專利名稱：帶直通式結(jié)晶器和鑄坯導輥裝置的板坯連鑄設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用直通式結(jié)晶器連鑄鋼坯的方法，其中由坯殼和部分液芯構(gòu)成的半凝固鑄坯在離開結(jié)晶器后繼續(xù)凝固時在一個具有固定側(cè)和可調(diào)側(cè)的鑄坯導輥裝置的導輥之間受到引導，坯殼此時在沿澆注方向隔開的每兩個導輥之間產(chǎn)生了一個成橫截面擴大的隆起形狀的變形。本發(fā)明還涉及一種適于實施上述方法的連鑄設備。
一種適用于可靠引導鑄坯的鑄坯導輥裝置原則上具有許多個獨立的鑄坯導向段，它們作為導向裝置密切合作的且具有裝在可調(diào)側(cè)機架和固定側(cè)機架內(nèi)的導輥和/或驅(qū)動輥，所述導輥和/或驅(qū)動輥一起構(gòu)成了一個所謂的“導輥傳送帶”。即使在鑄坯比較寬的情況下，也可以連續(xù)地中間支承導輥。
固定側(cè)導輥截面和可調(diào)側(cè)導輥截面在結(jié)晶器內(nèi)熔池液面的距離內(nèi)具有不同的直徑，對置的導輥對此時具有相同的直徑。當在垂直段和水平段之間彎曲地引導鑄坯時，這個導向段從在結(jié)晶器下方的垂直走向部起直到水平出口地位于弧形范圍內(nèi)。
EP350431A2公開了一種利用直通式結(jié)晶器連鑄板坯的方法。其橫截面部分凝固的鑄坯在導輥對之間受到引導并借助驅(qū)動輥使其受到彎曲。相對鑄坯可變形地通過液壓技術有效地調(diào)節(jié)導輥對中的各導輥。
EP0535368A1披露了一種生產(chǎn)帶鋼的方法和裝置。在所述方法中，由凝固坯殼和液芯構(gòu)成的連鑄帶鋼坯在一個滾壓裝置中被減薄并隨后受到軋制。
為了避免不希望有的厚度偏差并為了改善組織以及簡化滾壓裝置，澆注出40mm-80mm厚的帶鋼坯，在剩有液相的情況下，最多分三級地將帶鋼坯滾壓到15mm-40mm和2mm-15mm厚并直到其完全凝固。
在滾壓半凝固鋼坯時出現(xiàn)了這種滾壓加工可能由于坯殼隆起出現(xiàn)在每兩個導輥接觸線之間而造成鑄坯變形。由此交替地產(chǎn)生了大橫截面區(qū)和小橫截面區(qū)，這造成鑄坯內(nèi)剩余液相的脈動。
隆起尤其是可能造成坯殼在液/固相界發(fā)生臨界變形并進而因由坯殼周期隆起引發(fā)的和受鋼液柱靜鐵壓力影響的剩余液相脈動而造成內(nèi)裂，其中所述鋼液柱直到結(jié)晶器內(nèi)熔池液面。
帶液芯坯殼在澆注方向上于相鄰導輥之間的最大隆起(Wmax)主要是由以下因素確定的并且是根據(jù)以下等式概算出來的一溫度，T(K)一冶金高度，h(m)一輥間距，L(m)一澆注速度，V(m/min)一坯殼厚度，S(mm)Wmax=7.86*10-12exp.(0.0046*T)h225*L6.1*V-0.57*S-526當坯殼逐對輥地隆起時，人們可以看到待排出的鋼水(主要是由晶粒和鋼水構(gòu)成的兩相混合物)，由此可以看到待排出鋼水量形成了一個壓力張量，這個壓力張量與靜鐵壓力、澆注速度、體積及距離有關。
在一個連鑄設備中，導輥裝置輥對間的體積由配屬給每個導向段的固定側(cè)和可調(diào)側(cè)的兩個半體積構(gòu)成。在排出所述鋼水量時，它對具有收縮部的坯殼產(chǎn)生了高壓并促進了隆起的形成，而此系統(tǒng)不利地反復疊加鑄坯/鑄坯隆起并造成鋼水在熔池液面內(nèi)失控地流動。
從上述現(xiàn)有技術出發(fā)，本發(fā)明的任務是提出一種如權(quán)利要求1前序部分所述類型的鋼坯連鑄方法以及一種設計用于實施上述方法的連鑄設備，利用所述方法及其設備克服了上述缺點和困難且特別是抑制了或補償了在板坯滾壓時出現(xiàn)的有害的坯殼周期隆起。
根據(jù)本發(fā)明，上述任務的解決方案是利用如權(quán)利要求1和權(quán)利要求5所述類型的且具有權(quán)利要求1、5特征部分特征的和具有從屬權(quán)利要求其它設計方案的方法和連鑄設備獲得的。
在本發(fā)明方法中，為了補償與隆起有關的鑄坯區(qū)的橫截面擴大而從外部在與其對置的鑄坯區(qū)域側(cè)上施加了一個形成橫截面縮小的凹陷部的反壓力，所以利用比較出人意料地不復雜的措施實現(xiàn)了這樣的目的，即至少大部分地補償了隆起效果并進而明顯地抑制了鑄坯內(nèi)剩余鋼水的有害脈動。
在本發(fā)明的連鑄設備中，利用出人意料地不復雜的設計方案以及實際上沒有增加成本地通過這樣一個設計方案完成了本發(fā)明的任務，即相對錯開一段至少等于部分輥間距的距離地設置各鑄坯導向段的導輥。
另外，根據(jù)從屬權(quán)利要求擬定了其它有利的方法和設備的方案。
從以后對附圖示出的若干實施例的描述中得到了本發(fā)明的細節(jié)、優(yōu)點和特征，其中

圖1a是現(xiàn)有技術中的鑄坯導輥裝置的橫截面視圖。
圖1b是本發(fā)明的鑄坯導輥裝置的橫截面視圖。
圖2a是圖1a所示的常見鑄坯導輥裝置的局部的放大橫截面視圖。
圖2b是圖1b所示的本發(fā)明鑄坯導輥裝置局部的放大橫截面圖。
圖3以俯視圖示出了相對由其引導的鑄坯橫截面位置的受到中間支承的導輥。
圖4是剖視了鑄坯且垂直導向部緊密銜接的視圖。
圖5是水平連鑄設備的緊密銜接的立-彎曲部的視圖。
圖1a所示的現(xiàn)有技術的鑄坯導輥裝置具有一個帶結(jié)晶器出口22的結(jié)晶器20。在其下方可以看到凝固中的鑄坯21，坯殼1逐漸凝固地增厚，而注入其間的剩余鋼水2的相對體只逐漸減少，直到鑄坯最終完全凝固為止。在凝固區(qū)內(nèi)，鑄坯導向段傳送位于固定側(cè)導輥4、4’和可調(diào)側(cè)導輥3、3’之間的鑄坯21。結(jié)晶器和鑄坯導輥裝置屬于一個未詳細畫出的、最好是用直通式結(jié)晶器以1m/min-10m/min的澆注速率鑄造出40mm-250mm厚、500mm-3500mm寬的鋼坯的連鑄設備。
沿澆注方向上看，可以在每兩個輥3、3’中間看到上述有害的隆起10，在隆起區(qū)域內(nèi)發(fā)生了剩余鋼水成分體積擴大，所述隆起與體積收縮在傳送鑄坯時于各導輥對之間分周期地交替產(chǎn)生并造成最不利的鋼水“抽吸運動”。
圖1b示出了本發(fā)明的鑄坯導輥裝置結(jié)構(gòu)，其中為了從外部補償有關鑄坯區(qū)的橫截面擴大而產(chǎn)生了一個足夠形成橫截面縮小的凹陷部11的反壓力。為此，在澆注方向上相互錯開一段至少等于部分輥間距的距離地且最好是錯開一段等于半個輥間距的距離地設置導輥。
可以從圖1b中清楚地看到當減少每兩個相鄰導輥3、3’或4、4’間的有害體積擴大時如此極有利地獲得的補償效果。結(jié)果根據(jù)本發(fā)明，隆起10和鋼水體積擴大程度最多等于圖1a所示的隆起和鋼水體積擴大程度的一半。
圖2a、2b具體地示出了，當相應地布置鑄坯21和導輥3、3’或4、4’時，在現(xiàn)有技術的鑄坯導輥裝置的坯殼1(圖2a)不變的情況下待排出的剩余鋼水2對照本發(fā)明設計方案(圖2b)地形成了由于有反向凹陷部11而最大只等于圖2a所示值一半的隆起10。另外為了清楚起見，體積擴大位置在圖2a中由15表示，而凹陷部分別由11表示。
圖3示出了受到中間支承的導輥3、4的布置結(jié)構(gòu)，其中可調(diào)側(cè)6的和固定側(cè)7的導輥軸承8、9最好布置成中點鏡象倒影結(jié)構(gòu)。另外，當相對錯開地布置導輥，如以50％的輥間距錯置導輥時，不是面對稱而是點對稱地布置對置的導輥3、4，這樣的布局造成了在時間和地點上最大程度地抑制了隆起和鋼水體積運動。
圖4示出了在結(jié)晶器20下方的鑄坯21垂直導向部的導向段5、5’。由于相對錯開地設置導輥，所以導向段5、5’通過銜接部14相互連接。另外，在通過銜接部14、14’與后續(xù)的鑄坯導向段5’相連的情況下，結(jié)晶器20的結(jié)晶器出口22的一半22或22’總是相對另一半縮短或延長了一段等于半個輥間距的長度。同樣的，支承導輥的各鑄坯導向段5或5’的可調(diào)側(cè)6在銜接部14或14’對置的情況下相互錯開了一段至少等于部分輥間距的距離。一塊通常與結(jié)晶器出口相連的“槽板”確保了與第一導向段的銜接。圖4清楚地示出了當鋼水2成分在垂直方向上逐漸減少時的逐漸增厚的坯殼1。
對圖1b還要補充的是，當將結(jié)晶器出口22設計成平面時，在形成一個與第一鑄坯導向段5’連接的銜接部14’的情況下，結(jié)晶器20在一側(cè)上或相對鑄坯導輥固定側(cè)7配有比可調(diào)側(cè)6的足輥13多一個(n+1)的足輥12，這一點可以從圖1b中清楚地看到。
圖5示出了具有相互銜接配置的導向段5、5’的立彎式鑄坯導輥裝置。此裝置在彎曲導向區(qū)內(nèi)根據(jù)明顯的半徑束相連。因此，與結(jié)晶器20相連的第一段5’在連接長度縮短的情況下(固定側(cè)縮短)與結(jié)晶器20的延長出口部22銜接并且可調(diào)側(cè)縮短地與結(jié)晶器20的縮短出口部22’銜接。在彎曲部內(nèi)，在固定側(cè)上的單導輥列分別布置在鑄坯導向段的起始處，它允許快速更換鑄坯導向段。
附圖標記一覽表1-坯殼；2-芯；3-導輥；4-背輥；5-鑄坯導向段；6-可調(diào)側(cè)；7-固定側(cè)；8-軸承；9-軸承；10-隆起；11-凹陷部；12-足輥；13-足輥；14-銜接部；15-大體積位置；20-結(jié)晶器；21-鑄坯；22-結(jié)晶器出口；
權(quán)利要求
1．一種用直通式結(jié)晶器(20)連鑄鋼坯的方法，其中由坯殼(1)和部分液芯(2)構(gòu)成的半凝固鑄坯(21)在離開結(jié)晶器(20)后并當繼續(xù)凝固時在一個具有固定側(cè)(7)和可調(diào)側(cè)(6)的鑄坯導輥裝置的導輥(3,4)之間受到引導，坯殼(1)此時在沿澆注方向隔開的每兩個導輥(3,3’)之間產(chǎn)生了一個成橫截面擴大的隆起(10)形狀的變形，其特征在于，為了補償有關鑄坯區(qū)域的橫截面擴大，從外部在與其對置的鑄坯區(qū)域內(nèi)施加了一個縮小橫截面的反壓力。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了施加所述反壓力，使用了與鑄坯(21)隆起(10)對置的導輥(4)并根據(jù)一個預定凹陷部(11)調(diào)節(jié)所述導輥。
3．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，凹陷部(11)尺寸與隆起(10)是匹配的。
4．如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，隆起(10)或待排出的剩余鋼水在坯殼(1)快觸及一個導輥(3,4)的時刻只等于普通鑄坯導輥裝置的隆起或剩余鋼水的一半。
5．一種實施如權(quán)利要求1-4所述方法的鋼坯連鑄設備，其中由坯殼(1)和部分液芯(2)構(gòu)成的半凝固鑄坯(21)在離開結(jié)晶器(20)后并當繼續(xù)凝固時在一個具有固定側(cè)(7)和可調(diào)側(cè)(6)的鑄坯導向段(5)的導輥(3,4)之間受到引導，坯殼(1)此時在沿澆注方向隔開的每兩個導輥(3,3’或4,4’)之間產(chǎn)生了一個成橫截面擴大的隆起(10)形狀的變形，其特征在于，為了補償鑄坯(21)的變形，相對錯開一段至少等于部分輥間距值的距離地設置所述導輥(3,3’或4,4’)。
6．如權(quán)利要求5所述的連鑄設備，其特征在于，所述導輥(3,3’或4,4’)錯開的最大距離等于半個輥間距。
7．如權(quán)利要求5或6所述的連鑄設備，其特征在于，在銜接部(14,14’)對置的情況下，相對錯開一段至少等于部分輥間距的距離地設置支承導輥的各鑄坯導向段(5)的可調(diào)側(cè)(6)。
8．如權(quán)利要求4-7中一項或多項所述的連鑄設備，其特征在于，在銜接部(14,14’)與后續(xù)鑄坯導向段(5’)相連的情況下，結(jié)晶器出口(22)的一半相對另一半縮短或延長了一段等于半個輥間距的長度。
9．如權(quán)利要求5-8中項或多項所述的連鑄設備，其特征在于，在受到中間支承的導輥(3,4)中，可調(diào)側(cè)和固定側(cè)(6,7)的軸承(8,9)最好相對成中點鏡象倒影結(jié)構(gòu)。
10．如權(quán)利要求4-9中一項或多項所述的連鑄設備，其特征在于，當將結(jié)晶器出口(22)設計成平面狀時，結(jié)晶器(20)在一側(cè)上或相對鑄坯導輥固定側(cè)(7)地在形成一個與第一鑄坯導向段(5’)相連的銜接部(11)的情況下配有比可調(diào)側(cè)(6)的足輥(13)多一個(n+1)的足輥(12)。
11．如權(quán)利要求5-10中一項或多項所述的連鑄設備，其特征在于，在弧形鑄坯導輥設備中，自身銜接的導向段(5,5’)配有一個單導輥列。
12．如權(quán)利要求5-11中一項或多項所述的連鑄設備，其特征在于，從緊接在結(jié)晶器(20)下方的第一導輥(3,4)起到位于所述鑄坯導輥裝置末端的導輥(3’,4’)位置的輥直徑是逐漸遞增的，或者所述輥徑從100mm增大到300mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用直通式結(jié)晶器(20)連鑄鋼坯的方法,其中由坯殼(1)和部分液芯(2)構(gòu)成的半凝固鑄坯(21)在離開結(jié)晶器(20)后并當繼續(xù)凝固時在一個具有固定側(cè)(7)和可調(diào)側(cè)(6)的鑄坯導輥裝置的導輥(3,4)之間受到引導,坯殼(1)此時在沿澆注方向隔開的每兩個導輥(3,3’)之間產(chǎn)生了一個成橫截面擴大的隆起(10)形狀的變形,其中為了補償有關鑄坯區(qū)域的橫截面擴大,從外部在與其對置的鑄坯區(qū)域內(nèi)施加了一個縮小橫截面的反壓力。本發(fā)明還涉及一種帶鑄坯導輥裝置的連鑄設備,其中相對錯開了一段至少等于部分輥間距的距離地設置所述導輥(3,3’,4,4’)。
文檔編號B22D11/04GK1224643SQ9812583
公開日1999年8月4日 申請日期1998年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月21日
發(fā)明者F·－P·普勒希烏特施尼格, J·施維倫巴赫 申請人:Sms舒路曼-斯瑪公司