專利名稱：生產(chǎn)矩形薄板坯的連續(xù)鑄錠設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)薄板坯的連續(xù)鑄錠設(shè)備和方法。
由先有技術(shù)例如DE3709188A1已知應(yīng)用扁平的浸入式水口。此外，液壓驅(qū)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(nèi)部質(zhì)量。
評價(jià)先有技術(shù)得出的結(jié)論是，為了生產(chǎn)薄鑄坯需要解決多方面的問題，以及，從整個(gè)連續(xù)鑄錠設(shè)備來看有影響的變量總數(shù)太多，以致于一般專家的知識遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而且對他們也不能苛求，應(yīng)當(dāng)從眾多可能或多或少有用的方案中找到一個(gè)方案，它能在盡可能少化費(fèi)的情況下帶來令人滿意的結(jié)果。
本發(fā)明的目的是，提出了種方法和一種連續(xù)鑄錠設(shè)備，它們可以這樣來達(dá)到薄鑄坯規(guī)定的厚度，即，在爐渣供應(yīng)和鑄坯厚度減小方面的最佳條件，在結(jié)晶器中和在導(dǎo)向裝置機(jī)架中在無錠軋制時(shí)已經(jīng)達(dá)到。
這一目的通過權(quán)利要求1和3的特征達(dá)到。從屬權(quán)利要求中包含了有利的顯然非平庸的從屬權(quán)利要求的改進(jìn)。達(dá)到此目的的方案與結(jié)晶器類型無關(guān)，例如立式結(jié)晶器、立式彎曲的結(jié)晶器或呈圓弧形結(jié)晶器。
附圖用實(shí)例表示下面作為舉例說明的本發(fā)明。
其中

圖1表示在結(jié)晶器中的澆注條件；圖2表面質(zhì)量和澆注生產(chǎn)率保持相同時(shí)，相對于厚200毫米×寬1000毫米的板坯，技術(shù)性費(fèi)用與板坯厚度的關(guān)系；圖3.1-3.3表面質(zhì)量和板坯厚度保持相同時(shí)，相對于厚200毫米×寬1000毫米的板坯，技術(shù)性費(fèi)用與澆注速度的關(guān)系；圖4相對于厚200毫米×寬100毫米的板坯，鋼在結(jié)晶器中的液壓特性與板坯厚度的關(guān)系；圖5連續(xù)鑄錠設(shè)備。
在按本發(fā)明擬就的范圍內(nèi)進(jìn)行的試驗(yàn)表明，鑄坯的表面質(zhì)量與爐渣導(dǎo)引關(guān)系密切。對此彎月形金屬液面，亦即爐渣高度(h爐渣)和在結(jié)晶器高比速時(shí)在熔池內(nèi)顯出的鑄坯外殼(h鑄坯外殼)的共同作用的責(zé)任重大(圖1)。
已經(jīng)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(hù)渣顆粒，主要以氧化物的形式)，必須滿足下列準(zhǔn)則h爐渣≥h鑄坯外殼(1)爐渣高度h爐渣主要與結(jié)晶器入口橫截面的厚度有關(guān)，而鑄坯外殼高度h鑄坯外殼則主要與振動式結(jié)晶器的提升高度有關(guān)。
若考慮到h爐渣的大小和它與結(jié)晶器入口橫截面厚度的關(guān)系，則有關(guān)系式 它也可稱為必然帶入系統(tǒng)中的技術(shù)難點(diǎn)，意外地得出下列結(jié)果在預(yù)定的澆注生產(chǎn)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，并將它代入關(guān)系式(2)，對于200毫米板坯等于1，而對于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(guān)系式(2)與鑄坯厚度的減小成反比，此關(guān)系遵循一條指數(shù)曲線。
若保持澆注厚度固定來觀察提高澆注速度時(shí)關(guān)系式的變化，則如圖3中針對一種75/100和125毫米結(jié)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。
由于金屬流入結(jié)晶器造成的紊流對于關(guān)系式(1)有大的影響，而且這種紊流往往繼續(xù)到熔池液面并會導(dǎo)致波動，在這種情況下，波峰會升出爐渣液面之上，從而會導(dǎo)致中斷潤滑。此外，這種紊流與產(chǎn)量以及在浸入式水口出口橫截面處結(jié)晶器的厚度與寬度有關(guān)。作為紊流的度量，由作為產(chǎn)量與厚度之商的液壓特性來定義，并可表示為下列表達(dá)式 相對于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(jié)晶器厚度具有明顯有利的液壓特性。
有關(guān)于紊流，下列關(guān)系式也有重要意義FSTFTA≤50---(4)]]>式中FTA＝浸入式水口出口橫截面積，F(xiàn)ST＝凝固板坯的鑄坯橫截面。
此外，在結(jié)晶器區(qū)域的電磁制動，明顯減小了模內(nèi)金屬液面區(qū)的紊流。
由以上所述和通過測量得出經(jīng)驗(yàn)證的關(guān)系為，在選擇在結(jié)晶器中的板坯厚度時(shí)例如從100毫米減小到50毫米，在遵守關(guān)系式(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(jié)晶器入口橫截面上施放足夠的保護(hù)，渣以潤滑已形成的非常巨大的鑄坯表面，并除此以外調(diào)整關(guān)系式(4)。反之，在結(jié)晶器內(nèi)并因而在橫內(nèi)金屬液面中的鑄坯厚度例如為75毫米時(shí)，就可以在無需特別加大費(fèi)用的情況下提高澆注速度。這導(dǎo)致得出意外的解決辦法，即，在薄板坯澆注區(qū)內(nèi)保持從結(jié)晶器到凝固端(液芯)板坯厚度為常數(shù)是沒有意義的，而在技術(shù)上非常簡單的是，輸入軋機(jī)的板坯厚度借助于一個(gè)無錠軋制工序來減小并達(dá)到，為此將多輥式機(jī)架(第0段)例如設(shè)計(jì)為夾鉗段，業(yè)已證明這樣做是有利的。
由圖5可見作為舉例的一種連續(xù)鑄錠設(shè)備，它包含有本發(fā)明的全部特征。
符號表1Q保護(hù)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(jié)晶界，固態(tài)/液態(tài)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(nèi)部尺寸例如220×15毫米18最佳保護(hù)渣19 75×800-1600毫米，在橫內(nèi)金屬液面(彎月形金屬液面)內(nèi)的板坯規(guī)格20 15×220毫米，流動橫截面-浸入式水口21液壓式結(jié)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(jié)晶器出口處的板坯規(guī)格24鉸鏈或液壓缸或類似物25第0段，例如設(shè)計(jì)為夾鉗26液壓缸或類似物27 50毫米，無錠軋制過程后的板坯厚度28具有液壓調(diào)節(jié)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(dǎo)向裝置末端處的板坯厚度。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)薄板坯的方法包括下列步驟-借助于浸入式水口在矩形結(jié)晶器中進(jìn)行澆注，-振動結(jié)晶器，-根據(jù)結(jié)晶器運(yùn)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(hù)渣-在多輥式機(jī)架(第0段)中直接在結(jié)晶器下方通過多個(gè)步驟減小鑄坯橫截面，以便在連續(xù)地減小鑄坯厚度的同時(shí)平行地在當(dāng)為液壓的鑄坯內(nèi)部形成強(qiáng)迫對流，這相應(yīng)于電磁攪拌作用，-在多輥式機(jī)架(第0段)的末端達(dá)到鑄坯的最終厚度，-在多輥式機(jī)架出口處達(dá)到最終厚度時(shí)在鑄坯內(nèi)部仍存在兩相區(qū)(結(jié)晶/熔體)的情況下進(jìn)行凝固，-遵守條件FSTFTA≤50]]>
2.按照權(quán)利要求1所述之方法，其特征為甚至在澆注過程中可以自由選擇結(jié)晶器運(yùn)動的頻率、提升高度和振動形式。
3.實(shí)施按照權(quán)利要求1和2所述方法之連續(xù)鑄錠設(shè)備包含以下構(gòu)件，-一個(gè)浸入式水口，-一個(gè)振動的矩形結(jié)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(gè)保護(hù)渣供入裝置，它根據(jù)振動高度、振動形式和振動頻率供應(yīng)保護(hù)渣，并遵照條件h爐渣≥h鑄坯外殼-一個(gè)多輥式機(jī)架，用于連續(xù)減小鑄坯厚度，鑄坯在多輥式機(jī)架出口在仍為液態(tài)的芯部時(shí)具有其最終厚度，-一個(gè)浸入式水口和一個(gè)凝固的橫截面，并設(shè)計(jì)為滿足條件FSTFTA≤50]]>
4.按照權(quán)利要求3所述之連續(xù)鑄錠設(shè)備，其特征為在多輥式機(jī)架中的輥安排成，通過減小鑄坯厚度，在仍為液態(tài)的鑄坯內(nèi)部獲得一種攪拌作用，并與此同時(shí)避免產(chǎn)生內(nèi)部裂紋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)薄板坯最好是鋼的薄板的方法和連續(xù)鑄錠設(shè)備，薄板坯有預(yù)定的例如為50毫米的凝固厚度，通過采用并通過最佳地連接下列構(gòu)件，如在鑄坯導(dǎo)引裝置區(qū)(第0段)內(nèi)的無錠軋制、液壓驅(qū)動的升降臺、保護(hù)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(yù)定凝固厚度或設(shè)備生產(chǎn)能力并因而最低軋制成本下，獲得最佳鑄件表面和內(nèi)部質(zhì)量。上述方法和連續(xù)鑄錠設(shè)備參數(shù)的特性上協(xié)調(diào)一致，導(dǎo)致與200毫米厚標(biāo)準(zhǔn)板坯相比的一種令人滿意的澆注爐渣供應(yīng)以及在模內(nèi)金屬液面中的熔池運(yùn)動。這些從液芯頂端至模內(nèi)金屬液面中的條件，對于鑄坯表面和內(nèi)部質(zhì)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(yōu)先權(quán)日1994年1月28日
發(fā)明者弗雷澤·P·普萊修斯尼格 申請人:曼內(nèi)斯曼股份公司