Δt2)至少部分重疊。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按時(shí)間順序，第二時(shí)間間隔(Δt2)與第一時(shí)間間隔(Δt1)至少部分重疊。
4.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一時(shí)間間隔(Δt1)在第二時(shí)間間隔(Δt2)之前開(kāi)始。
5.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一時(shí)間間隔(Δt1)在將金屬熔體送入到熔池(14)中時(shí)或者在這之前開(kāi)始。
6.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述側(cè)板(6，7)作為所采用的耐火材料的磨損特征的函數(shù)運(yùn)動(dòng)到鑄輥(2，3)上。
7.如前面權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一時(shí)間間隔(Δt1)由三個(gè)部分形成，開(kāi)始階段，其中側(cè)板(6，9)在最多90秒的時(shí)間內(nèi)按照與側(cè)板材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速度(Vs1)移動(dòng)到鑄輥的端側(cè)(17，18)上，該磨損速率小于50mm/小時(shí)，并優(yōu)選在1mm/小時(shí)至30mm/小時(shí)之間；過(guò)渡階段，其中側(cè)板在最多3分鐘的時(shí)間內(nèi)按照與側(cè)板材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速度(Vs2)移動(dòng)到鑄輥的端側(cè)(17，18)上，該磨損速率小于20mm/小時(shí)；穩(wěn)態(tài)操作階段，其中側(cè)板按照與側(cè)板材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速度(Vs3)移動(dòng)到鑄輥的端側(cè)(17，18)上，該磨損速率在0.2mm/小時(shí)-4mm/小時(shí)之間。
8.如前面權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一時(shí)間間隔(Δt1)由三個(gè)部分形成，開(kāi)始階段，其中在最多90秒的時(shí)間內(nèi)按照與側(cè)板材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的接觸壓力(Ps1)將側(cè)板(6，7)壓到鑄輥的端側(cè)(17，18)上，該磨損速率小于50mm/小時(shí)，并優(yōu)選在1mm/小時(shí)至30mm/小時(shí)之間；過(guò)渡階段，其中在最多3分鐘的時(shí)間內(nèi)按照與側(cè)板材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的接觸壓力(Ps2)側(cè)板壓到鑄輥的端側(cè)上，該磨損速率小于20mm/小時(shí)；穩(wěn)態(tài)操作階段，其中按照與側(cè)板材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的接觸壓力(Ps3)將側(cè)板壓到鑄輥的端側(cè)上，該磨損速率在0.2mm/小時(shí)-4mm/小時(shí)之間。
9.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二時(shí)間間隔(Δt2)在第一時(shí)間間隔(Δt1)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)最遲30分鐘，優(yōu)選最早10分鐘開(kāi)始。
10.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二時(shí)間間隔(Δt2)基本上在穩(wěn)態(tài)操作階段開(kāi)始時(shí)開(kāi)始。
11.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述側(cè)板在第二時(shí)間間隔(Δt2)期間按照進(jìn)給速度(Vv1，Vv2)或接觸壓力(Pv1，Pv2)運(yùn)動(dòng)/壓到鑄輥的一部分側(cè)面上，該進(jìn)給速度(Vv1，Vv2)或接觸壓力(Pv1，Pv2)與2mm/小時(shí)至20mm/小時(shí)、優(yōu)選為4.0至10mm/小時(shí)的側(cè)板材料磨損速率相對(duì)應(yīng)。
12.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述側(cè)板(6，7)在第二時(shí)間間隔(Δt2)期間間歇地運(yùn)動(dòng)，其中運(yùn)動(dòng)階段和靜止階段交替進(jìn)行并且側(cè)板的靜止階段不超過(guò)30分鐘，優(yōu)選不超過(guò)5分鐘。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述側(cè)板(6，7)在每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段期間向鑄輥側(cè)面(10，11)的一部分運(yùn)動(dòng)0.01至2mm，優(yōu)選為0.1至1mm。
14.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在磨合階段之后緊接著就是所述第一時(shí)間間隔(Δt1)，磨合階段中，所述側(cè)板在至多120秒的時(shí)間內(nèi)按照與側(cè)板平均材料磨損速率相對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速率或接觸壓力壓到鑄輥的端側(cè)上，該磨損速率至少為10mm/小時(shí)優(yōu)選至少為20mm/小時(shí)，這些側(cè)板在該磨合階段的一部分期間在適當(dāng)情況下沿著鑄造方向被較高的接觸壓力額外壓到鑄輥的一部分側(cè)面上。
15.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在磨合階段之后緊接著就是所述第一時(shí)間間隔(Δt1)，磨合階段中產(chǎn)生出至少為0.3mm的側(cè)板平均水平材料磨損，該磨合階段是通過(guò)冷卻或預(yù)熱的側(cè)板進(jìn)行的，并且在適當(dāng)情況下在磨合階段和第一時(shí)間間隔(Δt1)之間進(jìn)行中間加熱。
16.一種用于實(shí)施如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法的雙輥連鑄機(jī)，它具有兩個(gè)鑄輥(2，3)，它們彼此平行地布置并且沿著相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；以及兩塊側(cè)板(8，9)，這兩塊側(cè)板抵靠在鑄輥的端側(cè)(17，18)上并且支撐在側(cè)板承載機(jī)構(gòu)(36)中，其特征在于每個(gè)側(cè)板承載機(jī)構(gòu)(36)具有用于使側(cè)板(8，9)沿著鑄輥軸線(xiàn)(4，5)進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的水平引導(dǎo)件(41)，給每個(gè)側(cè)板承載機(jī)構(gòu)(36)配備用于使側(cè)板(8，9)水平移動(dòng)的水平調(diào)節(jié)裝置(42)和用于記錄側(cè)板(8，9)的水平位置的位置記錄裝置(44)；每個(gè)側(cè)板承載機(jī)構(gòu)(36)具有用于根據(jù)鑄造間隙(19)使側(cè)板(8，9)沿著鑄造方向(G)進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的垂直引導(dǎo)件(38)；給每個(gè)側(cè)板承載機(jī)構(gòu)(36)配備用于使側(cè)板(8，9)垂直移動(dòng)的垂直調(diào)節(jié)裝置(39)和用于記錄側(cè)板(8，9)的垂直位置的位置記錄裝置(45)；通過(guò)信號(hào)線(xiàn)使計(jì)算機(jī)單元(46)與所述水平調(diào)節(jié)裝置(42)、所述垂直調(diào)節(jié)裝置(39)和所述位置記錄裝置(44，45)連接以便發(fā)送出測(cè)量和控制信號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的雙輥連鑄機(jī)，其特征在于，給所述水平調(diào)節(jié)裝置(42)和所述垂直調(diào)節(jié)裝置(39)配備單獨(dú)的接觸壓力測(cè)量裝置(47，48)，用于確定在鑄輥(2，3)上的側(cè)板(8，9)沿著水平和垂直方向的接觸壓力，并且所述水平調(diào)節(jié)裝置(42)和垂直調(diào)節(jié)裝置(39)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與所述計(jì)算機(jī)單元(46)連接。
18.如權(quán)利要求17所述的雙輥連鑄機(jī)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)單元(46)被設(shè)計(jì)成更高級(jí)工廠(chǎng)控制系統(tǒng)(51)所具有的單獨(dú)控制電路。
19.如權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的雙輥連鑄機(jī)，其特征在于，所述側(cè)板承載機(jī)構(gòu)(36)由基礎(chǔ)框架(40)、調(diào)節(jié)框架(37)和承載框架(8，9)形成，所述調(diào)節(jié)框架(37)通過(guò)水平引導(dǎo)件(41)支撐在基礎(chǔ)框架(40)上，并且用于所述側(cè)板(6，7)的承載框架(8，9)通過(guò)垂直引導(dǎo)件(38)支撐在調(diào)節(jié)框架(37)上，而且所述水平調(diào)節(jié)裝置(42)布置在所述基礎(chǔ)框架(40)和所述調(diào)節(jié)框架(37)之間，而所述垂直調(diào)節(jié)裝置(39)布置在所述調(diào)節(jié)框架(37)和用于所述側(cè)板(6，7)的承載框架(8，9)之間。
20.如權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的雙輥連鑄機(jī)，其特征在于，給每塊側(cè)板(6，7)配備加熱裝置。
全文摘要
一種采用雙輥連鑄機(jī)來(lái)生產(chǎn)金屬帶的方法。該雙輥連鑄機(jī)包括兩個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的鑄輥，其鑄輥軸線(xiàn)彼此平行；以及兩塊側(cè)板，它們抵靠所述鑄輥的表面上。將所引入的熔融金屬?gòu)挠设T輥形成的鑄造間隙以至少部分固化的金屬帶形式輸送出。本發(fā)明的目的在于改善在開(kāi)始鑄造時(shí)以及在通過(guò)鑄造間隙進(jìn)行寄生固化(parasitic solidification)期間對(duì)熔池的密封。為此，本發(fā)明這樣設(shè)置，即，側(cè)板(6，7)在第一時(shí)間間隔(Δt1)中沿著與鑄輥軸線(xiàn)(4，5)平行的第一運(yùn)動(dòng)方向朝著鑄輥的表面(17，18)運(yùn)動(dòng)，并且所述側(cè)板(6，7)在第二時(shí)間間隔(Δt2)中沿著與在鑄造間隙(19)內(nèi)的鑄造方向(G)平行的第二運(yùn)動(dòng)方向朝著鑄輥的一部分外表面(10，11)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B22D11/06GK1662323SQ03815016
公開(kāi)日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者杰拉爾德·霍很比齊勒, 杰拉爾德·艾克斯道佛, 阿爾明·舍特勒 申請(qǐng)人:奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾卑斯工業(yè)設(shè)備制造有限公司