專利名稱：用于在帶有附加側(cè)擋件的輥子間連續(xù)鑄造的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄金屬產(chǎn)品特別為薄鋼帶的連續(xù)鑄造，屬于在兩個冷卻的反向轉(zhuǎn)動的輥子間連續(xù)鑄造技術(shù)。它更特別地涉及到側(cè)擋件，其被頂?shù)捷佔拥那岸艘员阆薅ㄝ佔娱g的鑄造空間，還涉及用于支承它們和將它們頂?shù)剿銮岸瞬康难b置。
已經(jīng)公知，在輥子間連續(xù)鑄造的設(shè)備，包括兩個具有水平及平行軸線的輥子，它們內(nèi)部用循環(huán)水強制冷卻和以相反方向被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)并且以與鑄件希望的厚度相適應(yīng)的距離而分開間置。
在鑄造期間，熔化的金屬澆注到輥子間限定的鑄造空間中，通過與這些輥子相接觸而凝固和被向下排出，當(dāng)它們轉(zhuǎn)動時，形成一個薄帶。為了保存熔化的金屬，側(cè)擋件被平坦地擠壓到輥子的前端部。這些側(cè)擋件通常由耐火材料制成，至少在它們中與熔化金屬相接觸的部分為耐火材料制成。
因此，必需保證在輥子和側(cè)擋件之間不泄漏的密封。為此目的，這些側(cè)擋件被擠壓到輥子的端部，以便減少在輥子轉(zhuǎn)動期間引起的摩擦作用。為此通常在輥子和側(cè)擋件間交界處設(shè)置潤滑措施，這由往這個交界面處提供消耗的潤滑油或使用自身滑潤的材料實現(xiàn)。
然而，實際上形成這個密封性和在鑄造期間保持它仍然存在許多困難，特別由于—輥子和側(cè)擋件的幾何變形，尤其在鑄造開始時，由于設(shè)備各個元件的膨脹引起的變形；—施加在這些元件上的力，尤其在輥子軸向上由于鑄造金屬施加在側(cè)擋件上的力，這種力趨于使側(cè)擋件和輥子相互分開；—側(cè)擋件或輥子冷卻壁邊緣的磨損，其在接觸區(qū)的整個面積上不總是一致的；—在側(cè)擋件和輥子間的鑄造金屬可能開始滲漏，和這些滲漏的金屬凝固，其引起側(cè)擋件和輥子相互分離。
已經(jīng)早有建議，在鑄造期間，通過控制側(cè)擋件的磨損，借助輥子和側(cè)擋件間的摩擦，解決這些問題。其目標(biāo)是，在輥子和側(cè)擋件間的交界面可連續(xù)地再生，以便使在整個交界面積上的接觸狀態(tài)是可能均勻一致。關(guān)于此，文件EP-A-546,206描述了一個方法，亦即，在鑄造開始之前，該側(cè)擋件被強烈地擠壓到輥子上，以便通過輥子邊界面的磨削使這些側(cè)擋件實施一種研磨作用，然后，這個壓力被減小，在鑄造期間，該側(cè)擋件是連續(xù)地以予定速度朝著輥子運動的，以便連續(xù)地確保有意磨損的遞進(jìn)，因此，才能保持整個交界面積的均勻接觸。
然而這個方法只有當(dāng)接觸條件滿足時才能導(dǎo)致耐火材料制成的側(cè)擋件一個有效的磨損。
如果，不用上述的交界面再生方式，該側(cè)擋件僅僅施加一個預(yù)定力，那么在交界面的一定區(qū)域上可能發(fā)生較強的磨損，這種磨損也可發(fā)生在輥子邊緣和側(cè)擋件之間交界面的其他定位區(qū)域，這進(jìn)而導(dǎo)致在輥子和側(cè)擋件之間形成局部間隙。例如，一個位于輥子和所述側(cè)擋件之間的滲入則由于凝固作用導(dǎo)致該側(cè)擋件和這個輥子邊緣相互分開，因此，也相對第二輥子的邊緣分開，這是由于這整個的側(cè)擋件將向后移位，所以在第二輥子處的密封就有變壞的危險。這類問題也可能發(fā)生在輥子的前端沒有完全地相對輥子的軸線為垂直的情況和/或沒有精確地位于同一平面的情況，此時，側(cè)擋件可以相對一個輥子校正但不能相對其他輥子進(jìn)行校正了。
為此，本發(fā)明目的，是解決上述問題特別是在鑄造期間保持在側(cè)擋件和兩個與該側(cè)擋件配合作用的輥子之間最佳可能的密封性。
由于考慮這一目的，本發(fā)明主題是一個用于在輥子間連續(xù)鑄造薄金屬產(chǎn)品的設(shè)備，包括兩個冷卻的反向旋轉(zhuǎn)的輥子，兩個側(cè)擋件和用于支承所述側(cè)擋件并通過壓力使其頂靠到輥子的邊端的裝置，其特征是，所述支承裝置包括—一個在輥子軸向于以運動的推力板，其與上述軸向成垂直布置；—一個支承側(cè)擋件的安裝板，其由一推力板支承并對著該推力板安置；—至少三個推力元件插置在上述推力板和安裝板之間；這些元件分布在與側(cè)擋件為對應(yīng)形狀的區(qū)域上并能夠獨立地在相關(guān)構(gòu)件上施加推力。
該安裝板僅僅被推力板所支承，也就是說，只在垂直方向和相對輥子軸線為任選水平地、正交地方向上形成機(jī)械連接。另一方面，該安裝板可以相對推力板移動，亦即一方面在輥子軸線的方向上移動，另一方面可以繞一軸線回轉(zhuǎn)，這一軸線安置在該安裝板的整個平面中并基本上與上述軸向成垂直布置。
當(dāng)然，這些容許變化的移動，就其振幅而言要受到限制，但是應(yīng)足以能夠使側(cè)擋件以最佳可能的方式頂靠到輥子的前端，即使輥子相對應(yīng)的前端不是完全共面的。此外，當(dāng)鑄造期間側(cè)擋件發(fā)生與輥子的邊端相分開時，例如在這個輥子和側(cè)擋件之間由鑄造金屬的寄生凝固導(dǎo)致的后續(xù)通道時，則側(cè)擋件可以本身稍稍回轉(zhuǎn)一下并因此保持與第二輥子的最佳可能的接觸，反過來沒有這個運動自由度的話，這種寄生的凝固將導(dǎo)致側(cè)擋件整體上被推回和進(jìn)而在其與第二輥子之間形成間隙。
再者，在這種回轉(zhuǎn)期間，在被側(cè)擋件從輥子作離開運動的側(cè)面上安置的推力元件將處于更強大的應(yīng)力，通過反應(yīng)，在它們上面就可能優(yōu)先動作，或者只在它們上面動作，同時，基本不會改變在第二輥子側(cè)面上的推力。
這些推力元件可以是可控的工作缸或彈簧。
在推力元件為工作缸的情況下，它們既可以是壓力單獨控制的，或者可以是移位可控制的，只要能夠施加一個較強的推力作用在需要推力增加的局部，例如在上述指出的情況下，亦即在寄生凝固發(fā)生的側(cè)面局部上。
在推力元件為彈簧的情況下，推力的增加實際上是通過彈簧的壓縮自動地發(fā)生的，在此側(cè)面上側(cè)擋件作離開輥子的運動，并因此使通過壓縮彈簧而施加的力增加，此時，推力板的位置應(yīng)為固定的。
最好，每個彈簧的剛度和該彈簧在所述區(qū)域中的分布是如此確定的，即對于這些彈簧為相同柔性的情況，則施加在側(cè)擋件下部分上的推力是大于施加在側(cè)擋件上部分上的推力。這種配置就能夠考慮到這一事實，即，由鑄造金屬施加在側(cè)擋件上的壓力是位于這個側(cè)擋件底部上的壓力大于位于頂部上的壓力，一方面說，因為液體金屬的流動壓力，另一方面說，因為通過輥子施加在凝固時位于輥子間頸部附近金屬上的滾動力，它們都導(dǎo)致鑄造帶變寬和因此將側(cè)擋件往下推。為了保持這種特別的推力分布，可能的方式是改變彈簧的剛度，或者也可以對彈簧在推力板的平面中作相應(yīng)定位和分布，由于彈簧的數(shù)目是足夠多的，所以上面做法是比較容易實現(xiàn)的，或者也可以同時改變這些參數(shù)兩者。
在應(yīng)用工作缸的情況下，選擇它們的配置時要考慮到施加在側(cè)擋件至輥子上的作用力分布是所希望的。然而這種選擇是不太受約束的，因為，這種力分布可以通過工作缸適當(dāng)?shù)膲毫刂苼韺崿F(xiàn)。
如已指出的，此處的優(yōu)點是能夠使施加在側(cè)擋件上的推力分布按照預(yù)定的結(jié)構(gòu)和在寄生凝固的情況下，也不會使整體往后移動，亦即本發(fā)明能夠使在鑄造期間改變到處的支承力，方法是使推力板相對于輥子發(fā)生移動，同時，保持側(cè)擋件相對輥子邊端的適當(dāng)定位。在這一端部，該推力板被一個可以沿所述軸向運動的支承件所支承，并且，該設(shè)備包括用于使所述支承件相對于輥子移動的裝置并且其還用于施加一個指向輥子的作用力。例如，通過使推力板朝著輥子移動，該彈簧就會全部完全地被壓縮，它是附加在那些在這種移位前就已經(jīng)壓縮的彈簧上，但是它卻在側(cè)擋件的表面上保持一個類似的推力分布，同時，使得在彈簧已經(jīng)提供較大力的區(qū)域的作用力大大加強。因此例如推力板的定位可以當(dāng)開始鑄造時，進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便使彈簧壓縮得相當(dāng)強烈，和由此保證一種側(cè)擋件對著輥子邊緣的研磨作用。然后，在穩(wěn)定的鑄造狀態(tài)中，整個的支承力可以減小，以為了并特別為了避免側(cè)擋件過快的磨損，當(dāng)偶然事件時，例如在液體金屬滲漏時，支承力應(yīng)再提高，以便盡可能快地再建立密封性。
其他的特征和優(yōu)點將出現(xiàn)在下面的關(guān)于一個在輥子間連續(xù)鑄造薄鋼帶的設(shè)備描述中。
請參照附圖，其中

圖1是側(cè)擋件之支承組件的截面圖，其中，推力元件是彈簧件；圖2是沿圖1中II-II線的截面圖，示出了上述彈簧在推力壁平面中的分布；圖3是圖2的局部放大圖；在附圖中，相同的元件應(yīng)用同一個參考編號標(biāo)明。
在圖1的描繪中僅再現(xiàn)了鑄造設(shè)備的一個輥子1，對著該輥子的邊緣面2，借助一個支承組件4并通過施加推力使側(cè)擋件3支承到邊緣面2上。
這個支承組件包括一個，剛性底板5，它支承著第一支承件亦即沿預(yù)定位支承件6，該支承件6的位置可以沿輥子的軸向A在底板5上調(diào)節(jié)，例如借助一個螺紋-螺母系統(tǒng)7實現(xiàn)。
該預(yù)定位支承件6支承著第二支承件8，并使其在軸向A上直線導(dǎo)行。該第二支承件8的位置可借助一個定位件和推力工作缸9進(jìn)行調(diào)節(jié)。
該第二支承件8借助兩個支承桿11支承一個推力板10。此外，該推力板10靠置到制動件12上，制動件12連接到支承件8上并可調(diào)節(jié)定位，其方式是公知的，以便保證推力板10垂直位置。
該推力板10包括數(shù)個鉆孔13，它們分布在與側(cè)擋件的形狀相對應(yīng)的三角形區(qū)域中。一個壓力彈簧14安置在每個鉆孔13中，該彈簧14之一端部支承在鉆孔的底部上，另一端部支承在可于鉆孔中滑動的活塞15上并且該活塞15設(shè)有牽拉裝置16以使彈簧和活塞保持在鉆孔中。
此外，該推力板10還包括在其上部分的支承塊17,17′，在支承塊17,17′上置有一個內(nèi)冷卻的安裝板19的凸耳18,18′，該安裝板的背面與活塞15相接觸。
一個支承塊17包括一個凸肋17B，其以小間隙嚙合在凸耳18的對應(yīng)槽中，以便保證上述安裝板沿OX(水平方向)的橫向定位，同時，使它不能繞OZ(垂直方向)轉(zhuǎn)動。另外的凸耳18′簡單地靠置在支承塊17′上?？傊?，在支承塊17和17′上形成支承面的平面17A和17A′用于沿側(cè)擋件的OZ來確定高度，該凸肋17B確定0X方向的位置而沿OY的方向是自由的。用于使安裝板19的下端部相對支承板10橫向鄰接的裝置20是為了避免在制動件17，17′上傾斜而設(shè)置的。
一個隔離耐火材料的板件21借助一個冷卻的金屬帶22靠置在安裝板19的前表面上，上述帶22圍繞著板件21并且借助一個鉤形的桿23以離開安裝板的方式懸掛著，該桿23安置在所述安裝板的一個支架24中并在OY的軸向上有一定的運動自由度。該隔離耐火板21可以在軸向上相對于冷卻帶22移動并具有稍稍大于所述帶22的厚度。
一個第二金屬帶25被擰緊到所述冷卻帶上，這第二帶包圍住側(cè)擋件3，其借助一種耐火粘結(jié)劑而連接到第二帶上，而且該擋件3的厚度大于所述第二帶25的厚度，因此，擋件3超過帶25延伸到輥子側(cè)面上，為的是防止他們和帶25之間接觸，即使在一個最大可允許的磨損之后也應(yīng)如此。
這兩個耐火板3和21的形狀和尺寸以及帶22和25的形狀和尺寸是如此確定的，即，甚至當(dāng)?shù)诙?5壓緊在冷卻帶22上時，該隔離耐火板21僅與擋件3相接觸，但不與第二帶25相接觸。
此外，由于該隔離耐火板21的厚度是大于冷卻帶的，則由安裝板19傳遞的推力就只傳遞到側(cè)擋件3上和不傳到帶25上，這就避免了在該帶和側(cè)擋件的耐火材料之間產(chǎn)生應(yīng)力，并因此，也就避免了側(cè)擋件(后者)的變形危險或者說避免了其與帶25的分離。
當(dāng)將第二帶25固定到冷卻帶22上時，可能發(fā)生后者(22)相對輥子的移動。這就是與隔離耐火板21的連接不為鋼性的原因。而且，鉤件23在支架24中軸向有一定移動自由度。
最好，該安裝板19由鋼板制成，冷卻帶22也同樣為鋼制，該第二帶25是良好熱力特性的材料制成的，例如鋼，或鑄鋼，它的自然冷卻還通過與冷卻帶22相接觸得以加強，而帶22是經(jīng)過內(nèi)循環(huán)水冷卻的。
在鑄造開始之前，需要預(yù)先加熱側(cè)擋件3。為此目的，該支承組件4要從輥子移動離開，該底板5也要為此目的而裝備有裝置，該裝置為公知的故未示出，為的是使底板5能夠相對于鑄造設(shè)備的結(jié)構(gòu)部件移位。
為此，一個輻射預(yù)加熱爐被安置在側(cè)擋件的前面以便對其加熱到升高的溫度，該隔離耐火板件21，冷卻安裝板19和冷卻帶22限制了對其余裝置的加熱。
就在開始工作之前，爐子被移走和底板5復(fù)原定位和壓緊到結(jié)構(gòu)部件上。然后，該缸9開動工作以便將側(cè)擋件帶至與輥子邊端相接觸并通過使它繼續(xù)運動，將推力板10移動，結(jié)果使彈簧14壓縮。該工作缸9的位置是可調(diào)節(jié)的。由缸9施加的作用力借助支承件8和其制動件12傳遞到推力板上；而且這個力通過彈簧14分布在安裝板19上；因此，由所述的每個彈簧14局部施加的力基本上是它們的壓力的一個函數(shù)，亦即為安裝板和推力板相對位置的函數(shù)。
于是，對應(yīng)于缸9的一個確定位置，該側(cè)擋件3被頂?shù)捷佔?上定位，其保證最佳可能的接觸。例如，即使兩個輥子的邊端事實上是稍稍相互間歪曲的或軸線偏斜的，則側(cè)擋件也是以最小的間隙頂靠到兩個輥子上。然而，在其邊端延伸超過另一個的輥子側(cè)端上的推力是更高的，這樣時導(dǎo)致側(cè)擋件3在此側(cè)面上更迅速的磨損并因此導(dǎo)致它的整個平面與推力板10趨于相互平行，亦即使得由彈簧14施加的力趨于更均勻的分布和在側(cè)擋件3和輥子1之間獲得最佳的接觸以保證密封。
在鑄造期間，如果寄生凝固物出現(xiàn)在輥子和側(cè)擋件之間時，則后者在所述輥子的側(cè)面上被向后移位，但是保持與第二輥子最佳可能的接觸。這所述的向后移位就壓縮產(chǎn)生凝固物側(cè)面上的彈簧，結(jié)果自然地增加了在這一側(cè)面上的推力，因此，摩擦也就增加，結(jié)果導(dǎo)致相對快地消除所說的凝固物。
在加重磨損發(fā)生在側(cè)擋件之一個側(cè)面上的情況下，則彈簧14將如此動作，即使側(cè)擋件仍然保持與安置在這個側(cè)面上的輥子保持接觸。這個移動既可以通過一個移位傳感器檢測，也可以通過推力的減少來檢測，該推力減少的事實起因于安置在所述側(cè)面上的彈簧少被壓縮了。因此，缸9就可以起動以使推力板朝輥子推進(jìn)，直至再建立希望的力施加到側(cè)擋件上并使其頂?shù)轿挥诎l(fā)生磨損之側(cè)面上的輥子邊端上。通過這一工作，在另一側(cè)面上的力也增加和因此將導(dǎo)致在這個另一側(cè)面上的加速磨損，這樣的結(jié)果將使側(cè)擋件與推力板趨于平行和因此恢復(fù)了最佳的密封性。
這樣，彈簧14不僅能夠消除側(cè)擋件和輥子間的接觸缺陷，而且有助于提供自動地和自然地對這些缺陷的校正。在上面提示的現(xiàn)有技術(shù)簡述中，該耐火壁是連續(xù)地剝蝕的，為的是保證與輥子最佳可能的接觸，為此用巨大作用力將壁推靠到輥子上，然而本發(fā)明卻能夠?qū)崿F(xiàn)，一方面減少這個推力，并且另一方面只有當(dāng)接觸受到干擾時才導(dǎo)致在側(cè)擋件上的磨損。
此外，即使不存在這種干擾，本發(fā)明裝置也能夠調(diào)節(jié)側(cè)擋件頂靠到輥子邊端上的支承力，具體地說，按照一個包含每個鑄造步驟的函數(shù)，簡單地控制工作缸9即可。例如，可能的是，在開始鑄造時施加一個強大作用力，以便實現(xiàn)一種使側(cè)擋件頂?shù)捷佔舆叾松系难心プ饔?，然后在穩(wěn)定的鑄造狀態(tài)中減少這個力并且在偶然事件中可任意增大這個力，比如液體金屬滲漏時。
在一個優(yōu)選的實施例中，已經(jīng)表明，在本裝置中，該彈簧可以通過可控的工作缸來代替，該缸應(yīng)完成如彈簧相同的功能，在測量它們內(nèi)部壓力的基礎(chǔ)上，也即測定側(cè)擋件的位置。每個工作缸可以根據(jù)預(yù)定的規(guī)律單獨地調(diào)節(jié)，以便確保，例如，一個與移位成比例的作用力，因此，該缸如同彈簧一樣地動作，或者施加一個常數(shù)力，或者另外按照這種規(guī)律F＝K·Xn或F＝K·eX；其中，F(xiàn)是作用力，K和n是預(yù)先確定的常數(shù)，X是缸之連桿的移位，例如，可通過側(cè)擋件或安裝板上的移位傳感器間接測得。
另外，受所有工作缸作用的側(cè)擋件磨損之同步調(diào)節(jié)可以和單個的調(diào)節(jié)相組合，例如，限定一個缸為驅(qū)動器而使其他缸成為傳動缸。然而，選定作為驅(qū)動器的工作缸最好是那個朝著側(cè)擋件底部安置的缸，這就是說接近輥子間頸狀部的那個，因為此處側(cè)擋件的磨損通常是更嚴(yán)重的。
權(quán)利要求
1.在輥子間連續(xù)鑄造薄金屬產(chǎn)品的設(shè)備，包括兩個冷卻的反向轉(zhuǎn)動的輥子(1)，兩個側(cè)擋件(3)和用于支承及施加壓力到所述側(cè)擋件上并使其頂?shù)捷佔忧岸瞬?2)上的裝置，其特征在于所述支承裝置包括—一個推力板(10)，其可以在輥子(1)的軸向(A)上運動并且垂直于這個方向安裝；—一個安裝板(19)，其支承著側(cè)擋件(3)和被推力板(10)所攜帶和面對推力板安置；—至少三個插置在所述推力板(10)和安裝板(9)之間的推力件(14)，這些元件分布在與側(cè)擋件(3)相對應(yīng)形狀的區(qū)域中，并且能夠在相關(guān)的構(gòu)件間施加獨立的推力。
2.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述的推力件是彈簧(14)。
3.按權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于每個彈簧(14)的剛性和在所述區(qū)域的分布是如此確定的，對于這些彈簧為相同的柔性時，彈簧在側(cè)擋件的下部施加的推力大于施加在側(cè)擋件上部的推力。
4.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于推力件是可控制的工作缸。
5.按權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于該工作缸是壓力可調(diào)節(jié)的。
6.按權(quán)利要求1至5之一所述的設(shè)備，其特征在于該安裝板(19)如此設(shè)置，即它所傳遞的推力僅僅施加在所述側(cè)擋件上。
7.按權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于該側(cè)擋件由硬耐火材料制成的板(3)構(gòu)成，并被一金屬帶(25)包圍住和與其相連接，該金屬帶(25)固定在一個冷卻帶(22)上，其圍繞一個絕熱耐火材料制成的板件(21)，同時，板件(21)相對冷卻帶(22)在輥子的軸向上有移動自由度，該冷卻帶(22)由所述安裝板(19)支承，并且，隔熱耐火板(21)如此設(shè)置，即由安裝板傳遞到板件(21)上的推力僅被板件(21)再傳遞到硬耐火材料板(3)上。
8.按權(quán)利要求1至7之一所述的設(shè)備，其特征在于推力板(10)由一支承件(8)所支承，支承件(8)可以在軸向上移動，并且該設(shè)備包括裝置(9)，其用于使所述支承件相對于輥子移動和在其上面施加一個指向輥子的作用力。
全文摘要
本設(shè)備包括兩個冷卻的反向轉(zhuǎn)動的輥子(1)，兩個側(cè)擋件(3)和用于支承側(cè)擋件及通過壓力對其施加作用以頂?shù)捷佔舆叾?2)上的裝置，一個推力板(10)可以在輥子(1)的軸向(A)上運動并相對這個方向成垂直地設(shè)置，一個安裝板(19)，它支承著側(cè)擋件(3)和被推力板(10)所支承并且面對至少三個推力件安置，例如插置在推力板(10)所支承并且面對至少三個推力件安置，例如插置在推力板(10)和安裝板(9)之間的彈簧(14)，這些推力件分布在一個與側(cè)擋件(3)相對應(yīng)的形狀區(qū)域內(nèi)并且能夠在其上施加相互間獨立的力。
文檔編號B22D11/04GK1115699SQ95109199
公開日1996年1月31日 申請日期1995年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月30日
發(fā)明者J·巴爾貝, L·旺德維爾, P·德拉敘 申請人:尤辛諾-沙西羅有限公司, 泰森鋼鐵公開股份有限公司