專利名稱：具有圓形或多邊形的橫截面的連鑄結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在連鑄機中用于將金屬熔融物澆鑄成具有圓形或多邊形橫截面的連鑄坯的結(jié)晶器。具體地，本發(fā)明涉及在連鑄機中用于將金屬熔融物澆鑄成具有圓形或多邊形橫截面的連鑄坯的結(jié)晶器，
-具有貫穿的型腔；
-其中型腔沿著連鑄坯的拉出方向由用于將熔融物澆鑄到結(jié)晶器中的澆入開ロ以及用于將至少部分凝固的連鑄坯從結(jié)晶器中拉出的拉出開ロ限定；
-其中該型腔橫向于連鑄坯的拉出方向由結(jié)晶器的內(nèi)壁限定；并且-其中該型腔具有卸載區(qū)域，該卸載區(qū)域帶有配屬的卸載澆鑄錐，其中卸載區(qū)域在結(jié)晶器的內(nèi)壁中具有多個凹處用于卸載連鑄坯。
背景技術(shù)：
用于將金屬熔融物澆鑄成具有基本上多邊形的橫截面的連鑄坯、也就是所謂的連鑄的結(jié)晶器從EP O 958 871 Al中得到公開，其中該結(jié)晶器具有-沿著連鑄拉出方向-貫穿的型腔，該型腔橫向于連鑄坯的拉出方向由至少ー個錐形的內(nèi)壁限定。為了匹配凝固的連鑄坯的收縮，所述結(jié)晶器具有三個分別具有不同的澆鑄錐的區(qū)域。人們將澆鑄錐理解為結(jié)晶器的內(nèi)壁的沿著連鑄坯拉出方向的錐形的輪廓，其錐度(圓錐度)基本上由凝固的連鑄坯的收縮確定。因為連鑄坯在凝固時收縮，所以型腔在澆注液位的區(qū)域內(nèi)比在-沿著拉出方向-處在后面的區(qū)域更寬。然而因為連鑄坯的收縮在連鑄時不是恒定的并且尤其取決于熔融物的化學成分也就是合金、連鑄的運行參數(shù)例如連鑄坯的拉出速度以及冷卻，所以不能將澆鑄錐完全地匹配連鑄坯的收縮。如果澆鑄錐太小，也就是澆鑄錐的收窄程度小于連鑄坯收縮，那么在連鑄坯殼與結(jié)晶器的內(nèi)壁之間會出現(xiàn)接觸損失，這會引起不均勻的并且通常較弱的連鑄坯殼形成；如果澆鑄錐太大，也就是澆鑄錐的收窄程度大于連鑄坯收縮，那么這雖然會引起足夠的并且通常也是均勻的連鑄坯殼生成，但是卻會引起不必要高的接觸壓カ并且由此引起摩擦力。在這種情況下連鑄坯在一定程度上夾在結(jié)晶器中，從而在極端情況下甚至會引起連鑄坯的裂紋或者斷裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是實現(xiàn)ー種在連鑄機中用于將金屬熔融物澆鑄成具有圓形或多邊形橫截面的連鑄坯的結(jié)晶器，用該結(jié)晶器一方面可以預先給出型腔的足夠大的澆鑄錐，從而也沿著澆鑄橫截面或者說型腔的整個圓周確保連鑄坯殼的足夠以及均勻的生長，并且另一方面即使在熔融物的化學成分不同以及運行條件不同時也可靠地防止連鑄坯在結(jié)晶器中不必要高的接觸壓カ以及摩擦力，尤其防止連鑄坯夾住。該任務通過開頭所述類型的結(jié)晶器得到解決，其中凹處或者由具有凹處的區(qū)域與沒有凹處的區(qū)域構(gòu)成的重復序列沿著拉出方向在卸載區(qū)域的縱向延展尺度上延伸，其中凹處或者重復序列具有螺旋線形狀。通過所述凹處或者說重復序列，在結(jié)晶器的卸載區(qū)域中實現(xiàn)了用于連鑄坯尤其形成的連鑄坯殼的“自由度”，其中凹處相應地實現(xiàn)了連鑄坯與結(jié)晶器的內(nèi)壁沒有接觸或者只有很小接觸的區(qū)域。由此確保了結(jié)晶器內(nèi)壁的足夠大的澆鑄錐不會引起連鑄坯在結(jié)晶器中不必要高的接觸壓カ以及摩擦力，從而尤其可靠地防止連鑄坯夾在結(jié)晶器中。一個或者說多個單個的在卸載區(qū)域的縱向延展尺度上延伸的凹處能夠簡單地并且成本低廉地例如借助于銑削進行制造。通過所述重復序列確保了，以規(guī)則的順序卸載或者說再次更強地接觸所述連鑄坯，這對連鑄坯的質(zhì)量產(chǎn)生了積極的作用。螺旋線形式的凹處或者重復序列是有利的，因為改變了圓周上的接觸特性并且由此不總是卸載或者說更強地接觸圓周上相同的區(qū)域。作為替代方案，所述凹處或者重復序列當然也可以具有線形。本發(fā)明的有利的作用
在ー種有利的實施方式中，所述凹處在內(nèi)壁中的深度連續(xù)并且單調(diào)地在螺旋線的卷繞 的長度上反向于拉出方向減小。由此，反向于連鑄坯的拉出方向連續(xù)地降低凹處的深度。在ー種有利的實施方式中，內(nèi)壁中的凹處的寬度連續(xù)并且單調(diào)地在螺旋線的卷繞的長度上反向于拉出方向減小。由此，反向于連鑄坯的拉出方向連續(xù)地降低凹處的寬度。借助于兩個后面所述的實施方式通過結(jié)晶器的內(nèi)壁連續(xù)并且單調(diào)地降低連鑄坯沿其拉出方向的支撐，也就是說所述連鑄坯沿著拉出方向開始時(連鑄坯殼的厚度較小)較強地得到支撐并且隨后(連鑄坯殼的厚度較大)較弱地得到支撐。在一種簡單的實施方式中，所述凹處要么構(gòu)造成槽，要么構(gòu)造成圓切(Ausrundung),因為這兩種結(jié)構(gòu)能夠簡單并且成本低廉地制成。在ー種有利的實施方式中，所述卸載區(qū)域具有一定數(shù)目η個凹處，其中兩個相鄰的凹處圍繞型腔的中軸線分別具有360/η°的角度錯位。由此能夠?qū)⑦B鑄坯均勻地支撐在型腔或者說連鑄坯橫截面的圓周上。在另ー實施方式中所述螺旋線的升程為η .Ln，其中Ln表示卸載區(qū)域沿著連鑄坯拉出方向的尺寸。由此實現(xiàn)了在卸載區(qū)域的縱向延展尺度上以90°向上卷繞的螺旋線。在一種實施方式中，在卸載區(qū)域的前面設(shè)有帶有入口澆鑄錐的入ロ區(qū)域，其中該入ロ區(qū)域從澆入開ロ延伸到卸載區(qū)域。在一種實施方式中，在卸載區(qū)域的后面設(shè)有帶有出口澆鑄錐的出口區(qū)域，其中該出ロ區(qū)域從卸載區(qū)域延伸到澆出開ロ。在另一有利的實施方式中，由入口澆鑄錐、卸載澆鑄錐和出口澆鑄錐組成的組中的ー個或者多個具有拋物線狀的錐度。所述內(nèi)壁在入口區(qū)域、卸載區(qū)域、出口區(qū)域內(nèi)或者優(yōu)選在所有帶有拋物線狀的澆鑄錐的區(qū)域、或者次優(yōu)選在所有帶有線性的澆鑄錐的區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造允許很好地匹配連鑄坯的收縮特性。在ー種有利的實施方式中，從ー個澆鑄錐到后面的澆鑄錐的過渡構(gòu)造成連續(xù)的，優(yōu)選可多次連續(xù)微分的。由此降低了或者說避免了從ー個區(qū)域到處在后面的區(qū)域的過渡中連鑄坯中的應力。在一種實施方式中，所述型腔具有凸起的曲率。由此確保了型腔在處在前面的區(qū)域中比在-沿拉出方向-處在后面的區(qū)域中更寬。
特別有利的是，在連鑄設(shè)備中使用按本發(fā)明的結(jié)晶器用于制造由鋼制成具有圓形或者多邊形橫截面的金屬連鑄坯。


本發(fā)明的其它優(yōu)點以及特征從不限制于下面描述的實施例中獲得，其中參照附圖，附圖不出
圖I是用于連鑄具有圓形橫截面的連鑄坯的結(jié)晶器的透視圖，
圖2是按圖I的結(jié)晶器的正視圖的剖開的視圖，
圖3到5是按圖I的結(jié)晶器以剖切面I -1(圖3)、11-11(圖4)、111 -ΠΙ (圖5)剖開的視圖，
圖6是用于連鑄具有圓形橫截面的連鑄坯的結(jié)晶器的透視圖，
圖7是按圖6的結(jié)晶器的正視圖的剖開的視圖。
具體實施例方式在圖I中示出了在連鑄機中用于連鑄具有圓形橫截面(直徑300_)的鋼連鑄坯的結(jié)晶器I。在此，鋼水通過澆入開ロ 3注入結(jié)晶器I的型腔中，其中鋼水在型腔中冷卻并且在此形成鋼連鑄坯的固體的売。至少部分凝固的連鑄坯通過結(jié)晶器中的拉出開ロ 4拉出并且導入沒有示出的連鑄坯支撐裝置中、支撐在其中并且進一步進行冷卻。在圖2中詳細地示出了按圖I的結(jié)晶器。為了提高視圖的清晰度，放大地也就是以另ー比例示出了凹處10。所述結(jié)晶器尤其具有沿連鑄坯的拉出方向貫穿的型腔2，該型腔沿著拉出方向由澆入開ロ 3和拉出開ロ 4限定并且橫向于拉出方向由內(nèi)壁5限定。該內(nèi) 壁5具有在結(jié)晶器I的入ロ區(qū)域6以及直接處在入ロ區(qū)域6后面的卸載區(qū)域8上延伸的拋物線狀的錐度，其中結(jié)晶器在澆入開ロ 3處具有20_的壁厚，在從入口區(qū)域6到卸載區(qū)域8的過渡中具有22_的壁厚并且在拉出開ロ 4處具有24_的壁厚。所述卸載區(qū)域8在內(nèi)壁5中具有四個分別構(gòu)造成圓切的凹處10，該凹處以螺旋線形狀在卸載區(qū)域8的縱向延展尺度上延伸，也就是從卸載區(qū)域8的開始處延伸到拉出開ロ 4。所述凹處10的深度以及寬度連續(xù)地并且單調(diào)地在螺旋線的卷繞的長度上反向于拉出方向降低，其中所述凹處在拉出開ロ 4處具有Imm的深度。在圖3到5中詳細地示出了內(nèi)壁5中凹處10的深度以及寬度的降低，其中在這些附圖中也放大地示出了所述凹處。為了在卸載區(qū)域8內(nèi)使連鑄坯的殼盡可能均勻地在型腔2的圓周上得到支撐，但是仍然顯著降低連鑄坯的拉出力，兩個相鄰的凹處10分別相對于型腔2或者說連鑄坯的中軸線具有90°的錯位。在圖6和7中以另ー實施方式示出了按圖I的結(jié)晶器，其中結(jié)晶器I的內(nèi)壁5中用于卸載連鑄坯的凹處通過由具有凹處10的區(qū)域與沒有凹處的區(qū)域形成的重復序列以螺旋線的形式構(gòu)成。從入口區(qū)域的入口澆鑄錐7到卸載區(qū)域的卸載澆鑄錐9的過渡是“光滑的”，也就是可多次微分的，其中兩個澆鑄錐具有拋物線狀的錐度。按本發(fā)明構(gòu)造的結(jié)晶器具有以下作用，即結(jié)晶器內(nèi)壁的足夠大的澆鑄錐不會引起結(jié)晶器內(nèi)連鑄坯的不必要高的接觸壓カ以及摩擦力，從而尤其可靠地防止連鑄坯夾在結(jié)晶器中。
附圖標記列表
1結(jié)晶器
2型腔
3澆入開ロ
4拉出開ロ
5內(nèi)壁
6入口區(qū)域、7入口澆鑄錐
8卸載區(qū)域
9卸載澆鑄錐
10凹處。
權(quán)利要求
1.在連鑄機中用于將金屬熔融物澆鑄成具有圓形或多邊形橫截面的連鑄坯的結(jié)晶器(I), -具有貫穿的型腔(2)； -其中該型腔(2)沿著連鑄坯的拉出方向由用于將熔融物澆鑄到結(jié)晶器中的澆入開ロ(3)以及由用于將至少部分凝固的連鑄坯從結(jié)晶器(I)中拉出的拉出開ロ(4)限定； -其中該型腔(2)橫向于連鑄坯的拉出方向由結(jié)晶器(I)的內(nèi)壁(5)限定；并且 -其中該型腔(2)具有卸載區(qū)域(8)，該卸載區(qū)域帶有配屬的卸載澆鑄錐(9)，其中卸載區(qū)域(8)在結(jié)晶器(I)的內(nèi)壁(5)中具有多個凹處(10)用于卸載連鑄坯； 其特征在于，所述凹處(10)或者由具有凹處的區(qū)域與沒有凹處的區(qū)域構(gòu)成的重復序列沿著拉出方向在卸載區(qū)域(8)的縱向延展尺度上延伸， 其特征在于，所述凹處(10)或者重復序列具有螺旋線形狀。
2.按權(quán)利要求I所述的結(jié)晶器，其特征在于，所述凹處(10)在內(nèi)壁(5)中的深度連續(xù)并且單調(diào)地在螺旋線的卷繞的長度上反向于連鑄坯的拉出方向減小。
3.按權(quán)利要求2所述的結(jié)晶器，其特征在于，所述凹處(10)在內(nèi)壁(5)中的寬度連續(xù)并且單調(diào)地在螺旋線的卷繞的長度上反向于連鑄坯的拉出方向減小。
4.按權(quán)利要求I到3中任一項所述的結(jié)晶器，其特征在于，所述凹處(10)要么構(gòu)造成槽，要么構(gòu)造成圓切。
5.按權(quán)利要求I到4中任一項所述的結(jié)晶器，其特征在于，所述卸載區(qū)域(8)具有一定數(shù)目η個凹處(10)，其中兩個相鄰的凹處圍繞型腔(2)的中軸線分別具有360/n°的角度錯位。
6.按權(quán)利要求I所述的結(jié)晶器，其特征在于，所述螺旋線的升程為η.Ln，其中Ln表示卸載區(qū)域(8)沿著拉出方向的尺寸。
7.按權(quán)利要求I到6中任一項所述的結(jié)晶器，其特征在于，在卸載區(qū)域(8)的前面設(shè)有帶有入口澆鑄錐(7)的入口區(qū)域(6)，其中該入口區(qū)域(6)從澆入開ロ(3)延伸到卸載區(qū)域(8)。
8.按權(quán)利要求I到7中任一項所述的結(jié)晶器，其特征在于，在卸載區(qū)域(8)的后面設(shè)有帶有出口澆鑄錐的出口區(qū)域，其中該出口區(qū)域從卸載區(qū)域(8)延伸到澆出開ロ(4)。
9.按權(quán)利要求I到8中任一項所述的結(jié)晶器，其特征在干，由入口澆鑄錐(7)、卸載澆鑄錐(9)和出口澆鑄錐組成的組中的一個或者多個成員具有拋物線狀的錐度。
10.按權(quán)利要求8或9所述的結(jié)晶器，其特征在干，從ー個澆鑄錐到后面的澆鑄錐的過渡構(gòu)造成連續(xù)的，優(yōu)選可多次連續(xù)微分的。
11.按權(quán)利要求I到10中任一項所述的結(jié)晶器，其特征在于，所述型腔(2)具有凸起的曲率。
12.按權(quán)利要求I到11中任一項所述的結(jié)晶器在連鑄設(shè)備中的用途，用于由鋼制成具有圓形或者多邊形橫截面的金屬連鑄坯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在連鑄機中用于將金屬熔融物澆鑄成具有圓形或多邊形橫截面的連鑄坯的結(jié)晶器(1)。本發(fā)明的任務是實現(xiàn)一種結(jié)晶器，用該結(jié)晶器一方面可以預先給出型腔的足夠大的澆鑄錐，從而也沿著澆鑄橫截面或者說型腔的整個圓周確保連鑄坯殼的足夠以及均勻的生長，并且另一方面可靠地防止連鑄坯在結(jié)晶器中不必要高的接觸壓力以及摩擦力，尤其防止連鑄坯夾住。該任務通過一種結(jié)晶器(1)得到解決，在該結(jié)晶器中凹處(10)或者由具有凹處的區(qū)域與沒有凹處的區(qū)域構(gòu)成的重復序列沿著拉出方向在卸載區(qū)域(8)的縱向延展尺度上延伸，其中凹處(10)或者重復序列具有螺旋線形狀。
文檔編號B22D11/04GK102686338SQ201080043464
公開日2012年9月19日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者F.維默爾, H.特內(nèi), J.佩普爾, 單國新 申請人:西門子 Vai 金屬科技有限責任公司