薄金屬帶的連鑄方法和連鑄設備的製作方法

2024-02-28 01:54:15 1

專利名稱：薄金屬帶的連鑄方法和連鑄設備的製作方法
薄金屬帶的連鑄方法和連鑄設備本發明涉及一種在一個連鑄設備裡連續鑄造薄金屬帶的方法，在這 方法中金屬從一個結晶器中垂直向下移出，其中使金屬帶從垂直方向彎 曲到水平方向上而且其中藉助於 一些推進器滾對使金屬帶實現支承和/ 或輸送和/或塑性變形。本發明還涉及一種連鑄設備，尤其是用於實施屬於此類的方法已在EP 1 071 529 B1和在W0 2004/065030 Al中 公開。在連鑄薄金屬帶時使液體金屬從上面輸送給結晶器，還具有液體 內芯的預先成型的金屬帶從這結晶器裡向下移出來。金屬帶在輸送方向 上冷卻並固化；同時逐漸地Y吏之/人垂直方向彎轉到水平方向上。為此沒 有許多推進器滾對，它們支承住並運送金屬帶。也可以設計規定夾送 輥對對金屬帶進行預變形，也就是說減小金屬帶的厚度。接著，也就是 說在通過推進器滾對之後，金屬帶就到達一個後續的軋制車間，在這裡 使金屬帶進一步進行軋制。標識"CSP"已知是一種用於薄板坯的組合的鑄造和軋制工藝，薄 板坯的厚度大多在45和70 mm之間，有時候也達到90 mm。對於製成熱 軋帶的幾何尺寸和機械性能的精度的要求不斷提高。同樣對於具有盡可 能小的最終厚度的熱軋帶的市場要求也提高了 。要在精軋機列裡軋制出 的熱軋帶越薄，那麼軋制過程就越難於控制。當最終厚度小於1.5 mm 時，對於精軋機列裡的控制-和調整系統的要求就很高。在精軋機列裡產生的板坯幾何形狀對於軋制過程的穩定性有重大 影響，其中尤其是取決於在金帶的寬度上薄板坯的輪廓輪廓和斜度以及 它們在板坯長度上的均勻性。在長度上輪廓輪廓或斜度的突然變化造成問題在不利的情況下可能造成一種所謂的"上行"，伴隨生產中止(澆 鑄中斷)。板坯幾何形狀就是澆鑄過程中一個直接的確定質量的結果。 按照技術背景只可能在推進器滾對的範圍裡通過推進器輥輪之間的軋 制過程來達到 一 定的厚度減d 、。CSP-鑄造機按照技術背景配備有一種"液態芯縮減"(LCD)並可 能通過調節位置的液壓油缸改變金屬帶的或者說薄板坯的斜度。薄板坯的輪廓輪廓取決於分級的剛度和液槽尖端的位置。液槽尖端的連鑄機裡 所處位置越深，那麼鐵磁靜壓就越大，並因此在假定分段剛度不變的情 況下這分段的彎曲和所形成的薄板坯輪廓輪廓就越大。在實踐中這意味著澆鑄速度的變化改變了液槽尖端的位置並因此也造成了板坯輪廓輪廓的變化。除此之外板坯輪廓可能由於分段輥輪的磨損而受到不利影 響。這種效果或這種變化可能在本身緊接著的軋制過程中造成很大的困難。早先使用的CSP連鑄機反正至少不具有一種"液態芯縮減"。這意 味著在哪裡不管是薄板坯的輪廓輪廓還是斜度都不會受到影響。板坯 幾何形狀在這種情況下既取決於分段相互之間的對準，也取決於分l殳剛 度，而且最後也取決於液槽尖端的位置。因而在軋機裡可能出現的問題 在沒有"液態芯縮減"的連《壽坤幾中相應地更大。為了達到在軋機中軋制金屬帶的可再現的條件，因此以前在CSP過 程中並沒有幹預影響的方法，用這方法可以改善薄板坯的幾何形狀並使 之保持不變。因此本發明的任務是提出 一種方法和一種配屬的連鑄機，用這方法 或者說用這連鑄機可以克服所列的不足之處。也就是說應該確保在這 緊接著連鑄裝置的軋制過程中存在著最佳的條件用於達到高質量的金屬帶。通過本發明解決此任務的方案按照方法而言，其特徵在於，至少一 個夾送輥對使金屬帶發生塑性變形，而金屬帶的平均厚度並沒有重大的 變化。優選地這樣來進行，使得至少 一個夾送輥對至少很大程度上消除了 金屬帶在其寬度方向上，在一定條件下存在有的斜度。可以備選或者附 加地設計規定至少 一個夾送輥對產生了金屬帶的一種所希望的橫輪廓 輪廓。此外還力求通過在夾送輥對裡的成型變形僅僅或者至少很大程度 上橫交於金屬帶的輸送方向上實現材料流動。平均厚度沒有重大變化的成型變形有利地，在金屬帶的輸送方向上 看，在最後一個，在最後二個或在最後三個夾送輥對裡進行。此外這種 成型變形直接發生在金屬帶向水平方向上彎曲之前或之後。專門設計規 定了在夾送輥對裡平均厚度沒有重大變化的成型變形直接在一個在金 屬帶輸送方向上後續的軋機裡的成型變形之前進行。金屬帶的平均厚度沒有重大變化的上面所述的成型變形特別可以理解為金屬帶的平均厚度藉助於最後一個，最後二個或最後三個推進 器輥輪在連鑄設備的終端處達到小於5%,優選小於3%。所建議的用於連續鑄造薄金屬帶的連鑄設備具有一個結晶器，金屬 可以從這結晶器裡垂直向下移出，還具有用來使金屬帶從豎直方向彎轉 入水平方向的裝置，並具有若干夾送輥對用於使金屬帶實現支承、運輸 和/或塑性變形，按照本發明該通鑄設備特徵在於至少 一個夾送輥對， 它用於使金屬帶產生塑性變形，而其平均厚度並沒有重大變化，如上所 述。採用本發明建議可以對薄板坯的幾何形狀進行有目的調整，其尤其 是指輪廓和斜度。鑄造參數，尤其是鑄造速度的變化因而並不引起板坯輪廓的變化。 為此所使用的夾送輥對或在輸送方向上看最後的夾送輥對可以加強結 構，以便實現上面所述的塑性變形，而帶的厚度並沒有大的減小。因此達到了進入精軋機列的恆定條件，因此造成更穩定的軋制條 件，尤其是在臨界的，也就是薄的帶材時。尤其是可以改善薄板坯的輪廓以及斜度，而並不改變金屬帶的厚 度，也並不持久地改變金屬帶的靠近表面的組織構造。材料應該只是在 ，廣交方向上流動，而並不在縱向方向上流動。因此不需要和不希望有厚 度的減小，例如與W0 2004/065030 Al所公開的解決方案相比實現矩正 夾送裝置就可以比較省事。在所列的專利文件中進行了 一個縮減道次 (伴隨軋帶平均厚度的明顯縮小)，而在這裡按照本發明只進行一個平 整道次，這個道次使軋帶的平均厚度基本上不改變，然而金屬帶的輪廓 卻改變了 。對於緊接的薄帶軋制的條件因此被改善了 。附圖表示了本發明的一個實施例。所示為

圖1: 一個連鑄設備的側視原理圖，圖2: —個夾送輥對的在金屬帶的輸送方向上看的簡略視圖。 圖1表示一個連鑄設備2,在此設備中製造金屬帶1。為此將液態 金屬從上輸送給一個振蕩式的結晶器3。垂直向下從結晶器3裡出來的 金屬帶1在內部具有一個還是液態的芯部11,該芯部在輸送方向F上看 逐漸地硬化，直至金屬帶完全固化。完全固化點14表示於圖1中。在結晶器3之下使金屬帶1首先藉助於一個垂直的連鑄坯導向裝置12垂直向下導行，然後通過若干輥輪(其中只表示出了一部分)逐漸地 轉向到水平方向H,因此成一個鑄換13。雖然即使在完全硬化點14上在金屬帶1裡也還有^艮高的溫度，但 金屬帶還軟，從而可以用夾送輥對4, 5, 6, 7, 8, 9, 10對金屬帶進 行有控制的軋制。夾送輥對作為這樣的裝置在現有技術中十分熟悉並用 於使金屬帶1實現支承、輸送和軋制，直至金屬帶轉入水平方向H並被 輸送給一個未示出的軋機，該軋機在輸送方向F上接在最後的夾送輥對 IO之後。所建議的思路的核心在於接著這薄板坯的，也就是金屬帶1的鑄 造和硬化過程提供了 一種調整構件，用它可以對—反坯幾何形狀施加影 響。此項任務應該由連鑄機的最後的夾送輥對8, 9, 10來完成，這些 輥對位於連鑄機的輸送機端部上。這裡大多是指起到矩正夾送裝置作用 的夾送輥對，也就是它們使金屬帶矩正到一個平整的狀態。在矩正夾送 裝置中在連鑄機的(未示出的)剪切機之前在正常情況下保持著恆定的 和低的通過速度，而且在最後的夾送輥對裡調定的涉及輪廓和斜度的幾 何形狀一直到進入精軋機列之前都不再變化。設計規定了最後的夾送 輥對或最後的多個夾送輥對8, 9, 10,(在運輸方向F上看)，針對壓 力和力如此來設計，從而只還進行板坯的一種最小的厚度減小。這種最 小的厚度減小引起的相應的材料橫向流動(材料流動橫交於輸送方向 F),通過這種方法可以有目標地調整板坯輪廓和一反坯4+度。圖2說明了這種情況，在那裡用實線(誇大地表示並在運輸方向F 的視向上看)簡略表示出金屬帶1的橫輪廓。在運輸方向F上最後的夾 送輥對10的二個輥子10a和10b作用在金屬帶1的兩個表面上，這用 箭頭表示(為了清楚起見輥子10a, 10b與金屬帶l有間距地示出)。金屬帶1的厚度d在寬度上並不是恆定不變的，而是可以看到有金 屬帶的高的輪廓，它是不受人歡迎的並且對於在緊接著的精軋機列中的 軋制過程有不利的影響。因而如此來調整軋輥10a, 10b, 4吏得雖然金屬 帶1的平均厚度d沒有明顯的改變，但卻消除了過大的輪廓隆起，這用 虛線表示出來了。作為平均厚度可以理解為在金屬帶1寬度上的厚度d 的所有值的平均值。在CSP連鑄設備運行時已知了 一種在連鑄坯導向裝置段中理想地 調整設定的薄板坯輪廓在接著的彎曲-和/或矩正夾送裝置中可能不利地發生改變。最常見的原因在於推進器輥輪過大的磨損。由於在連鑄坯 時的高溫，因此小的推進器力就足以在那裡持久地改變板坯的幾何形狀。因此對於所建議的方案來說規定了這最後的定向夾送輥對10作為 優選的位置，其中也可以規定是最後二個或最後三個夾送輥對8, 9, 10。 在現有技術中然而已知了還要在矩正夾送裝置8， 9, 10之前就對板 坯幾何形狀施加影響。這造成了上面所述的缺點。早先已知的措施反正 規定通過板坯的變形來改善薄板壞的表面質量，其中並不是首先改善 尺寸精度。為了即使在輸入條件發生變化時，例如象板坯溫度不同時，也能調 整一種恆定不變的輪廓，可以使最後的夾送輥對IO(或者說又是最後三 個夾送輥對8， 9, 10)設置一種輥輪彎曲系統。 一種這樣的彎曲系統可 以取決於所要加的軋制力使推進器輥輪的彎曲保持不變。有目的地施加 影響的另 一種方案是設計一種液壓調整的反壓滾輪，此滾輪根據彎曲的 不同以不同的力壓向推進器輥輪的中間。因此保證了推進器輥輪的彎曲 保持不變。推進器輥輪也可以備選地或附加地獲得一種特殊的輪廓(CVC-輪 廓)，並且通過一個滑動系統同樣也可以使板坯的輪廓保持恆定不變並 且尤其是消除斜度。任何情況下有利的是這最後的夾送輥對10或最後二個或三個夾 送輥對8, 9, 10設有一種液壓調整裝置。因此可以容易地校正所存在 的斜度。在調整裝置進行位置調節時在具有較大厚度的一側由於壓下量 較大而產生一個較大的力。較大的壓下量在一定條件下可能引起在長度 上的某種板坯的月牙彎形狀。這裡應該估計到 一種這樣的月牙彎形狀 有多少可以或應該接著被校正。早先對於這個問題所作的試驗已經表整。關於可能的剩餘下的月^彎形狀必要時l加:乂檢驗;它們2在多大程度上？ I起軋機中出現問題。有利的是在成型變形時在矩正夾送裝置中實現一種儘可能大的材 料橫向流動(材料流動橫交於輸送方向F)。橫向流動越大，長度變化 就越小，而且因此接著的板坯的月牙形就越小。以推進器輥輪對的軋輥 較大的直徑並在板坯和輥輪之間較高的摩擦就可以有利地影響到這才黃 向流動。因為在所建議的矩正和成型單元裡，尤其是在最後的夾送輥對中出現較大的載荷，因此加大了輥輪的摩損。限制這種摩損的方法是只是 在關鍵的順序裡(薄帶軋制)時才對板坯施加影響。在所有並不關鍵的輥輪摩損問題的附帶改進可以通過使用在線-拋光器(類似於巻取 機-夾送輥)來實現。通過可以分別調整的分段(例如通過扭轉彈簧或 者螺旋彈簧或者通過氣動技術)可以對原來的輥輪輪廓不斷進行精磨。 按此方式在輥輪輪廓中就可以避免摩損稜邊。在對"軋制力"為1,000 kN時輥輪彎曲進行實例計算中得出每個 輥輪在輥輪中間的彎曲為564 pm。針對連鑄坯的帶邊稜在連鑄寬度為 1400 mm時在中部的彎曲大約達到270 pm。對於整個輥輪間隙來i兌因此 產生大約為540 pm的輪廓。附圖標記表1金屬帶2連鑄設備3結晶器4， 5夾送輥對6, 7夾送輥對8， 9, 10夾送輥對10a夾送輥對的輥子10b夾送輥對的輥子11液態芯部12垂直的連鑄坯導向裝置13鑄造拱14完全硬化點V垂直方向H水平方向d金屬帶厚度輸送方向
權利要求
1.在連鑄設備(2)裡連續鑄造薄金屬帶(1)的方法，在此方法中使金屬從結晶器(3)裡垂直向下移出，其中使金屬帶(1)從垂直方向(V)彎轉到水平方向(H)，而且其中金屬帶(1)藉助於若干夾送輥對(4，5，6，7，8，9，10)實現被支承和/或被輸送和/或塑性變形，其特徵在於，至少一個夾送輥對(8，9，10)使金屬帶(1)塑性變形，但金屬帶(1)的平均厚度(d)沒有重大的改變。
2. 按權利要求1所述的方法，其特徵在於，至少一個夾送輥對(8, 9, 10)至少在很大程度上消除了金屬帶(1)在其寬度方向上在一定條件下存在的斜度。
3. 按權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，至少一個夾送輥對(8, 9， 10)產生一種所希望的金屬帶(1)的橫斷面輪廓。
4. 按權利要求1至3中之一所述的方法，其特徵在於，通過在夾 送輥對(8, 9, 10)中的變形只是使金屬帶(1)發生橫交於輸送方向(F)的材料流動。
5. 按權利要求1至4中之一所述的方法，其特徵在於，在金屬帶 (1)輸送方向(F)上看，在最後的一個(10)，在最後二個(9, 10)或者最後三個夾送輥對(8, 9, 10)裡進行變形，但平均厚度(d)並 沒有大的改變。
6. 按權利要求4或5所述的方法，其特徵在於，直接在金屬帶(1 ) 彎轉至水平方向(H)之前或者之後進行變形，但平均厚度(d)並沒有 重大改變。
7. 按權利要求5或6所述的方法，其特徵在於，直接在在金屬帶 (1)的輸送方向(F)上後續的軋機裡進行的變形之前在夾送輥對(8,9, IO)裡進行變形，但平均厚度並無重大改變。分9. 用於連續鑄造薄金屬帶(1 )的連鑄設備(2 )，具有結晶器(3 ), 金屬可以從這結晶器裡垂直向下移出；還有用於使金屬帶(l)從垂直 方向(V)彎轉至水平方向(H)的裝置(4， 5, 6, 7, 8, 9, 10);還 有若干用來使金屬帶(1)實現被支承、被運輸和/或塑性變形的夾送輥29,對(4, 5, 6, 7, 8, 9， 10),所述連鑄設備尤其用於實施按權利要求 l至8中之一所述的方法，其特徵在於，至少一個夾送輥對(8, 9, 10), 它用於使金屬帶(1)產生塑性變形，但其平均厚度(d)並沒有重大改 變。
全文摘要
本發明涉及一種在連鑄設備(2)中連續鑄造薄金屬帶(1)的方法，在此方法中金屬從一個結晶體(3)中垂直向下移出，其中使金屬帶(1)從垂直方向(V)彎成在水平方向(H)上，而且其中藉助於一些夾送輥對(4，5，6，7，8，9，10)使金屬帶(1)實現支承和/或輸送和/或塑性變形。為了尤其是在鑄造溫度變化時避免質量下降，按照本發明規定了至少一個夾送輥對(8，9，10)使金屬帶(1)產生塑性變化，而金屬帶(1)的平均厚度(d)沒有大的變化。本發明還涉及一種連鑄設備，尤其用於實施此方法。
文檔編號B22D11/12GK101330996SQ200680047038
公開日2008年12月24日 申請日期2006年11月27日 優先權日2005年12月14日
發明者C·比爾根, H·貝耶-斯坦豪爾, W·赫寧 申請人:Sms迪馬格股份公司