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封闭金属带材双辊连铸机铸腔的侧壁和配有该侧壁的连铸机

阅读：1070发布：2020-07-31

IPRDB可以提供封闭金属带材双辊连铸机铸腔的侧壁和配有该侧壁的连铸机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的主题是一种用于封闭金属带材连铸机的铸腔的侧壁,所述连铸机包括两个具有水平辊轴的内冷却对转辊,其圆柱形侧表面构成了辊缝处的宽度决定了带材厚度的铸腔,侧壁具有一个将在铸造过程中摩擦辊端面并面向铸腔的活动件,活动件的尺寸使得当侧壁被装在连铸机上时,侧壁下边缘将在辊缝上方离辊缝有一段至少等于1毫米的间距。本发明的另一个主题是一种金属带材连铸机,它包括两个具有水平辊轴的内冷却对转辊和两块封闭连铸机铸腔的侧壁,所述辊的圆柱形侧表面构成了辊缝处的宽度决定了带材厚度的铸腔,其中该侧壁是上述那种类型的侧壁。，下面是封闭金属带材双辊连铸机铸腔的侧壁和配有该侧壁的连铸机专利的具体信息内容。

权利要求

1．一种用于封闭金属带材连铸设备的铸腔(6)的侧壁(11)，所述连铸设备包括两个具有水平辊轴的内冷却对转辊(5,5’)，所述辊的圆柱形侧表面构成了所述铸腔(6)的边界，辊缝(7)处铸腔的宽度决定了带材厚度，该侧壁(11)具有一个将在铸造过程中摩擦辊(5,5’)的端面(4)并将面向所述铸腔 (6)的活动件(3)，其特征在于，该活动件(3)的尺寸是这样的，当侧壁(11) 被装在铸造设备上时，侧壁下边缘(12)将在辊缝(7)上方离该辊缝有一段至少等于1毫米的间距(d)。

2．如权利要求1所述的侧壁，其特征在于，下边缘(12)具有一个面向铸腔(6)的倒圆部分(13)。

3．如权利要求1或2所述的侧壁，其特征在于，下边缘(12)具有一个面向铸腔(6)的倒角。

4．如权利要求1-3之一所述的侧壁，其特征在于，活动件(3)安装在一块支承板(2)上，支承板(2)具有至少一条穿过该支承板且通入位于支承板 (2)、辊(5,5’)的端面(4)和辊缝(7)之间的空间(15)的沟槽(14)，该沟槽(14) 可以与冷却液喷射装置相连。

5．一种金属带材的连铸设备，这类连铸设备包括两个具有水平辊轴的内冷却对转辊(5,5’)和两块用于封闭其铸腔的侧壁(11)，所述辊的圆柱形侧表面构成了所述铸腔(6)的边界，辊缝(7)处铸腔的宽度决定了带材的厚度，其特征在于，该侧壁是如权利要求1-4所述那种类型的侧壁。

6．如权利要求5所述的连铸设备，其特征在于，它包括用于将冷却液喷射到在辊缝(7)上方的带材区域的装置。

说明书全文

本发明涉及直接由金属液制造金属薄带材的连续铸钢。具体地说，本发明涉及特别是用于铸造钢带或铁基合金带材的所谓“双辊铸造”设备的铸腔的侧封闭件。

在这种铸造设备(正使其用于几毫米厚的带钢铸造的用途工业化) 中，一方面，铸腔受到了绕其轴沿相反方向转动且金属液在其上开始凝固的两个靠近的水平辊的内冷却圆柱形侧表面的限制，另一方面，铸腔受到了被弹性件压在轧辊的平面端(被称为“端面”)上的难熔材料板的限制。这些难熔材料板沿侧向封闭了所述铸腔，以防止金属液从连铸机中漏出来。该板的下边缘位于“辊缝”下方，即位于两辊表面最靠近且其宽度约等于所希望的带材厚度的区域下方。

绝对必须在连铸前明显升高侧封闭板的温度，以防止金属液在填充结晶器时(在填充过程中，结晶器的底部被一根当辊开始转动且拉动带材头部时从铸腔中被拉出的“引锭杆”封闭)和在铸造的第一时刻中凝固于侧封闭板上。但是即使采用了这样的预防措施，侧壁也构成连铸机中的热不稳定区，它们不可避免地在其附近形成了一个异常地大量吸取金属液热量的区域。特别是在靠近辊的区域内，情况就是如此。由于所述辊通过水循环而被内冷却，所以辊将冷却发生接触的区域附近的侧壁。这可能造成钢液在辊边缘处比在更靠近其中央区的辊部位处更快速地凝固，而这可能就是问题的根源所在。这通常是因为在各辊上凝固的且其厚度随着辊转动而在预定点上逐渐增大的金属坯壳必须准确地在辊缝处汇合或必须略低于此高度地汇合以便形成带材的缘故。如果坯壳非常明显地在辊缝下方发生汇合，则存在当带材离开辊子时带材将不够坚硬以致带材开裂的危险。还存在带材具有内部孔隙的危险。相反地，如果坯壳特别是在过冷侧壁的影响下而在辊缝上游汇合，则辊缝处凝固带材的厚度超过辊缝的名义宽度。因此，必须分开辊以防止辊对带材施加轧制载荷(铸辊施加轧制载荷可不是铸辊的设计用途)。分开两辊是产生与所述的厚度变化和产品凝固方式有关的带材缺陷的原因。带材在侧壁附近凝固的异常环境所造成的其它结果就是由凝固金属施加在侧壁下部分上的高压力。经常出现这样的情况，即所述的高压力足以使侧壁至少在其局部高度范围内向后倾斜，而这可能局部破坏辊和侧壁之间接触的密封性。于是，金属液有可能从铸腔中漏出。

本发明的目的是提供一种铸造设备的结构，它可以在侧壁附近形成带材凝固环境，所述的侧壁不易于破坏铸造过程的一致性。这种铸造设备也应能够限制侧壁向后倾斜的现象。

本发明的主题是一种用于封闭金属带材连铸设备的铸腔的侧壁，所述连铸设备包括两个具有水平辊轴的内冷却对转辊，所述辊的圆柱形侧表面构成了所述铸腔的边界，辊缝处铸腔的宽度决定了带材的厚度，该侧壁具有一个将在铸造过程中摩擦辊端面并将面对所述铸腔的活动件，其中该活动件的尺寸是这样的，当该侧壁被装在铸造设备上时，侧壁的下边缘将在辊缝上方离辊缝有一段至少等于1毫米的间距。

本发明的另一个主题是一种金属带材的连铸设备，这种连铸设备包括两个具有水平辊轴的内冷却对转辊和两块封闭其铸腔的侧壁，所述辊的圆柱形侧表面构成了所述铸腔的边界，辊缝处铸腔的宽度决定了带材的厚度，其中该侧壁属于上述类型的侧壁。

如将要了解到的那样，根据本发明，侧壁的活动件，即与辊端面接触的或与铸腔所含金属液接触的侧壁部件不象在传统情况中的那样终止于辊缝的下方，而是终止于辊缝的上方。因此，在辊缝两侧留下了空闲的空间，金属在此空间内不与任何难熔材料接触，因此不会对侧壁施加任何压力。于是，即使其已凝固部分所占比例很高，该空间所遇到的金属也不可能造成侧壁向后倾斜。另外，此空旷的空间可以使已凝固的或正在凝固的金属伸向铸腔外，这减小了辊边缘所必须承受的作用力。

发明人已经注意到，在常见的铸造参数情况下于结晶器内冷却钢水的环境是这样的，即对于金属液不会明显地漏到连铸机外来说，即使金属不受侧壁限制，金属从可在辊缝上方几厘米的高度起凝固于铸腔的边缘上 (尽管尚未完全凝固)是已经足够预先的了。本发明人由此推论，可以省去现有技术侧壁的下部件。省去这些部件可以使连铸机更能够容忍在带材凝固过程中出现的轻微偏差。当然在本发明中，比原本在辊缝前最后几毫米或几厘米处所预料的厚度稍大的辊边缘处凝固坯壳的厚度不再造成侧壁向后倾斜或与其有关的铸腔上层丧失密封性的危险。另外，如果辊子对已经过度凝固的带材部分施加压力，则所述带材部分可以侧向延展，由此可不需要分开辊对以便明显地降低它们所必须承受的应力。

因而，本发明提供了更好的铸造环境的稳定性，这有助于更好的带材整体质量和更好的连铸机的工作可靠性。

在阅读了以下的说明书后，将可以更好地理解本发明。以下的说明书是参见后续附图来描述的。其中：

-图1在Ⅰb-Ⅰb截面内示意地画出了根据现有技术的双辊连铸机侧壁的前视图(图1a)和侧视图(图1b)。

-图2在Ⅱb-Ⅱb截面内示意地画出了根据本发明的双辊连铸机侧壁的前视图(图2a)和侧视图(图2b)。

图1所示的根据现有技术的侧壁1包括一个侧壁1的活动件3装设入其中的支承板2，所述活动件就是在铸造过程中将与辊5、5’的端面4(在图1a 中只用虚线画出了辊的轮廓)、设备的铸腔6中所包含的钢液以及在辊5、 5’最靠近的辊缝7的高度下方的一些凝固带材接触的部件。本身公知的装置(未示出)将侧壁1压靠在辊5、5’的端面4上。通过允许侧壁1暂时收回的弹簧或推杆，金属可以渗入活动件3和辊5、5’的端面4之间，或者由凝固带材对其下部施加过大的作用力。至于对这种装置的实施例(非限定)的描述，尤其是可以参见EP-A-0698433文献。在所示实施例中，活动件3被分成两部分。在将侧壁1装在设备上时构成与辊5、5’的端面4、此接触区的中心部和环绕辊缝7的区域接触的区域的圆的双弧形部分8是由第一难熔材料制成的。其主要特性是高硬度，从而它可以承受与辊5、5’的端面4的摩擦和与正在凝固的或已经凝固的带材的摩擦(在辊缝7附近)。例如，它是由SiAlON或氮化硼制成的。它可能是由单件或若干紧固在一起的邻接件构成的。双弧形部分8的下边缘9位于辊缝7的下方，以便从下方完全封闭铸腔6。活动件3的其余部分是由绝热性能良好的难熔材料如硅土或矾土制成的。侧壁1的活动件3相对于支承板2突出了一个至少等于铸造中的最大允许磨损量的厚度如10毫米。在铸造过程中，活动件3的与辊5、5’的端面4接触的部分主要因摩擦而发生磨损，其结果是，因只与金属液或正在凝固的钢液接触而以较慢的速率磨损的活动件3的其它部分慢慢地略微进入铸腔6中。作为替换方式，侧壁1的整个活动件3可以被制成一个单体件。

在表示根据本发明的安装在连铸机上的侧壁11的图2中，与图1的部件相同的部件用同样的标号表示。根据本发明，由于上述原因，与辊5、5’ 接触且封闭铸腔6的下部的侧壁11的活动件3的下边缘12不是在辊缝7的下方，而是在距辊缝有一段间距“d”的辊缝上方。如果可以像惯常那样高精度地控制凝固的坯壳在辊5、5’边缘处的发展且在铸腔6的这个区域内尚未完全凝固的金属中固态材料的比例可以很快地由0变为100％，则此间距 “d”可以很小如1毫米。这些参数尤其是取决于被铸造的钢种。高碳钢种和含各种合金元素的钢种如不锈钢具有比普碳钢或镍铁合金更宽的凝固区(液相线温度和固相线温度之间的差)，这使其凝固条件的控制更趋复杂。首先，宽的凝固区意味着开始在铸腔6的较高处且在侧壁11附近观察到大量的固态材料。因此，对于具有宽凝固区的钢种来说，必须设置一个大于在具有窄凝固区且一旦到达液相线温度就快速凝固的钢种的情况下的间距的间距“d”。实际上，10mm-40mm的间距“d”适用于大多数常见的、用1500毫米辊径的辊和1m/min级的铸造速率铸成3毫米厚带材的不锈钢的钢种。最佳间距“d”的选择也可以根据在铸腔底部内的钢水静压、进而根据连铸机的几何形状和铸腔内钢液面的名义高度来决定。因此，当铸造低合金碳钢和铁硅合金时，可以在装有直径为600毫米的辊的设备中且在间距“d”为1mm-7mm的情况下获得良好的结果。

优选的方案是这样的，为了降低施加于下边缘上的且可能导致该边缘迅速且不受控制地破损的机械应力，面向铸腔6的侧壁11活动件3的下边缘 12不具有尖角，而是具有一个其曲率半径例如可能为10mm-20mm左右的倒圆部分13。可以通过如以45度角将下边缘12倒成一个斜面来完成相同的作用。

也可以设想通过在侧壁11的活动件3的下边缘和辊缝7之间喷射液体 (水、液氩或液氮等)来冷却带材的方案。可持续进行这样的冷却以确保带材边缘总是凝固得足够好，从而带材不会开裂并让金属液漏出。也可以只在观察到这种边缘开裂刚开始时才进行上述冷却，或者在铸造参数的监测结果使人怀疑有可能出现开裂危险时进行上述冷却。作为向带材边缘输送冷却液的装置，例如可以采用一条或多条穿过支承板2并通入位于支承板 2、辊5、5’的端面4和辊缝7之间的空间15的沟槽14。但是，也可以设想出其它可能相对于侧壁11独立的输液装置，如设想出一个或多个可设置在侧壁11下方的且指向带材区域的喷嘴。

本发明效果的一个标志是在铸造过程中观察到的侧壁向后倾斜次数。因此已经观察到，与采用一直降低到辊缝下方的侧壁的情况相比，上述后倾次数在整个铸造周期内可能等于以前的三分之一。当考虑了连铸机在刚开始铸造的前几分钟工作不稳定的情况时，上述改进效果更加明显。当在间距“d”为25毫米、辊径为1500毫米的条件下铸造3毫米厚SUS304 奥氏体不锈钢钢带时，得到上述那些观察结果。

如果需要，将这种侧壁装到现有的连铸机上可能需要对引锭杆作一些改动，以便在开始铸造前，在填充铸腔时从侧面封闭整个铸腔6。

不言而喻的是，本发明的用途不受已例举出的特定侧壁形状的限制，它适用于允许活动件终止于辊缝上方的其它任何形状。

当然，本发明不仅用于带钢和其它铁合金带材的双辊铸造，而且可以采用此方法铸造其它任何金属。

标题	发布/更新时间	阅读量
侧壁覆件-专利编号CN104417301B	2020-05-11	435
侧壁散热片-专利编号CN106170404A	2020-05-13	175
轮胎侧壁-专利编号CN102791791A	2020-05-12	124
侧壁覆件-专利编号CN102328667A	2020-05-11	184
集装箱侧壁-专利编号CN100579877C	2020-05-13	273
集装箱侧壁-专利编号CN1994836A	2020-05-13	452
侧壁覆件-专利编号CN104417301A	2020-05-12	323
抽屉侧壁-专利编号CN107427126A	2020-05-11	672
侧壁覆件-专利编号CN102328667B	2020-05-12	998
轮胎侧壁-专利编号CN102791791B	2020-05-11	947

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本发明涉及直接由金属液制造金属薄带材的连续铸钢。具体地说，本发明涉及特别是用于铸造钢带或铁基合金带材的所谓“双辊铸造”设备的铸腔的侧封闭件。

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