專利名稱：用于提高可調(diào)式錠模的寬側(cè)壁壽命的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于提高可調(diào)式錠模的寬側(cè)壁壽命的方法，該可調(diào)式錠模在用于連續(xù)澆鑄金屬鑄件的連鑄設(shè)備中且由寬側(cè)壁和窄側(cè)壁構(gòu)成。
背景技術(shù)：
在高溫金屬熔液以及錠模側(cè)壁沿著澆鑄方向增設(shè)的連鑄坯外殼的影響下，通過錠模與金屬鑄件的相關(guān)移動(dòng)能夠致使錠模內(nèi)壁出現(xiàn)磨損。這種材料磨損沿著錠模出口側(cè)邊的方向持續(xù)增加。
錠模內(nèi)壁通常由銅或銅合金建造，為了減小對(duì)其的磨損，長久以來已知的辦法是，給接觸金屬熔液以及接觸連鑄坯外殼的錠模側(cè)壁配備能夠減小磨損的保護(hù)層。例如從EP 924 010 A1中已知的是，給錠模側(cè)壁配備質(zhì)地為鉻的磨損保護(hù)層，錠模側(cè)壁由沉淀硬化處理過的銅合金組成，并使錠模側(cè)壁承受進(jìn)一步的硬化。為了增強(qiáng)在錠模出口側(cè)邊減小摩擦的效果，在US 4,688,320中建議，在格外易受磨損的區(qū)域中設(shè)置鎳層面，與其它區(qū)域相比，錠模的這些區(qū)域承受有更高的熱量。
連鑄設(shè)備配備有可調(diào)式錠模，可調(diào)式錠模用來澆鑄具有不同鑄件寬度的金屬鑄件，具有相同鑄件寬度的金屬鑄件借助連鑄設(shè)備進(jìn)行澆鑄時(shí)，在寬側(cè)壁和窄側(cè)壁的邊緣范圍內(nèi)沿著邊緣經(jīng)過的區(qū)域出現(xiàn)增強(qiáng)的磨損，磨損是通過鑄件邊緣在寬側(cè)壁處以及窄側(cè)壁處的摩擦而產(chǎn)生的。正如上面所述，在已知技術(shù)水平下，這一磨損的形成表明它沒有依靠減少磨損的措施。指向鑄件輸送方向的磨損標(biāo)記能夠達(dá)到3mm厚，并在尺寸變換(更大的澆鑄寬度)的時(shí)候?qū)е妈T件的質(zhì)量損失，也有可能會(huì)導(dǎo)致錠模徹底損壞。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述原因，本發(fā)明的任務(wù)是在現(xiàn)有技術(shù)條件下建議一種方法，借助該方法能夠使可調(diào)式錠模的使用壽命尤其是在以相同澆鑄寬度長期連續(xù)澆鑄時(shí)得以本質(zhì)上的延長。
這一任務(wù)按照發(fā)明通過下述辦法得以解決，即在可調(diào)式錠模窄側(cè)壁之間的中心處定義澆鑄中心軸線，這一澆鑄中心軸線能夠在澆鑄期間連續(xù)地或間斷地平行于自身移動(dòng)。
澆鑄中心軸線在錠模中被定義在距離窄側(cè)壁具有同等距離處，在傳統(tǒng)的連鑄設(shè)備中，這一澆鑄中心軸線沿著被澆鑄的金屬鑄件的鑄件中心延伸，鑄件中心從連鑄錠模延伸出來并通過鑄錠設(shè)備的連鑄坯導(dǎo)輥。澆鑄中心軸線相應(yīng)的位于設(shè)備縱平面中。從這時(shí)起，澆鑄中心軸線能夠從它在中心設(shè)備縱截面中的起始位置相關(guān)于自己平行地被移動(dòng)一個(gè)較小值，如此一來，從錠模中出來的金屬鑄件也會(huì)被移動(dòng)一個(gè)較小值并通過連鑄設(shè)備的連鑄坯導(dǎo)輥被偏心地輸送。
在實(shí)際的移位中，使窄側(cè)壁沿著相同的方向在可調(diào)式錠模的寬側(cè)壁之間同步移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)澆鑄中心軸線的移動(dòng)。為此可以應(yīng)用可調(diào)式錠模已有的調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置優(yōu)選為液壓式傳動(dòng)并且受到設(shè)備主控平面的控制。
按照第一個(gè)可能的發(fā)明實(shí)施例，澆鑄中心軸線在兩個(gè)已知的區(qū)域邊界之間連續(xù)地被移動(dòng)。在總的鑄造持續(xù)時(shí)間內(nèi)，通過將澆鑄中心軸線在區(qū)域邊界內(nèi)連續(xù)移動(dòng)，從而使得在窄側(cè)壁的邊緣掠過錠模寬側(cè)壁的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生均勻的磨損。該區(qū)域邊界被規(guī)定在用來調(diào)整調(diào)節(jié)工序的計(jì)算程序中。區(qū)域邊界的距離優(yōu)選為10mm和50mm之間。
澆鑄中心軸線在區(qū)域邊界之間的移動(dòng)以及隨之產(chǎn)生的窄側(cè)壁沿寬側(cè)壁的移動(dòng)遵循連續(xù)的曲線分布，該曲線分布化優(yōu)選為正弦曲線分布。當(dāng)然也可以選擇其它的曲線分布。
第二個(gè)可能的發(fā)明實(shí)施例是，為了將澆鑄中心軸線在窄側(cè)壁之間間隔性地移動(dòng)而規(guī)定多個(gè)用于對(duì)澆鑄中心軸線定位的工作點(diǎn)，當(dāng)寬側(cè)壁處的磨損值在某一工作點(diǎn)中達(dá)到一個(gè)確定的磨損值之后，澆鑄中心軸線被分配給一個(gè)新的工作點(diǎn)?！按_定的磨損值”在這里意為用于變換工作點(diǎn)的磨損臨界下限值。在中心的工作點(diǎn)符合于傳統(tǒng)可調(diào)式錠?；騻鹘y(tǒng)連鑄設(shè)備中澆鑄中心軸線的配置，在這一中心工作點(diǎn)的附近兩側(cè)的每一側(cè)至少還另外設(shè)有一個(gè)工作點(diǎn)，也就是說這些工作點(diǎn)被規(guī)定在用來調(diào)整調(diào)節(jié)工序的計(jì)算程序中，當(dāng)錠模在某個(gè)工作點(diǎn)中的磨損到達(dá)臨界下限值之后，其它的工作點(diǎn)被依次調(diào)節(jié)。從而使得局部出現(xiàn)的強(qiáng)磨損貫穿寬側(cè)壁的持續(xù)工作時(shí)間被分流到更廣的區(qū)域并以此從根本上提高寬側(cè)壁的使用壽命。臨界下限值在這里以下述標(biāo)準(zhǔn)被規(guī)定，即通過磨損標(biāo)記尚未在區(qū)域內(nèi)形成金屬鑄件的表面質(zhì)量損傷。相鄰工作點(diǎn)之間的距離按目的應(yīng)至少在5mm和50mm之間。
兩個(gè)工作點(diǎn)之間的移動(dòng)優(yōu)選地遵循連續(xù)的曲線分布，優(yōu)選為正弦曲線分布。當(dāng)然也可以選擇其它的曲線分布。
考慮特殊的局部鑄造條件，進(jìn)而能夠按照目的通過能夠確定磨損的影響變量來確定或者規(guī)定磨損值，例如通過澆鑄時(shí)間、澆鑄長度、裝料速度、澆鑄速度或類似影響變量，因?yàn)槿垡簻囟取㈣T件厚度以及其它因素會(huì)給錠模出口區(qū)域內(nèi)鑄件邊緣的構(gòu)造帶來重大的影響并隨之影響磨損的強(qiáng)度，尤其是溫度。
按照目的應(yīng)該讓金屬熔液從中間注入可調(diào)式錠模，從而使得熔液分布以及流動(dòng)比例在錠模中盡可能地保持對(duì)稱并使得冷卻條件保持均勻。澆鑄中心軸線的移動(dòng)會(huì)引起少許不對(duì)稱的熔液輸送，它基本不會(huì)影響到流動(dòng)比例。為了避免這樣的影響可以把熔液的輸送從設(shè)置在可調(diào)式錠模上方的中間容器對(duì)準(zhǔn)至澆鑄中心軸線的位置。熔液輸送的對(duì)準(zhǔn)優(yōu)選地通過中間容器與澆鑄中心軸線同步的側(cè)向移動(dòng)而實(shí)施。該校準(zhǔn)能夠借助標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)在連續(xù)鑄錠設(shè)備上的裝置得以實(shí)施。
在澆鑄中斷之后必須將澆鑄工序按照已知的方法利用引錠桿重新起動(dòng)。只要澆鑄中心軸線未被調(diào)節(jié)到中間的工作點(diǎn)處，就有必要在重新開始鑄件澆鑄的時(shí)候，將引錠桿的引錠桿頭調(diào)節(jié)到澆鑄中心軸線的當(dāng)前位置。
具有優(yōu)點(diǎn)的，澆鑄中心軸線位置的變換被連鑄設(shè)備的過程控制系統(tǒng)自動(dòng)引導(dǎo)。歸入過程控制系統(tǒng)的過程控制計(jì)算機(jī)能夠捕獲影響因素的所有重要數(shù)據(jù)，它們引起具有不同強(qiáng)度的磨損，借助與其協(xié)調(diào)的數(shù)學(xué)模型能夠提供最優(yōu)的時(shí)間點(diǎn)，時(shí)間點(diǎn)用于查詢澆鑄中心軸線的位移以及可調(diào)式錠模窄側(cè)壁調(diào)節(jié)裝置對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。
與其類似的是，控制信號(hào)能夠借助連鑄設(shè)備的控制板人為地輸入到過程控制系統(tǒng)中，并由此產(chǎn)生一個(gè)用于澆鑄中心軸線位移的控制信號(hào)。
本發(fā)明優(yōu)選的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殇撹T件澆鑄。


上述發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與特征表現(xiàn)在下述未限制的實(shí)施例描述中，它們涉及到下述的任意視圖圖1從上面以及沿著截面線A-A的縱截面中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的可調(diào)式錠模，圖2按照發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，可調(diào)式錠模的寬側(cè)壁以及澆鑄中心軸線在兩個(gè)區(qū)域邊界之間持續(xù)移動(dòng)時(shí)的摩擦面，圖3按照發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，可調(diào)式錠模的寬側(cè)壁以及三個(gè)按照發(fā)明的澆鑄中心軸線工作點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
在圖1的展示中，可調(diào)式錠模1在連鑄設(shè)備中示有寬側(cè)壁2，3以及被夾在寬側(cè)壁之間的窄側(cè)壁4，5。每個(gè)窄側(cè)壁被分配有兩個(gè)彼此相疊設(shè)置的調(diào)節(jié)裝置6，7和8，9，依靠它們能夠按照生產(chǎn)程序調(diào)節(jié)窄側(cè)壁，使其達(dá)到預(yù)先給定的澆鑄寬度B以及與澆鑄寬度相關(guān)的澆鑄錐形坡度。調(diào)節(jié)裝置含有優(yōu)選可調(diào)節(jié)的傳動(dòng)液氣缸，它被設(shè)備主控平面10上的過程控制計(jì)算機(jī)控制。兩個(gè)窄側(cè)壁4，5是關(guān)于澆鑄中心軸線11對(duì)稱設(shè)置的。在僅設(shè)有一根用于輸送熔液的下潛澆鑄管12的時(shí)候，熔液的輸送與澆鑄中心軸線11排成一列。澆鑄中心軸線11在可調(diào)式錠模1的下面沿著澆鑄方向持續(xù)延伸并通過未被進(jìn)一步示出的連鑄設(shè)備的連鑄坯導(dǎo)輥。
圖2展示的是寬側(cè)壁2，其具有應(yīng)用本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例以恒定澆鑄寬度進(jìn)行長時(shí)間澆鑄時(shí)在窄側(cè)表面上顯現(xiàn)出的寬楔形磨損標(biāo)記14。在可調(diào)式錠模上設(shè)有兩個(gè)虛擬的區(qū)域邊界G1，G2，它們被規(guī)定在一個(gè)數(shù)學(xué)模型中并能被過程控制計(jì)算機(jī)隨時(shí)調(diào)用。這些區(qū)域邊界屬于與位于中間的澆鑄中心軸線110間距相等的澆鑄中心軸線111與112，這里未被示出的窄側(cè)壁的位置定向于該澆鑄中心軸線。由于要把金屬鑄件從可調(diào)式錠模中取出，金屬鑄件在伴隨錠模的連鑄坯導(dǎo)輥的定位中的最大偏移由位置相關(guān)的澆鑄寬度B1與B2規(guī)定。被澆鑄的鑄件借助窄側(cè)位置從錠模中取出，窄側(cè)位置遵循具有較大波長的正弦曲線17、并且與錠模中連續(xù)的窄側(cè)移動(dòng)相對(duì)應(yīng)。澆鑄中心軸線在區(qū)域邊界之間的可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)往返移動(dòng)，從而使得在寬側(cè)壁處產(chǎn)生相對(duì)較少的、廣泛均勻的磨損，以此使寬側(cè)壁的使用壽命在本質(zhì)上得以提高。
圖3展示的是寬側(cè)壁2，其具有應(yīng)用本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例以恒定澆鑄寬度進(jìn)行長時(shí)間澆鑄時(shí)在窄側(cè)表面上顯現(xiàn)出的楔形磨損標(biāo)記。在可調(diào)式錠模上設(shè)有三個(gè)虛擬的工作點(diǎn)P0，P1，P2，它們被規(guī)定在一個(gè)數(shù)學(xué)模型中并能被過程控制計(jì)算機(jī)隨時(shí)調(diào)用。這些工作點(diǎn)屬于澆鑄中心軸線110，111，112，這里未被示出的窄側(cè)壁的位置定向于該澆鑄中心軸線。由于要把金屬鑄件從可調(diào)式錠模中取出，金屬鑄件在其跟隨錠模的連鑄坯導(dǎo)輥的定位中由位置相關(guān)的澆鑄寬度B0、B1與B2規(guī)定。借助對(duì)應(yīng)于連鑄設(shè)備中心標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置的工作點(diǎn)P0能夠分配澆鑄中心軸線110，被澆鑄的金屬鑄件在中心對(duì)應(yīng)于位置B0進(jìn)入到通過點(diǎn)劃線所表示的連鑄坯導(dǎo)輥13中。在這種情況下，磨損標(biāo)記14從邊14a沿著澆鑄中心軸線110的方向延伸。邊14a在本質(zhì)上是沿著可調(diào)式錠模窄側(cè)壁與寬側(cè)壁的接觸線、通過寬側(cè)壁上產(chǎn)生的澆鑄件邊緣區(qū)域的摩擦作用而形成的。依此類推，磨損標(biāo)記15在工作點(diǎn)P1中形成，磨損標(biāo)記16在工作點(diǎn)P2中形成?？偟膩碚f，在寬側(cè)壁處的總磨損能夠通過澆鑄中心軸線11在工作點(diǎn)P0，P1，P2之間的移動(dòng)而得以平衡并減小，從而使得寬側(cè)壁的使用壽命在本質(zhì)上得以提高。
權(quán)利要求
1.用于提高可調(diào)式錠模的寬側(cè)壁(2，3)壽命的方法，該可調(diào)式錠模在用于連續(xù)澆鑄金屬鑄件的連鑄設(shè)備中且由寬側(cè)壁(2，3)和窄側(cè)壁(4，5)構(gòu)成，其特征在于，在窄側(cè)壁之間的中心定義澆鑄中心軸線(11，110，111，112)，并且讓這一澆鑄中心軸線在澆鑄期間連續(xù)地或間斷地平行于自身移動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，澆鑄中心軸線的移動(dòng)通過寬側(cè)壁之間的窄側(cè)壁同步移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，澆鑄中心軸線的連續(xù)移動(dòng)在兩個(gè)區(qū)域邊界(G1，G2)之間進(jìn)行。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其中，區(qū)域邊界之間的移動(dòng)遵循連續(xù)的曲線分布，優(yōu)選為正弦曲線分布。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，為了澆鑄中心軸線在窄側(cè)壁之間的間斷移動(dòng)，規(guī)定了多個(gè)用于澆鑄中心軸線定位的工作點(diǎn)(P0，P1，P2)，并且當(dāng)在一個(gè)工作點(diǎn)在寬側(cè)壁上達(dá)到一個(gè)確定的磨損值之后，澆鑄中心軸線被分配給一個(gè)新的工作點(diǎn)。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其中，兩個(gè)工作點(diǎn)之間的移動(dòng)遵循連續(xù)的曲線分布，優(yōu)選為正弦曲線分布。
7.按照權(quán)利5或6所述的方法，其中，確定的磨損值通過能夠確定磨損的影響變量來確定，例如澆鑄時(shí)間、澆鑄長度、裝料速度、澆鑄速度或類似影響變量。
8.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，熔液的輸送從設(shè)置在可調(diào)式錠模上方的中間容器對(duì)準(zhǔn)至澆鑄中心軸線的位置。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其中，熔液輸送的對(duì)準(zhǔn)通過中間容器的與澆鑄中心軸線同步執(zhí)行的側(cè)向移動(dòng)而進(jìn)行。
10.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，引錠桿的引錠桿頭在重新開始鑄件澆鑄的時(shí)候被調(diào)節(jié)到澆鑄中心軸線的當(dāng)前位置。
11.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，澆鑄中心軸線的位置變換被過程控制系統(tǒng)(10)的過程控制計(jì)算機(jī)自動(dòng)引導(dǎo)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于提高可調(diào)式錠模的寬側(cè)壁壽命的方法，該可調(diào)式錠模在用于連續(xù)澆鑄金屬鑄件的連鑄設(shè)備中且由寬側(cè)壁和窄側(cè)壁構(gòu)成。為了使可調(diào)式錠模的使用壽命在以相同澆鑄寬度長期連續(xù)澆鑄時(shí)得以本質(zhì)上的延長，建議在窄側(cè)壁之間的中心定義澆鑄中心軸線(11，1文檔編號(hào)B22D11/05GK101039765SQ200580035103
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者赫伯特·霍勒, 約翰·波普爾, 單國新 申請(qǐng)人:西門子Vai金屬技術(shù)兩合公司