專利名稱:帶式連續(xù)鑄板機(jī)和該鑄板機(jī)防止熔融金屬泄漏的方法
本發(fā)明涉及一種由熔融金屬直接澆鑄成板或條狀鋼帶的帶式連續(xù)鑄板機(jī)(一種所謂的帶式鑄板機(jī))。
更確切地說，本發(fā)明所述的是一種改進(jìn)的冷卻裝置，該冷卻裝置安裝在移動帶的后面，用以支承鑄造板條的長向側(cè)面。本發(fā)明特別提出了一種鋼的連續(xù)鑄造工藝，這種工藝能夠使鑄造板條冷卻，但卻不會引起移動帶的熱變形或發(fā)生熔融金屬的泄漏，即便是在生產(chǎn)寬度不同的鋼帶(板條)時。
日本公開專利NO.59-92154揭示了一種會聚型帶式鑄板機(jī)，它使用一對布置在一部分運(yùn)轉(zhuǎn)通路上的相對兩側(cè)的循環(huán)移動帶，如圖2所示。按照該已知的帶式鑄板機(jī)，冷卻器(通常所說的“冷卻襯套”)按裝在帶的后面，其上有許多朝向移動(金屬)帶的進(jìn)水口和出水口。移動帶由在冷卻襯套和移動帶之間的冷卻水形成的流動水膜來冷卻。
圖2(a)所示的帶式連續(xù)鑄板機(jī)中，澆鑄腔由對置的金屬帶1、2和模子短側(cè)板3、4來限定。金屬帶1、2借助于多個導(dǎo)輥32a、32b、32c、32d、32e、32f進(jìn)行循環(huán)，并形成長向側(cè)面，而在兩條金屬帶之間相隔一特定的距離，形成一個間隔，以容納熔融的鋼水或凝固的殼體。模子短側(cè)板3、4與金屬帶1、2靠近邊緣的部分緊密接觸。因?yàn)闈沧?的直徑不小于100毫米左右，而鑄板的厚度卻不大于50毫米。因此兩塊模子短側(cè)板3、4都特別設(shè)計成大體上呈上寬下窄的倒三角形，而且下部具有不變的寬度。模子短側(cè)板分別具有耐熱襯層3a、4a。
另外，如圖2(b)所示，冷卻襯套7、8各自安裝在金屬帶1、2的后面作冷卻器用，并各自具有進(jìn)水口11和出水口12。例如，如圖2(c)所示，進(jìn)水口11在冷卻襯套的寬度方向上排成一排，出水口12則排成另一排。在冷卻襯套的垂直方向，即澆鑄方向上，以同樣的方式交替排著幾排進(jìn)水口和出水口。如圖2(d)所示，當(dāng)從進(jìn)水口11流出來的冷卻水流入出水口12時，就在金屬帶1和冷卻襯套8之間形成一層流動水膜F，并借此冷卻和支承金屬帶。
除了上述工藝之外，本發(fā)明人還借助于可移動的支承側(cè)板擴(kuò)大了這種帶式鑄板機(jī)的應(yīng)用，這種可移動的側(cè)板只支承較短的熔化金屬或鑄造板條的側(cè)面，從而可變化鑄造寬度，實(shí)現(xiàn)不同寬度的鑄造。然而，這樣就產(chǎn)生了澆鑄不同寬度的鑄造板條所特有的下列問題。而這些問題已由本發(fā)明解決了。
1.飛邊的防止如圖3(a)所示，作用于冷卻襯套上的移動帶上的外力，可以按照施加在移動帶上的張力、熱應(yīng)力和鋼水靜壓力等的不同，相應(yīng)地分為與鑄造板條或鋼水相接觸的區(qū)域(1)(A區(qū))，和在移動帶上與A區(qū)相鄰的兩個相對的邊緣區(qū)域(2)(B區(qū))，並且，這兩個區(qū)域的差異很大。因此，在上述兩個區(qū)域中的流動水膜厚度是不均勻的。特別是當(dāng)移動帶的相對兩側(cè)區(qū)域上的流動水膜厚度變小的時候，移動帶與模子短側(cè)板之間的間隙會張得很大，從而鋼水可能進(jìn)入該間隙，產(chǎn)生飛邊。
假設(shè)區(qū)域A和B之間的溫度差為△T(℃)，在澆鑄中移動帶1由于熱應(yīng)力產(chǎn)生的A區(qū)與B區(qū)的張力分別為σc、σt，則σc、σt可分別由下式求得σC＝σo- (B-b)/(B) △σ ……(1)σt＝σo+ (b)/(B) △σ ……(2)其中△σ為熱應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力，可由下式(3)表示△σ＝α△TE ……(3)αo、B、b、α、E分別是移動帶的初始張力(公斤/毫米2)、帶的寬度(毫米)、鑄造板條的寬度(毫米)、帶的線膨脹系數(shù)和帶的楊氏模量。
根據(jù)本發(fā)明者的研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在相應(yīng)的A區(qū)和B區(qū)，冷卻襯套7、8的流動水膜具有不同的功能。
(Ⅰ)A區(qū)的流動水膜具有通過移動帶冷卻和支承鑄造板條的作用。
(Ⅱ)B區(qū)的流動水膜則具有縮小側(cè)板(模子短側(cè)板)與移動帶之間的間隙的作用，從而防止熔融金屬在有側(cè)板的區(qū)域內(nèi)發(fā)生泄漏。
另外，本發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)冷卻襯套上部做成彎曲形而下部做成平直的形狀時，冷卻襯套7在澆鑄方向上可分成下述三個區(qū)域，如圖2(a)所示。
區(qū)域1在該區(qū)冷卻襯套的外表面具有曲率半徑R，並且在移動帶的邊緣部分有側(cè)板區(qū)域2冷卻襯套的外表面平直，而且在移動帶的邊緣部分有側(cè)板。
區(qū)域3冷卻襯套的外表面平直，移動帶的邊緣部分無側(cè)板。
在區(qū)域1中，對流動水膜在A區(qū)和B區(qū)所要求的支承壓力PA、PB分別由下列式子給出(見圖3(b)、圖3(c))A區(qū)PA＝ (σch)/(R) +(鋼水的靜壓力)B區(qū)PB＝ (σth)/(R)其中h為帶的厚度。因此，由于PA、PB不相等，而且σt σc，所以PA將永遠(yuǎn)小于PB。
圖3(b)、圖3(c)是PA、PB與流動水膜在寬度方向上的壓力Pw的圖解說明圖。
在B區(qū)，當(dāng)PW＜PB時，就會在側(cè)板3、4和移動帶1之間產(chǎn)生熔融金屬的泄漏。
在A區(qū)，當(dāng)PW＞＞PA時，流動水膜的厚度變厚，這樣，由于冷卻能力不足，移動帶產(chǎn)生熱變形，并引起鑄造板厚度的變化。
當(dāng)PW＜＜PA時，流動水膜被切斷，也會引起移動帶熱變形。
正如上面所說明的，最后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)利用從冷卻襯套流出的流動水膜來冷卻和支承鑄造板條的時候，必須在移動帶靠近側(cè)板與鋼水接觸的部位的相對兩側(cè)之間，在帶的寬度方向上使流動水膜具有壓力差。
另一方面，下述措施(Ⅰ)、(Ⅱ)可作為在寬度方向上使水膜具有壓力差的手段。
(Ⅰ)用隔板把襯套7內(nèi)的供水箱部份分隔為A區(qū)和B區(qū)，使供入B區(qū)的冷卻水在單位寬度上的流量比供入A區(qū)的大。
(Ⅱ)用隔板把襯套7內(nèi)的泄水箱部份分隔成A區(qū)和B區(qū)，使B區(qū)的泄水通道的阻力比A區(qū)的大。
雖然在水箱中有固定隔板的襯套(冷卻器)(如圖3(b)所示)能夠適應(yīng)鑄造特定寬度的鑄造板條，但當(dāng)鑄造板條的寬度變化時，卻存在下列澆鑄上的問題(Ⅰ)當(dāng)鑄造板條的寬度大于特定的寬度時，A區(qū)的一部分面積上的水膜壓力增加，致使水膜的厚度增加，從而使鑄造板條的斷面變薄和/或使帶產(chǎn)生熱變形。
(Ⅱ)當(dāng)鑄造板條的寬度小于特定的寬度時，B區(qū)的一部分面積上的水膜壓力將低于特定的水膜壓力，致使在移動帶和側(cè)板之間形成間隙，產(chǎn)生飛邊。
另外，由于冷卻襯套7在區(qū)域2內(nèi)是平直的，PA和PB將變?yōu)镻A鋼水的靜壓力PB0然而，由于必須確保移動帶對側(cè)板的側(cè)表面的推力，就必須滿足A區(qū)流動水膜的壓力小于B區(qū)流動水膜壓力這樣一個條件，并必須在區(qū)域1也保證該條件。
2.防止冷卻水的流量不穩(wěn)定其次，在冷卻襯套平直而且沒有短側(cè)板的區(qū)域3中，施加于移動帶的外力為PA鋼水的靜壓力PB0
圖4表示一種傳統(tǒng)的冷卻裝置，當(dāng)鑄造的寬度較寬時(W)，流經(jīng)移動帶與冷卻襯套之間的空隙的流動水膜，在整個寬度方向(a)一a′)實(shí)際上受到相等的內(nèi)部壓力，從而能實(shí)現(xiàn)均勻的冷卻。然而，當(dāng)鑄造的寬度縮小時(w)，在a-a′部位上與b-b′間隔內(nèi)的流經(jīng)上述空隙的流動水膜的內(nèi)部壓力是不相同的，大量的冷卻水通過具有較小流通阻力的a-a′處的進(jìn)水口流出，以致在作為主要冷卻區(qū)段的b-b′段上缺少大量為冷卻鑄造板條所必需的冷卻水。因而，經(jīng)?？梢钥吹接纱硕鴮?dǎo)致鑄造故障，如移動帶變形和熔融金屬泄漏。
此外，這種在冷卻襯套7、8的供水箱中設(shè)置固定隔板36a、36b的傳統(tǒng)冷卻裝置(如圖3(b)所示)，僅適合于鑄造寬度不變的情況，而當(dāng)鑄造寬度發(fā)生變化時，這樣一種冷卻裝置就會產(chǎn)生下列缺陷移動帶熱變形，浪費(fèi)冷卻水以及鑄造板條的形狀不規(guī)則。
3.防止移動帶熱變形為在所有1、2、3區(qū)域上防止帶的熱變形，必須降低上述(3)式中的△σ。而要降低△σ，就必須減小A區(qū)與B區(qū)之間的溫度差△T。減小△T的有效方法是使向A區(qū)和B區(qū)供水的各段供水箱彼此隔絕，并向B區(qū)供入溫度比輸入A區(qū)的冷卻液的溫度高的液體。
在水箱內(nèi)部由固定隔板隔開的冷卻襯套(如圖3(b)所示)不能適應(yīng)不同寬度的鑄造，並且在生產(chǎn)不同寬度的鋼帶(板條)時，會產(chǎn)生移動帶熱變形，鑄造板條外形不良和飛邊等缺陷。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有帶式鑄板機(jī)存在的上述問題1-3。
本發(fā)明提出了這樣一種類型的帶式連續(xù)鑄板機(jī)，其中的澆鑄腔由一對對置的循環(huán)移動帶和一對對置的布置在移動帶兩側(cè)的側(cè)板所形成，而帶有許多朝向移動帶的進(jìn)、出水口的冷卻器則布置在相應(yīng)的移動帶的后面，在每個冷卻器的水箱中有移動隔板，每個隔板與驅(qū)動裝置相聯(lián)，以在鑄板的寬度方向上推動隔板。
本發(fā)明的另一個方面是提出了這樣一種帶式連續(xù)鑄板機(jī)，當(dāng)需要改變鑄板的寬度時，它的上述可移動的隔板的運(yùn)動與對置的側(cè)板的運(yùn)動同步。
本發(fā)明的又一個方面是提出了這樣一種結(jié)構(gòu)的帶式連續(xù)鑄板機(jī)，它的進(jìn)水管與泄水管分別與由移動隔板隔開的各水箱區(qū)段相連通，并分別裝有流量控制閥或節(jié)流閥。
本發(fā)明的再一個方面是提出了這樣一種帶式連續(xù)鑄板機(jī)，它在移動帶不與鑄板接觸的部位的水箱區(qū)段形成低壓冷卻水供給區(qū)。
本發(fā)明的又一個方面是提出了這樣一種帶式連續(xù)鑄板機(jī)，它提高了移動帶剛好與側(cè)板相接觸的部位上的那一段水箱的水膜壓力。
本發(fā)明的又一個方面是提出了這樣一種帶式連續(xù)鑄板機(jī)，它的低溫流體管道與一部分由移動隔板隔開的水箱區(qū)段連通，而一條高溫流體(溫水或蒸氣)管道則與其余部分的水箱區(qū)段連通。
本發(fā)明的又一個方面是提出了一種防止帶式連續(xù)鑄板機(jī)在模子短側(cè)板與金屬移動帶之間的滑動部分泄漏熔融金屬的方法，在這種鑄板機(jī)中，澆鑄腔由金屬帶和沿金屬帶邊緣部分布置的模子短側(cè)板所形成，而設(shè)有許多朝向金屬帶的進(jìn)出水口的冷卻器安裝在金屬帶的后面，其特點(diǎn)是金屬帶和模子的短側(cè)板之間的間隙通過改變金屬帶向模子短側(cè)板的推力來控制。
本發(fā)明的又一個方面是提出一種防止帶式連續(xù)鑄板機(jī)泄漏熔融金屬的方法，該方法中，金屬帶對模子短側(cè)板的推力是靠作用在金屬帶背面的寬度方向上的水膜壓力來實(shí)現(xiàn)的，而且，靠近模子短側(cè)板的邊部的壓力較大，而中央部分的壓力較小。
本發(fā)明的又一個方面是提出一種防止帶式連續(xù)鑄板機(jī)泄漏熔融金屬的方法，其特征為金屬帶對模子短側(cè)板的推力不超過3大氣壓。
本發(fā)明的又一個方面是提出一種防止帶式連續(xù)鑄板機(jī)泄漏熔融金屬的方法，其特征是在澆鑄時控制金屬帶與模子短側(cè)板之間的間隙δ(毫米)，使之與水膜的厚度δw(毫米)成比例，並滿足下列關(guān)系式δ-0.2毫米≤δw＜δ參閱附圖，可更好地理解本發(fā)明，其中圖1(a)-圖1(f)為根據(jù)本發(fā)明的帶式鑄板機(jī)中所用冷卻器的各種實(shí)施例的示意圖，圖1(a)-圖1(c)為供水箱實(shí)例，圖1(d)和圖1(e)為泄水箱的實(shí)例，圖1(f)為應(yīng)用溫水的實(shí)例;
圖2(a)-圖2(d)分別為帶式鑄板機(jī)的透視圖、部分分解開來的放大視圖、平面圖和帶式鑄板機(jī)冷卻襯套的部分剖視圖;
圖3(a)-圖3(c)分別為移動帶上的應(yīng)力分布示意圖、冷卻裝置的部分剖面圖、移動帶寬度方向上的距離與水膜壓力之間的關(guān)系曲線圖;
圖4為冷卻裝置的剖面圖，表示鑄造板條的寬度發(fā)生變化時對水膜壓力的影響;
圖5(a)、圖5(b)為表示金屬帶推力與水膜壓力、水膜厚度及存在的間隙之間的關(guān)系圖;
圖6(a)、圖6(b)分別為表示出飛邊的百分?jǐn)?shù)與δ-δW之間的關(guān)系以及磨損率與PF之間的關(guān)系的曲線圖。
上面提到的問題1-3可由本發(fā)明的下述措施來解決1.防止飛邊的措施(在相應(yīng)于模子短側(cè)板的區(qū)域1和區(qū)域2上)當(dāng)鑄造板條的寬度變化時，移動模子(短側(cè))的側(cè)板。此時，冷卻襯套7和8的供水箱中的隔板9a、9b和10a、10b也移動，並且使得位于側(cè)板3、4位置上的移動帶1、2后面的流動水膜在冷卻襯套的每單位寬度上的冷卻水量(q＝Q/2W，Q和W為每個進(jìn)水口的流量和進(jìn)水口間距)，比鑄板與移動帶1、2相接觸的A區(qū)的冷卻水量大。同時或交替地移動泄水箱中的隔板9a、9b、10a、10b，使位于模子側(cè)板位置上的泄水通道的阻力大于鑄造板冷卻位置(即在移動帶寬度方向的中心區(qū)域)處泄水通道的阻力，于是，水膜壓力較大的區(qū)域隨著鑄造板條寬度的變化，相應(yīng)于側(cè)板的移動而移動。因此能夠順利地實(shí)現(xiàn)鑄板的連續(xù)澆鑄，不在側(cè)板和移動帶之間產(chǎn)生飛邊。
2.防止冷卻水流量不穩(wěn)定的措施當(dāng)鑄板條的寬度變化時，側(cè)板就移動。此時，位于模子短側(cè)板下面(區(qū)域3)的冷卻襯套7、8的進(jìn)水箱中的隔板9a、9b、10a、10b也相應(yīng)移動，使B區(qū)中冷卻套上單位寬度的進(jìn)水量小于A區(qū)的進(jìn)水量，而用于支持和冷卻鑄板所必需的冷卻水量則順序地進(jìn)入A區(qū)的進(jìn)水口。由此，可以連續(xù)地澆鑄鑄板而無任何故障。同時或交替地移動泄水箱中的隔板9a-10b，使B區(qū)的排水通道的阻力大于A區(qū)的阻力。由此，(Ⅰ)A區(qū)的流動水膜能夠保證冷卻鑄造板條、支持移動帶或鑄造板條所必需的冷卻水流量，(Ⅱ)B區(qū)的流動水膜能夠保證用于潤滑移動帶或冷卻襯套所必需的最小冷卻水流量。
3.防止移動帶(在區(qū)域1、2、3上)熱變形的措施當(dāng)鑄造板條的寬度改變時，模子短側(cè)板移動。此時進(jìn)水箱中的隔板9a、9b、10a、10b相應(yīng)地移動，常溫冷卻流體經(jīng)過進(jìn)水口11供入B區(qū)，而高溫流體(如溫水或水蒸汽)則經(jīng)進(jìn)水口11輸入A區(qū)。由此，能夠連續(xù)澆鑄出光滑的鑄板而不發(fā)生移動帶的熱變形或出現(xiàn)飛邊。
圖1(a)-圖1(f)表示依照本發(fā)明的會聚型帶式鑄板機(jī)，主要是更明白地說明冷卻裝置。這些冷卻裝置應(yīng)用于圖2中所示的會聚型帶式鑄板機(jī)。這種帶式鑄板機(jī)是這樣構(gòu)成的，它的用來容納鋼水及其凝固鑄造板條的，相隔一特定距離的間隙，由一對相對布置的循環(huán)移動金屬帶1、2形成，而會聚型的澆鑄腔5，由這對對置的金屬帶和一對側(cè)板3、4形成，兩塊側(cè)板位于移動金屬帶1、2之間靠近邊緣的部分，並可在金屬帶的寬度方向上移動。冷卻套體7、8安裝在金屬帶1、2的后面，中間隔一層用來冷卻移動帶1、2的液體流通腔6。
澆鑄腔5由側(cè)板3、4的位移來確定，側(cè)板驅(qū)動裝置15a、15b移動側(cè)板，從而改變鑄板的寬度。根據(jù)澆鑄寬度，位于冷卻套體7、8中的隔板9a、9b、10a、10b分別借助于隔板驅(qū)動裝置13a、13b、14a、14b，各自移動到所選定的位置。
下面描述防止飛邊、防止冷卻水流量不穩(wěn)定和防止金屬帶熱變形的具體實(shí)例。
(1)防止飛邊的實(shí)例例如，圖1(a)所示結(jié)構(gòu)的供水箱可用于冷卻襯套7、8。舉例來說，當(dāng)隔板9a、9b、10a、10b根據(jù)鑄造寬度移動的時候，所進(jìn)行的調(diào)節(jié)應(yīng)能使得對應(yīng)于澆鑄腔的各個部位上的流動水膜的壓力變大。亦即，與中心部分相比，流過移動帶1、2兩側(cè)邊緣部分(在澆鑄腔的外邊而且不與鑄造板條相接觸的區(qū)域)的冷卻水在單位寬度上的流量更大些，以使得兩側(cè)部分的流動水膜比中心部分具有更高的壓力。此時，冷卻水以冷卻移動帶所必要的給定流量流經(jīng)中心部分。為了達(dá)到上述目的，就必須在形成冷卻套體的供水箱7、8上分別按裝側(cè)進(jìn)水管16a、16b、17a、17b和中心進(jìn)水管18、19，它們的流量可以和移動隔板9a、9b、10a、10b一起分別獨(dú)立調(diào)節(jié)。上述進(jìn)水管分別獨(dú)立地與兩側(cè)的水箱空腔7h、7h′、8h、8h′、和中心部分的水箱空腔7H，8H相連通。側(cè)流量控制閥20a、20b、21a、21b分別按裝在側(cè)進(jìn)水管16a、16b、17a、17b上。中心流量控制閥22、23分別按裝在中心進(jìn)水管18、19上。用這種方法，各條供水管能夠按照因隔板9a、9b、10a、10b的移動而引起的水箱空間尺寸的變化，以及相應(yīng)的水流區(qū)域1中流動水膜的壓力的調(diào)節(jié)，進(jìn)行供水，也就是各條供水管可以獨(dú)立地控制。
作為上述類型的另一個實(shí)施例，隔板和水箱可以設(shè)計成如圖1b所示的形狀，以限制水箱中能夠增加冷卻水流量的有效寬度。在這個實(shí)施例中，B區(qū)中的進(jìn)水口11，除了處在有效寬度1之內(nèi)的，其余都被封閉，這樣，大量的冷卻水就流經(jīng)處在有效寬度1之內(nèi)的進(jìn)水口。
當(dāng)具有上述功能的供水裝置和泄水箱7′、8′將用圖1(d)所示結(jié)構(gòu)的冷卻裝置時，兩側(cè)部分流動水膜的壓力進(jìn)一步增加，從而更有效地防止了飛邊。在該實(shí)施例中，側(cè)邊節(jié)流閥28a、28b、29a、29b和中心節(jié)流閥30、31分別按裝在側(cè)水箱7h、7h′、8h、8h′和中間水箱7H、8H上。
圖1(e)表示的是使用泄水箱7′、8′的又一個方案。與圖1(d)中的不同，用于泄水箱7′、8′的隔板9a、9b、10a、10b的形狀均設(shè)計成園柱形，能在一段距離上關(guān)閉出水口12。當(dāng)側(cè)板3、4移動時，與圖1(a)中的隔板一樣，園柱形移動隔板9a′、9b′、10a′、10b′分別由隔板驅(qū)動裝置13a、13b、14a、14b移動到特定的位置，使出水口12的關(guān)閉位置基本上與側(cè)板3、4的位置相對應(yīng)。
如上所述，隔板9a、9b、10a、10b根據(jù)鑄造寬度移動，封閉流經(jīng)移動帶1、2兩側(cè)部分的泄水通道，也就是出水口12，這樣兩側(cè)部分的水膜壓力就能大于中間部分的水膜壓力。與隔開水箱的技術(shù)概念不同，按照本實(shí)施例，水箱的兩側(cè)部分是用園柱形隔板9a′-10b′來封閉的，使中間水箱空腔7H、8H相應(yīng)于鑄造寬度而發(fā)生變化。
(2)防止冷卻水的流量不穩(wěn)定的實(shí)例采用圖1(a)的實(shí)施例中所示的供水箱。根據(jù)鑄造寬度的不同，流經(jīng)移動帶1、2兩側(cè)不需強(qiáng)烈冷卻的冷卻水流量，可借助于移動隔板9a、9b、10a、10b將其壓縮到必要的最小量(用來形成流動水膜以有效地完成移動帶和冷卻襯套之間的滑動潤滑)。而另一方面，在中心部位卻可以產(chǎn)生充分強(qiáng)烈的冷卻。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，與供水箱7、8連通的進(jìn)水管16a、16b、17a、17b、18、19分別與兩側(cè)的水箱空腔7h、7h′、8h、8h′和由移動隔板9a、9b、10a、10b限定的中間水箱空間7H、8H相連通。流量調(diào)節(jié)閥20a、20b、21a、21b、22、23分別裝在供水管16a、16b、17a、17b、18、19上，這樣，就可以進(jìn)行單獨(dú)控制，使之適應(yīng)因隔板9a、9b、10a、10b的運(yùn)動而帶來的水箱空腔尺寸的變化，并調(diào)節(jié)相應(yīng)各水流區(qū)域內(nèi)流動水膜的壓力。
也可以使用如圖1(C)所示那樣的冷卻襯套，亦即水箱7、8。該實(shí)施例使用園柱形隔板9a′、9b′、10a′、10b′。這些隔板9a′-10b′的位置比相應(yīng)的側(cè)板的位置在寬度方向上更靠近邊緣部分。園柱形隔板的作用僅僅是阻斷水箱7.8中的水流通道，因此在這個實(shí)施例中，不需要兩側(cè)的供水管16a-17b和側(cè)邊流量控制閥20a-21b。
(3)防止移動帶熱變形的實(shí)例圖1(f)所示的為移動帶的邊緣部分由溫水加熱情況下的供水箱。在一個蒸汽/水混合器(26)中產(chǎn)生的溫水經(jīng)由冷卻水泵24輸送到側(cè)水箱7h、7h′、8h、8h′。另一方面，冷水槽27中的冷卻水經(jīng)由一個冷卻水泵25輸?shù)街虚g水箱7H、8H。當(dāng)側(cè)板3、4移動時，位于側(cè)面的溫水部分和中間的冷水部分之間的隔板(水箱的隔墻)9a、9b、10a、10b，借助于隔板驅(qū)動裝置13a、13b、14a、14b移動到給定的位置，使得中間水箱7H、8H的有效寬度與鑄造寬度相一致。
如前所述，按照本發(fā)明，對于不同的鑄造寬度，總能夠?qū)崿F(xiàn)在寬度方向上均勻的冷卻，并最終能防止飛邊，而不產(chǎn)生流量不穩(wěn)定，移動帶變形或其它鑄造故障。
其次，下面描述本發(fā)明的另一個實(shí)施例，該實(shí)施例是控制側(cè)板與金屬移動帶之間的間隙以防止熔融金屬的泄漏的。
作用于金屬帶的張力和鋼水靜壓力的變化，使得金屬帶的兩側(cè)部分和帶的其它部分所受的外力彼此不同，從而導(dǎo)致側(cè)板和金屬帶間的間隙有擴(kuò)大的可能，造成鋼水泄漏。
本發(fā)明的下述方案的目的，是通過控制金屬帶與模子短側(cè)板間的間隙來防止熔融金屬的泄漏。
在圖3(b)所示的實(shí)施例中，每個冷卻襯套都包括三個在金屬帶寬度方向上隔開的供水箱。即冷卻襯套的內(nèi)部分成側(cè)水箱和中間水箱，側(cè)水箱用于在金屬帶與側(cè)板接觸的邊緣部位對著金屬帶的背面的進(jìn)水口11，中間水箱夾在兩個側(cè)水箱中間，因此可以獨(dú)立調(diào)節(jié)兩側(cè)邊緣部分在金屬帶背面形成的水膜的壓力。通過這種調(diào)節(jié)，改變金屬帶對模子短側(cè)板的推力，就可以控制金屬帶與側(cè)板間的間隙，防止熔融金屬的泄漏。
當(dāng)要控制金屬帶與側(cè)板間的間隙時，需要測定兩個區(qū)域(一個是鋼水或鑄造板條與金屬移動帶接觸的區(qū)域，一個是鋼水或鑄造板條不與金屬移動帶接觸的區(qū)域)的分界線上水膜的厚度、水膜的壓力和金屬帶對模子短側(cè)板的推力，例如，可分別由埋置在冷卻襯套8中的超聲波水膜厚度測定儀，半導(dǎo)體壓力計和裝設(shè)在模子短側(cè)板上的壓力傳感器來測量。根據(jù)測得的數(shù)值，即可改變通過進(jìn)水側(cè)的供形成水膜用的水量來控制間隙。
此外，下面參照圖5(a)、圖5(b)來說明本發(fā)明控制金屬帶與模子短側(cè)板之間的間隙的實(shí)施例。
下面是按本發(fā)明防止帶式鑄板機(jī)泄漏熔融金屬的最佳實(shí)施例。
(1)δ0.1-1.5毫米
(2)δ-0.2毫米≤δw＜δ(3)PF≤3大氣壓(當(dāng)δ＝δw時)其中δ、δW、PF分別是設(shè)定的間隙、金屬帶邊緣部分后面的水膜的厚度和金屬帶對模子短側(cè)板的推力。
如果δ小于0.1毫米，就有可能不能確保水膜的存在，如果δ大于1.5毫米，則需要大量的水來確保水膜維持一定的壓力。所以δ的范圍確定為0.1～1.5毫米。
其次，如果δW＜δ-0.2毫米，就會在金屬帶與模子的短側(cè)板的間隙中發(fā)生熔融金屬的泄漏，因此，需滿足δ-0.2毫米≤δW＜δ(見圖5(a))。
此外，如果δ＝δW，且PF＞3大氣壓，則在金屬帶與模子短側(cè)板之間的摩擦很劇烈，從而大大降低了它們的使用壽命。所以PF不能定得超過3大氣壓(見圖5(b))。
下面說明的是產(chǎn)生上述條件(3)的一個試驗(yàn)。
當(dāng)用帶式連續(xù)鑄板機(jī)進(jìn)行鑄造時，每加一次料，金屬帶后面形成的水膜的壓力就要發(fā)生變化。所以，每加一次料，分別由水膜壓力計和裝在模子短側(cè)板上的壓力傳感器測定一次相應(yīng)的模子短側(cè)板上水膜的壓力Pw和金屬帶對模子短側(cè)板的推力，而水膜的厚度則由超聲波水膜厚度儀來檢測。由此就能分析出產(chǎn)生飛邊的比率和金屬帶與模子短側(cè)板之間的磨損速率。
試驗(yàn)結(jié)果如圖6(a)、圖6(b)所示。可以看出，飛邊發(fā)生率和磨損速率低的參數(shù)范圍是(Ⅰ)δ-δW≤0.2毫米，或(Ⅱ)PF≤3大氣壓，當(dāng)δ＝δW，模子短側(cè)板和金屬帶緊密接觸的時候。
下面，給出一個僅用于說明本發(fā)明的具體檢測實(shí)例。
一爐中的160噸鋼水(鋁脫氧低碳鋼)澆入一個帶式連續(xù)鑄板機(jī)中，該鑄板機(jī)裝有用SPCC鋼(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)G3141)制作的1.2毫米厚的金屬帶，和把熔融二氧化硅粘附在銅板上而做成的模子短側(cè)板，在表1所示的條件下澆鑄40毫米厚、800毫米寬的薄鑄板條。
表1澆鑄條件熔化金屬的過熱溫度 30～40℃澆鑄速度 8米/分金屬帶寬 1200毫米初始拉力(σo) 14公斤/毫米2在該試驗(yàn)中，出現(xiàn)飛邊的百分率為(在鑄造方向上出現(xiàn)飛邊的總長度)/(鑄造板條的總長度) ×100，并將δ-δw＝0.2毫米(PF＝0)條件下的澆鑄作為對比的標(biāo)準(zhǔn)。
磨損量是將PF＝1大氣壓下的澆鑄作為比較的標(biāo)準(zhǔn)。
澆鑄中，使用了圖3(b)中所示的冷卻襯套，在金屬帶的后面形成水膜。
在澆鑄之前，予先調(diào)好的間隙δ為0.6毫米，B區(qū)中水膜的壓力Pw隨供入冷卻襯套側(cè)水箱的水來調(diào)節(jié)，以使得對應(yīng)于模子短側(cè)板和鋼水之間的邊界區(qū)域的水膜厚度能夠在0.5～0.6毫米的范圍內(nèi)。B區(qū)水膜的壓力調(diào)節(jié)到2.5～3.5大氣壓，A區(qū)水膜的壓力調(diào)到0.3～0.9大氣壓。
更準(zhǔn)確地說，澆鑄中施加于模子短側(cè)板上的推力PF是由裝在模子短側(cè)板的銅板上的壓力傳感器來測定的，水膜的壓力通過變化供水量來調(diào)節(jié)，以使PF總能在0～1.5大氣壓的范圍內(nèi)。
通過上述控制，澆鑄中沒有發(fā)生熔融金屬的泄漏，金屬帶和模子短側(cè)板之間的磨損非常小。
根據(jù)本發(fā)明，不僅防止了熔融金屬的泄漏，而且能減少金屬帶與模子短側(cè)板的磨損，從而可使?jié)茶T穩(wěn)定地進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種帶式連續(xù)鑄板機(jī)，它有一對相對的循環(huán)移動帶，一對沿移動帶相對兩側(cè)安裝的對置側(cè)板，以及冷卻器和移動隔板，所述的冷卻器安裝在相應(yīng)的移動帶的后面，各自有許多朝向移動帶的進(jìn)水口和出水口，所述的移動隔板則裝設(shè)在相應(yīng)的冷卻水箱中，各自與在鑄板寬度方向上的隔板驅(qū)動裝置相聯(lián)，上述的移動帶和側(cè)板確定一個澆鑄腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的帶式連續(xù)鑄板機(jī)，其特征為，當(dāng)所需鑄板的寬度變化時，上述移動隔板與上述對置的側(cè)板同步運(yùn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的帶式連續(xù)鑄板機(jī)，其特征為供水管和泄水管與用移動隔板隔開的相應(yīng)水箱部分相連通，并分別裝有流量控制閥或節(jié)流閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的帶式連續(xù)鑄板機(jī)，其特征為在移動帶與鑄板不接觸區(qū)域的水箱部分形成低壓冷卻水供給區(qū)。
5.按照權(quán)利要求
3的帶式連續(xù)鑄板機(jī)，其特征為在移動帶剛好與側(cè)板接觸部位的這段水箱區(qū)段上使水膜的壓力增高。
6.按照權(quán)利要求
1的帶式連續(xù)鑄板機(jī)，其特征為較高溫度的流體的管道與用移動隔板隔開的水箱區(qū)段的一部分連通，低溫流體管道則與其余的水箱區(qū)段連通。
7.按照權(quán)利要求
6的帶式連續(xù)鑄板機(jī)，其特征為高溫流體為熱水。
8.按照權(quán)利要求
6的帶式連續(xù)鑄板機(jī)，其特征為高溫流體為水蒸汽。
9.一種防止帶式連續(xù)鑄板機(jī)在模子短側(cè)板與金屬帶之間的滑動部位上泄漏熔融金屬的方法，該帶式連續(xù)鑄板機(jī)由下列部分組成金屬帶，布置在金屬帶邊緣部分的模子短側(cè)板和冷卻器，冷卻器按裝在相應(yīng)金屬帶的后面，并有許多朝向金屬帶的供水口和出水口，所述的金屬帶和側(cè)板形成一個澆鑄腔，其特征為，金屬帶與模子短側(cè)板之間的間隙是通過改變金屬帶向模子短側(cè)板的推力來控制的。
10.按照權(quán)利要求
9的防止帶式連續(xù)鑄板機(jī)泄漏熔融金屬的方法，其特征為金屬帶對模子短側(cè)板的推力是以這樣的方式來實(shí)現(xiàn)的，即使得作用在金屬帶背面寬度方向上的水膜的壓力在模子短側(cè)板的邊緣部分增大，而在其中間部位變小。
11.按照權(quán)利要求
9的防止帶式連續(xù)鑄板機(jī)泄漏熔融金屬的方法，其特征為金屬帶對模子短側(cè)板的推力不超過3大氣壓。
12.按照權(quán)利要求
9的防止帶式連續(xù)鑄板機(jī)泄漏熔融金屬的方法，其特征為金屬帶與模子短側(cè)板之間的間隙δ(毫米)在澆鑄中同水膜的厚度δw(毫米)成正比例控制，以滿足下列關(guān)系式δ-0，2毫米≤δw＜δ
專利摘要
一種帶式連續(xù)鑄板機(jī)，它包括一對相對的循環(huán)移動帶，一對沿移動帶相對的兩側(cè)安裝的對置側(cè)板，冷卻器和移動隔板，冷卻器安裝在相應(yīng)移動帶的后面，并各自有許多朝向移動帶的進(jìn)水口和出水口，移動隔板安裝在相應(yīng)的冷卻水箱中，并各自與在鑄板寬度方向上的隔板驅(qū)動裝置相連結(jié)。由移動帶和側(cè)板確定一個澆鑄腔，在模子短側(cè)板與金屬移動帶之間的滑動部位，是通過改變金屬帶向模子短側(cè)板的推力以控制兩者之間的間隙來防止熔融金屬泄漏的。
文檔編號B22D11/06GK86107519SQ86107519
公開日1987年10月14日 申請日期1986年10月3日
發(fā)明者別所永康, 戶澤宏一, 藤井徹也, 野崎努, 森脇三郎, 安川登, 久我正昭, 鈴木道夫, 田村望, 木村智明 申請人:川崎制鐵株式會社, 株式會社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan