連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規格或型鋼坯規格的連鑄坯的連鑄和隨後加工變形的方法和裝置的製作方法

2023-06-04 10:37:56 1

專利名稱：連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規格或型鋼坯規格的連鑄坯的連鑄和隨後加工變形的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規格或型鋼坯規格的連鑄坯的連鑄和隨後加工變形的方法和裝置，其中使二次冷卻和連鑄坯導向適應於連鑄坯橫截面的冷卻狀態。
根據本發明，如此解決所提出的任務，即分別使二次冷卻的幾何形狀設計近似匹配於在以後的連鑄坯移動路程上的連鑄坯凝固截面形狀，連鑄坯支承也根據在各自後續的移動路程上的連鑄坯凝固截面形狀被相似地減少。可以如此從四面使連鑄坯支承適應於坯殼的生長，即輥盒長度等於或小於液心寬度，在此避免了邊緣冷卻。這樣一來，澆注材料的組織和表面明顯得到改善。
根據一個實施形式，連鑄坯橫截面的角部隨著移動路程的增大而比中心部更弱地受到冷卻。在這種情況下，多個側面受到更少的水衝擊地被冷卻，從而使連鑄坯橫截面內的溫度分布最佳化，在此也影響了後續的軟壓下過程。
根據另一個實施形式建議，在二次冷卻內的射流以其噴射角如此適應於坯殼厚度，即給變小的液心寬度配屬更小的噴射角。這樣一來，使二次冷卻的噴射角適應於坯殼的生長並且在連鑄坯橫截面內並在表面上出現最佳的溫度分布，其中在邊緣上獲得了較小的溫降。
當液心寬度逐漸縮小時，可以如此得到類似效果，即根據凝固截面形狀來調節產生射流的噴嘴與鑄坯表面的距離。
根據其它特徵，如此防止繼續散熱，即連鑄坯橫截面的角部隨著移動路程增大而比中心部更弱地受到支承。因此，缺少較長支承輥的接觸防止了散熱。
溫度分布和均勻化的措施的一個改進形式在於，該連鑄坯橫截面的角部和/或側面被防止散熱地隔絕起來。在按照工藝而適於得到最佳凝固組織的二次冷卻中，進行目的明確的連鑄坯橫截面絕熱，以便為軟壓下過程產生一個軟的連鑄坯橫截面芯。
還規定，除了隔絕連鑄坯橫截面的角部和/或側面外，還通過冷卻介質有選擇地強冷鑄坯頂面和鑄坯底面。為此，尤其是要考慮中央部，從而出現液心寬度的進一步縮小。在軟壓下段之前，在鑄坯頂面和鑄坯底面上為軟壓下過程進行對作為較硬的且已加工硬化的壓制面的表面的冷卻。
在連鑄坯橫截面層範圍內已出現連鑄坯橫截面溫度的明顯均勻化後，連鑄坯橫截面通過所謂的軟壓下方法從上向下地接受軋制，這是有利的。
根據本發明，一種用於連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規格的連鑄坯的連鑄和隨後加工變形的裝置，其中可以使二次冷卻和連鑄坯導向適應於連鑄坯橫截面的冷卻狀態，如此完成所提出的任務，即根據凝固截面形狀和移動路程，二次冷卻可以先以基本上整個鑄坯寬度來進行，並且二次冷卻和連鑄坯支承可以根據在移動路程內的連鑄坯的凝固截面形狀如此減少，即連鑄坯在進入軟壓下段之前仍只在連鑄坯寬度的鑄坯底面上受到支承。這樣一來，除了工藝技術得到改善外，還可以獲得裝置成本的改善，其中通過適應於負荷地設計設備部件，降低了機械負荷和熱負荷。
為避免在連鑄坯橫截面邊緣上的過度散熱而建議，在二次冷卻和連鑄坯支承內，在連鑄坯橫截面的側面和/或角部上設有覆蓋件。
另一個改進形式規定，軟壓下段配備有設置在頭端和尾端上的並帶有被驅動的夾送輥的夾送機架，軟壓下段由至少兩個其輥對不帶驅動裝置的軋輥機架構成，在這裡，上框架可以分別通過液壓方式被壓下到下框架上。這樣一來，在軟壓下段內，通過一個多輥扇形段進行軟壓下。一個穩定的斜率在可選長度範圍內產生連續軟壓下過程。在最終凝固區的最後一米中的液心厚度的理論預算結果可以推斷出適當的斜率調整及其長度。
其它特徵在於，在連鑄坯運動方向上，在軟壓下段之前和之後設有一個或多個夾送機架。由此一來，連鑄坯在加工變形區內被充分地輸送並且獲得了足夠大加工變形力。
根據其它特徵規定，在一個矯直傳動裝置之前和/或之後，設有一個用於連鑄坯橫截面的鑄坯頂面和鑄坯底面的強冷裝置。在利用所謂的「淬火」的進一步加工中，一些鋼種顯示出更好的表面組織。與在軟壓下過程前的冷卻結合地，也能獲得這種效果。利用機械裝置(扇形段、夾送機架)進行的軟壓下的作用還可通過熱軟壓下來加強。為此，在與之有關的區域內，附加地且目的明確地給鑄坯供應水。
另一個設計結構在於，在一個軟壓下段的前面，設有一個用於連鑄坯橫截面的鑄坯頂面和鑄坯底面的強冷裝置。
如此得到另一個實施形式，即軟壓下段構成一個可沿連鑄坯運動方向或與連鑄坯運動方向相反地移動的單元，該單元被安置在一個或多個夾送機架的前面。
此外，有利的是，軟壓下段作為矯直-軟壓下段被設置在夾送機架之間。這樣，得到了機械軟壓下和熱軟壓下的組合形式還規定，軟壓下段在連鑄坯運動方向上可以被設置在矯直輸出裝置(夾送機架)的後面。


圖1作為第一取代方案地示出了帶有軟壓下裝置的方坯弧彎連鑄機的側視圖；圖2A示出了在液心寬度仍較大且坯殼仍較薄時的二次冷卻中的連鑄坯橫截面；圖2B示出了射流寬度縮小且液心寬度縮小的連鑄坯橫截面；圖2C示出了在鑄坯頂面和鑄坯底面上的射流寬度進一步縮小且液心寬度進一步縮小的連鑄坯橫截面；圖3A示出了具有對應於圖2A的坯殼厚度和寬的連鑄坯支承的連鑄坯橫截面；圖3B示出了具有對應於圖2B的坯殼厚度和縮小的連鑄坯支承的連鑄坯橫截面；圖3C示出了具有對應於圖2C的坯殼厚度和在鑄坯頂面和鑄坯底面上的連鑄坯支承的連鑄坯橫截面；圖4A示出連鑄坯橫截面，此時一般已完全凝固，但沒有按本發明遮蓋住側面；圖4B示出了連鑄坯橫截面，此時在軟壓下段內沒有按照本發明的壓力分布，在這裡形成了收縮；圖5A示出了連鑄坯橫截面，此時為了獲得溫度分布而進行了覆蓋；圖5B示出了連鑄坯橫截面，此時在軟壓下段中存在按照本發明的溫度分布。
圖6作為第二取代方案地示出了帶有軟壓下裝置的方坯弧彎連鑄機的側視圖。
這種調整例如如此實現，即在二次冷卻4中的射流7以其噴射角7a這樣適應於當時的坯殼厚度5b，即給變小的液心寬度8配備一個更小的噴射角7a。
或者，產生射流7的噴嘴10與鑄坯表面1d的間距根據自身變化的凝固截面形狀5來改變即減小(圖2B)。
在這個意義上，連鑄坯橫截面1a的角部1b隨著移動路程6的延長而比中心部1c少地受到支承(圖3A、3B、3C)。
圖4A、4B示出了在外部區域內具有儘可能均勻的溫度分布的完全凝固的連鑄坯1，其中甚至形成了不希望有的收縮18(圖4B)。
為了使熱均勻分布以便進行隨後的加工變形，連鑄坯橫截面1a的角部1b和/或側面1e被防止散熱地隔絕起來(圖5A、5B)。由此一來，形成了溫度分界區19、20、21。在連鑄坯橫截面1a的中心，存在這樣的溫度分界區21(圖5B)，即在該區域中，可以通過從上向下壓制來完成加工變形。因此，在該中央區內，溫度仍要比整個上方的或整個下方的高。此外，通過這種方式，偏析分布輕微並消除了孔隙。
除了隔絕連鑄坯橫截面1a的角部1b和/或側面1e外，通過冷卻介質有選擇地強烈冷卻鑄坯頂面1f和鑄坯底面1g。
在其它工序中，連鑄坯坯橫截面1a從上向下地按照所謂的軟壓下方法進行軋制，在這裡，不發生常見的「壓破」。
用於連鑄鋼坯1且尤其是具有方坯規格2的連鑄坯的連鑄和隨後加工變形的所示裝置是如此設計的，其中使二次冷卻4和連鑄坯支承1適應於連鑄坯橫截面1a的冷卻狀態，即根據凝固截面形狀5和所經過的移動路程6，二次冷卻4首先按照基本上整個鑄坯寬度1h來進行，根據在移動路程6內的連鑄坯1凝固截面形狀5，如此減少連鑄坯支承11和二次冷卻4，即，使連鑄坯在進入一個軟壓下段之前仍然依靠連鑄坯寬度1h上的連鑄坯底面1g來支承。為了在中心留有能變形的一層地獲得理想的溫度分布，在二次冷卻4和連鑄坯支承11內，能夠設置在連鑄坯橫截面1a的側面1e和/或在角部1b上地設置覆蓋件13，所述覆蓋件能夠構成角件13a。
在頭端12a和尾端12b，給軟壓下段12配備了具有被驅動的夾送輥14a的夾送機架14。軟壓下段12本身包括兩個或多個軋輥機架12c，其成對的輥沒有驅動裝置。一個上框架12d分別可通過液壓方式被壓下到一個下框架12e上。
此外，在連鑄坯移動方向15上，在軟壓下段12之前和之後設有一個或多個夾送機架14。
為了在完全凝固的水平層中獲得理想的溫度分布，在一個軟壓下段12之前，設有一個用於連鑄坯橫截面1a的頂面1f和底面1g的強冷裝置17。它提高了強度並且構成軟壓下準備段。對鑄坯頂面1f和鑄坯底面的強冷不僅可以有意義地用在矯直傳動裝置16之前，而且也可以被用在可移動的軟壓下段12之前或矯直傳動裝置16之後。
在圖6中示出了第二替代實施方案。在那裡，軟壓下段12被設計成一個可在連鑄坯運動方向15上或與連鑄坯運動方向15相反地移動的單元12f，它在連鑄坯運動方向15上被安置在一個或多個夾送機架14的前面。
通常，在矯直傳動裝置區域內的軟壓下段12與初軋設備中的輸出裝置構想有關地被設計成具有兩個矯直點。考慮到材料在彎矯過程中的彈塑性狀況，連鑄坯1成直線形。與其中鑄坯通過一條彎曲軌跡轉入直線形狀的板坯設備不同，在初軋坯中，在矯直區內出現彎曲線，該彎曲線視連鑄坯的慣性矩和溫度的影響程度和在連鑄坯橫截面1a內的溫度分布的不同而不同，它甚至例如在每個矯直點後在短暫路段上部分地偏離基準彎曲線並且具有彎曲翻轉點，使連鑄坯1在該區域內具有一個特別強的蠕變性能。由於在軟壓下段12內設定曲線軌跡，所以可預定出一個實際測量的允許伸長率E。通過彎曲過程產生的彈塑性特性將連鑄坯帶入一個狀態(理論延伸極限值、屈服值等)以便附加地進行軟壓下，這個狀態通常不需要太費力就能實現。
權利要求
1.連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規格或型鋼坯規格的連鑄坯的連鑄和隨後加工變形的方法，在此使二次冷卻和連鑄坯導向適應於連鑄坯橫截面的冷卻狀態，其特徵在於，分別使二次冷卻的幾何形狀設計近似地匹配於在以後的連鑄坯移動路程上的連鑄坯凝固截面形狀並且連鑄坯支承也根據在各自後續的移動路程上的連鑄坯凝固截面形狀被相似地減少。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，連鑄坯橫截面的角部隨著移動路程的增大而比中心部少地受到冷卻。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在二次冷卻內的射流以其噴射角如此適應於坯殼厚度，即給變小的液心寬度配屬變小的噴射角。
4.如權利要求1-3之一所述的方法，其特徵在於，根據凝固截面形狀來調節產生射流的噴嘴與鑄坯表面的距離。
5.如權利要求1-4之一所述的方法，其特徵在於，連鑄坯橫截面的角部隨著移動路程的增大而比中心部少地受到支承。
6.如權利要求1-5之一所述的方法，其特徵在於，該連鑄坯橫截面的角部和/或側面被防止散熱地隔絕起來。
7.如權利要求1-6之一所述的方法，其特徵在於，除了隔絕連鑄坯橫截面的角部和/或側面外，還通過冷卻介質有選擇地強冷鑄坯頂面和鑄坯底面。
8.如權利要求1-7之一所述的方法，其特徵在於，連鑄坯橫截面通過所謂的軟壓下方法從上向下地接受軋制。
9.連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規格的連鑄坯的連鑄和隨後加工變形的裝置，其中可以使二次冷卻和連鑄坯導向適應於連鑄坯橫截面的冷卻狀態，其特徵在於，根據凝固截面形狀(5)和移動路程(6)，二次冷卻(4)首先按照基本上整個鑄坯寬度(1h)來進行，二次冷卻(4)和連鑄坯支承(11)根據在移動路程(6)內的連鑄坯(1)凝固截面形狀(5)可如此減少，即連鑄坯(1)在進入軟壓下段(12)之前仍只在連鑄坯寬度(1h)的鑄坯底面(1g)上受到支承。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，在二次冷卻(4)和連鑄坯支承(11)內，在連鑄坯橫截面(1a)的側面和/或在角部(1)上設有覆蓋件(13)。
11.如權利要求9或10所述的裝置，其特徵在於，軟壓下段(12)配備有設置在頭端(12a)和尾端(12b)上的並帶有被驅動的夾送輥(14a)的夾送機架(14)，軟壓下段(12)由至少兩個其輥對不帶驅動裝置的軋輥機架(12c)構成，其中上框架(12d)可以分別通過液壓方式被壓下到下框架(12e)上。
12.如權利要求9-11之一所述的裝置，其特徵在於，在連鑄坯運動方向(15)上，在軟壓下段(12)之前和之後設有一個或多個夾送機架(14)。
13.如權利要求9-12之一所述的裝置，其特徵在於，在一個矯直傳動裝置之前和/或之後，設有一個用於連鑄坯橫截面(1a)的鑄坯頂面(1f)和鑄坯底面(1g)的強冷裝置(17)。
14.如權利要求9-13之一所述的裝置，其特徵在於，在一個軟壓下段(12)的前面，設有一個用於連鑄坯橫截面(1a)的鑄坯頂面(1f)和鑄坯底面(1g)的強冷裝置(17)。
15.如權利要求9-14之一所述的裝置，其特徵在於，軟壓下段(12)構成一個可在連鑄坯運動方向(15)上或與連鑄坯運動方向(15)相反地移動的單元(12f)，該單元被安置在一個或多個夾送機架(14)的前面。
16.如權利要求9-15之一所述的裝置，其特徵在於，軟壓下段(12)作為矯直-軟壓下段被設置在夾送機架(14)之間。
17.如權利要求9-16之一所述的裝置，其特徵在於，軟壓下段(12)在連鑄坯運動方向(15)上被設置在矯直輸出裝置的後面。
全文摘要
連鑄鋼坯(1)且尤其是具有方坯規格(2)或型鋼坯規格的連鑄坯的連鑄和隨後加工變形的方法和裝置，其中使二次冷卻(4)和連鑄坯導向(11)適應於連鑄坯橫截面的冷卻狀態，這樣的裝置和方法考慮到了其中偏析和孔隙對深加工和最終用途很重要的鋼種並且能夠除改善內部質量外地如此實現用於改善表面質量的措施，即，使二次冷卻(4)的幾何形狀設計近似地匹配於在以後的連鑄坯移動路程(6)上的連鑄坯(1)凝固截面形狀(5)，連鑄坯支承(11)也根據在各自後續的移動路程(6)上的連鑄坯(1)凝固截面形狀(5)被相似地減少。
文檔編號B22D11/12GK1469789SQ01817686
公開日2004年1月21日 申請日期2001年9月28日 優先權日2000年10月20日
發明者A·扎貝爾, T·費斯特, A 扎貝爾, 固 申請人:Sms迪馬格股份公司