生產矩形薄板坯的連續鑄錠設備和方法
2023-10-07 04:26:24 1
專利名稱：生產矩形薄板坯的連續鑄錠設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種生產薄板坯的連續鑄錠設備和方法。
由先有技術例如DE3709188A1已知應用扁平的浸入式水口。此外，液壓驅動的升降臺是慣用的，它允許甚至在澆注過程中通過偏離正弦振動，改變和最佳地選擇振動的提升高度、頻率和振形。由例如DE3818077A1已知無錠軋制，通過它在凝固過程中減小澆注厚度，以獲得改善的鑄坯內部質量。
評價先有技術得出的結論是，為了生產薄鑄坯需要解決多方面的問題，以及，從整個連續鑄錠設備來看有影響的變量總數太多，以致於一般專家的知識遠遠遠不夠，而且對他們也不能苛求，應當從眾多可能或多或少有用的方案中找到一個方案，它能在儘可能少化費的情況下帶來令人滿意的結果。
本發明的目的是，提出了種方法和一種連續鑄錠設備，它們可以這樣來達到薄鑄坯規定的厚度，即，在爐渣供應和鑄坯厚度減小方面的最佳條件，在結晶器中和在導向裝置機架中在無錠軋制時已經達到。
這一目的通過權利要求1和3的特徵達到。從屬權利要求中包含了有利的顯然非平庸的從屬權利要求的改進。達到此目的的方案與結晶器類型無關，例如立式結晶器、立式彎曲的結晶器或呈圓弧形結晶器。
附圖用實例表示下面作為舉例說明的本發明。
其中
圖1表示在結晶器中的澆注條件；圖2表面質量和澆注生產率保持相同時，相對於厚200毫米×寬1000毫米的板坯，技術性費用與板坯厚度的關係；圖3.1-3.3表面質量和板坯厚度保持相同時，相對於厚200毫米×寬1000毫米的板坯，技術性費用與澆注速度的關係；圖4相對於厚200毫米×寬100毫米的板坯，鋼在結晶器中的液壓特性與板坯厚度的關係；圖5連續鑄錠設備。
在按本發明擬就的範圍內進行的試驗表明，鑄坯的表面質量與爐渣導引關係密切。對此彎月形金屬液面，亦即爐渣高度(h爐渣)和在結晶器高比速時在熔池內顯出的鑄坯外殼(h鑄坯外殼)的共同作用的責任重大(圖1)。
已經得出，為了最佳潤滑和避免表面缺陷(直接在鑄坯表面下存在的保護渣顆粒，主要以氧化物的形式)，必須滿足下列準則h爐渣≥h鑄坯外殼(1)爐渣高度h爐渣主要與結晶器入口橫截面的厚度有關，而鑄坯外殼高度h鑄坯外殼則主要與振動式結晶器的提升高度有關。
若考慮到h爐渣的大小和它與結晶器入口橫截面厚度的關係，則有關係式 它也可稱為必然帶入系統中的技術難點，意外地得出下列結果在預定的澆注生產率為2.736噸/分的情況下，人們將常用的200毫米板坯與50毫米板坯作比較，並將它代入關係式(2)，對於200毫米板坯等於1，而對於50毫米板坯此值上升到16.62，由圖2可見這一情況。也就是說，關係式(2)與鑄坯厚度的減小成反比，此關係遵循一條指數曲線。
若保持澆注厚度固定來觀察提高澆注速度時關係式的變化，則如圖3中針對一種75/100和125毫米結晶器所表示的那樣，人們可以確定，這只是一條具有較小斜率的上升的直線。
由於金屬流入結晶器造成的紊流對於關係式(1)有大的影響，而且這種紊流往往繼續到熔池液面並會導致波動，在這種情況下，波峰會升出爐渣液面之上，從而會導致中斷潤滑。此外，這種紊流與產量以及在浸入式水口出口橫截面處結晶器的厚度與寬度有關。作為紊流的度量，由作為產量與厚度之商的液壓特性來定義，並可表示為下列表達式 相對於200毫米厚的板坯，液壓特性的值例如可圖4。圖中表示，較大的結晶器厚度具有明顯有利的液壓特性。
有關於紊流，下列關係式也有重要意義FSTFTA50---(4)]]>式中FTA＝浸入式水口出口橫截面積，FST＝凝固板坯的鑄坯橫截面。
此外，在結晶器區域的電磁製動，明顯減小了模內金屬液面區的紊流。
由以上所述和通過測量得出經驗證的關係為，在選擇在結晶器中的板坯厚度時例如從100毫米減小到50毫米，在遵守關係式(1)方面難度很大。這就是說，除了在金屬輸送方面的困難外，幾乎不可能在微小的結晶器入口橫截面上施放足夠的保護，渣以潤滑已形成的非常巨大的鑄坯表面，並除此以外調整關係式(4)。反之，在結晶器內並因而在橫內金屬液面中的鑄坯厚度例如為75毫米時，就可以在無需特別加大費用的情況下提高澆注速度。這導致得出意外的解決辦法，即，在薄板坯澆注區內保持從結晶器到凝固端(液芯)板坯厚度為常數是沒有意義的，而在技術上非常簡單的是，輸入軋機的板坯厚度藉助於一個無錠軋制工序來減小並達到，為此將多輥式機架(第0段)例如設計為夾鉗段，業已證明這樣做是有利的。
由圖5可見作為舉例的一種連續鑄錠設備，它包含有本發明的全部特徵。
符號表1Q保護渣2粉末Tli，粉末/爐渣相界3h鑄坯外殼，鑄坯外殼/熔池液面高度4h爐渣，爐渣高度5粉末，粉末高度
6浸入式水口7沉積層8爐渣中的氧化物流9Vg＝澆注速度10Q爐渣＝爐渣消耗量11空氣12結晶界，固態/液態鋼13鑄坯外殼14振動(提升高度，頻率、振形)15銅板16分配器17浸入式水口，外部尺寸例如250×45毫米，內部尺寸例如220×15毫米18最佳保護渣19 75×800-1600毫米，在橫內金屬液面(彎月形金屬液面)內的板坯規格20 15×220毫米，流動橫截面-浸入式水口21液壓式結晶器傳動裝置22 FST/FTA≤50FST＝浸入式水口出口橫截面FTA＝凝固板坯的鑄坯橫截面23 75×800-1600毫米，在結晶器出口處的板坯規格24鉸鏈或液壓缸或類似物25第0段，例如設計為夾鉗26液壓缸或類似物27 50毫米，無錠軋制過程後的板坯厚度28具有液壓調節裝置或類似物的第1…n段29 Vg最大6米/分30 50毫米，鑄坯導向裝置末端處的板坯厚度。
權利要求
1.生產薄板坯的方法包括下列步驟-藉助於浸入式水口在矩形結晶器中進行澆注，-振動結晶器，-根據結晶器運動的振動高度，振形和頻率，遵照條件h爐渣≥h鑄坯外殼供入保護渣-在多輥式機架(第0段)中直接在結晶器下方通過多個步驟減小鑄坯橫截面，以便在連續地減小鑄坯厚度的同時平行地在當為液壓的鑄坯內部形成強迫對流，這相應於電磁攪拌作用，-在多輥式機架(第0段)的末端達到鑄坯的最終厚度，-在多輥式機架出口處達到最終厚度時在鑄坯內部仍存在兩相區(結晶/熔體)的情況下進行凝固，-遵守條件FSTFTA50]]>
2.按照權利要求1所述之方法，其特徵為甚至在澆注過程中可以自由選擇結晶器運動的頻率、提升高度和振動形式。
3.實施按照權利要求1和2所述方法之連續鑄錠設備包含以下構件，-一個浸入式水口，-一個振動的矩形結晶器，其中，甚至在澆注過程中可以自由選擇振動的頻率、提升高度和形式，-一個保護渣供入裝置，它根據振動高度、振動形式和振動頻率供應保護渣，並遵照條件h爐渣≥h鑄坯外殼-一個多輥式機架，用於連續減小鑄坯厚度，鑄坯在多輥式機架出口在仍為液態的芯部時具有其最終厚度，-一個浸入式水口和一個凝固的橫截面，並設計為滿足條件FSTFTA50]]>
4.按照權利要求3所述之連續鑄錠設備，其特徵為在多輥式機架中的輥安排成，通過減小鑄坯厚度，在仍為液態的鑄坯內部獲得一種攪拌作用，並與此同時避免產生內部裂紋。
全文摘要
本發明涉及一種生產薄板坯最好是鋼的薄板的方法和連續鑄錠設備，薄板坯有預定的例如為50毫米的凝固厚度，通過採用並通過最佳地連接下列構件，如在鑄坯導引裝置區(第0段)內的無錠軋制、液壓驅動的升降臺、保護渣及其供入裝置、帶特定的流動橫截面的浸入式水口，可以在最小和預定凝固厚度或設備生產能力並因而最低軋製成本下，獲得最佳鑄件表面和內部質量。上述方法和連續鑄錠設備參數的特性上協調一致，導致與200毫米厚標準板坯相比的一種令人滿意的澆注爐渣供應以及在模內金屬液面中的熔池運動。這些從液芯頂端至模內金屬液面中的條件，對於鑄坯表面和內部質量以及對澆注可靠性都有直接的影響。
文檔編號B22D11/18GK1139893SQ95191384
公開日1997年1月8日 申請日期1995年1月20日 優先權日1994年1月28日
發明者弗雷澤·P·普萊修斯尼格 申請人:曼內斯曼股份公司