具有凸度控制的用于铸造金属带的铸辊和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于通过在双辊铸机中连续铸造来铸造金属带（21）的铸辊（12），该铸辊：具有铸造表面（12A），其由基本上圆柱形的管（120）形成；具有轴对称的膨胀元件，诸如膨胀环（101至119），其布置在圆柱形的管（120）内并与其相邻，每个膨胀元件与另一个膨胀元件间隔，并且膨胀元件适应于径向尺寸的增大而使圆柱形的管膨胀，从而在铸造期间改变铸辊的铸造表面的辊凸度和铸带的厚度轮廓，而大量轴对称的膨胀元件（诸如膨胀环（101‑119））沿圆柱形的管（120）的整个长度分布，并且电源开关位于铸辊（12）中或铸辊（12）上以便将膨胀元件（101‑119）的电力供应从一个或多个膨胀元件切换到一个或多个其他膨胀元件。通过控制辊凸度来连续铸造薄带的方法的特征在于，至少一个膨胀元件的径向尺寸增大，优选地通过加热而使圆柱形的管（120）膨胀，同时至少一个其他膨胀元件的径向尺寸并未增大。

Casting roll and method for casting metal strip with crown control

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有凸度控制的用于铸造金属带的铸辊和方法
本专利技术涉及通过在双辊铸机中连续铸造来铸造金属带。特别地，本专利技术涉及一种用于通过在双辊铸机中连续铸造来铸造金属带的铸辊，该铸辊：-具有由基本上圆柱形的管形成的铸造表面，-具有轴对称的膨胀元件，诸如膨胀环，其布置在圆柱形的管内并与其相邻，每个膨胀元件与另一个膨胀元件间隔开，并且膨胀元件适于径向尺寸增大而导致圆柱形的管膨胀，从而在铸造期间改变铸辊的铸造表面的辊凸度和铸带的厚度轮廓。铸辊管的厚度经常小于120mm，例如小于100mm或甚至小于80mm。铸辊管材料通常选自包括铜和铜合金的组，任选地在其上具有涂层。铸辊通常具有延伸穿过圆柱形的管的多条纵向水流通道。本专利技术还涉及一种用于通过控制辊凸度来连续铸造薄带的设备和一种通过控制辊凸度来连续铸造薄带的方法，该设备和方法：-使用一对反向旋转的铸辊，所述铸辊在其间具有辊隙以从辊隙向下递送铸带，每个铸辊具有由基本上圆柱形的管形成的铸造表面，-还使用金属递送系统，该金属递送系统定位在辊隙上方以形成被支撑在铸辊的铸造表面上的铸池，其中侧挡板与辊隙的端部相邻以界定铸池，-至少一个铸辊具有轴对称的膨胀元件，诸如膨胀环，所述膨胀元件布置在圆柱形的管内并与其相邻，每个膨胀元件与另一个膨胀元件间隔开，并且膨胀元件适于径向尺寸的增大而导致圆柱形的管膨胀，从而在铸造期间改变铸辊的铸造表面的辊凸度和铸带的厚度轮廓。在双辊铸机中，熔融金属被引入一对反向旋转的水平铸辊之间，这对铸辊被冷却使得金属坯料在移动的辊表面上固化，并且在辊表面之间的辊隙处被组合在一起以生产固化的带产品，该带产品从这些辊之间的辊隙被向下递送。本文中使用术语“辊隙”以指代辊最靠拢在一起的大致区域。熔融金属可从钢水包倾倒入较小容器中或一系列较小容器中，熔融金属从该较小容器或一系列较小容器流过位于辊隙上方的金属递送喷嘴，从而形成被支撑在紧挨辊隙的上方并沿辊隙的长度延伸的辊的铸造表面上的熔融金属的铸池。该铸池通常被界定在侧板或挡板之间，这些侧板或挡板保持在与辊的端部表面滑动接合，以便挡住铸池的两端以防外流。双辊铸机能够通过定位在转台上的一系列钢水包来由熔融钢连续地生产铸带。在流过金属递送喷嘴之前将熔融金属从钢水包倾倒入中间包中并且然后倾倒入可移动的中间包中，使得能够在不中断铸带的生产的情况下在转台上把空的钢水包换成满的钢水包。
技术介绍
在通过双辊铸机铸造薄带中，铸辊的铸造表面的凸度在铸造活动期间发生变化。铸辊的铸造表面的凸度进而确定由双辊铸机生产的薄铸带的带厚度轮廓（即，截面形状）。具有凸形（即，正的凸度）铸造表面的铸辊生产具有负（即，凹陷的）截面形状的铸带；并且具有凹形（即，负的凸度）铸造表面的铸辊生产具有正（即，凸起的）截面形状的铸带。铸辊通常由铜或铜合金形成，通常涂覆有铬或镍，其具有用于使冷却水循环的内部通道，从而实现高热通量以用于快速固化，其中在铸造活动期间铸辊在暴露于熔融金属的情况下经历显著的热变形。在薄带铸造中，期望辊凸度在典型的铸造条件下生产期望的带截面厚度轮廓。通常基于在铸造期间在铸辊的铸造表面中的突出凸度在冷时以初始凸度对铸辊进行机加工。然而，铸辊的铸造表面在冷时和铸造条件之间的形状之间的差异难以预测。此外，铸辊的铸造表面的凸度在铸造活动期间可能显著变化。由于供应给铸机的铸池的熔融金属的温度变化、铸辊的铸造速度变化、以及其他铸造条件（诸如，熔融钢组成的轻微变化），铸辊的铸造表面的凸度在铸造期间会变化。在带宽度上测得的厚度轮廓是连续变化的。如果在铸辊的辊隙和第一热轧机架的入口之间的某处测量带轮廓，则该带轮廓显示出在横跨带宽度的高达30或甚至40微米的变化。横跨整个带宽度上可以找到高达15至30个带厚度的峰或谷。在物理带边缘上，所谓的边缘降（=沿接近带边缘的带宽度方向的局部厚度变化）可以甚至具有高达100微米或更大的值。因此，需要一种可靠且有效的方式以在铸造期间直接地且密切地控制铸辊的铸造表面中的凸度形状并且进而控制由双辊铸机生产的薄铸带的截面厚度轮廓。WO2016/083506A1公开了一种控制铸辊凸度并且进而通过由膨胀环控制铸造表面中的凸度来控制截面带厚度轮廓的方法，所述膨胀环定位在形成铸辊的圆柱形的管内并与其相邻。在此，膨胀环在铸辊的边缘处和/或在铸辊的中心中被电加热。该方法已经显示出控制边缘降的一定的积极效果。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是进一步减少横跨带宽度的带表面的峰和谷。根据本专利技术，这可以在大量轴对称的膨胀元件（诸如膨胀环）沿圆柱形的管的整个长度分布并且电源开关位于铸辊中或铸辊上以便将膨胀元件的电力供应从一个或多个膨胀元件切换到一个或多个其他膨胀元件的情况下通过铸辊实现。将电力供应从一个或多个膨胀元件切换到一个或多个其他膨胀元件意味着被馈送到一个或多个膨胀元件中的电力减少，而被馈送到一个或多个其他膨胀元件中的电力增加。当被馈送到一个或多个膨胀元件中的电力减小时，用于特定膨胀元件的电力的减小可以（但在大多数情况下将不会）减小到零。另一方面，当开始增加被馈送于一个或多个其他膨胀元件中的电力时，特定的膨胀元件可以在那时已经接收到电力，或者它在那时未接收到电力。由于膨胀元件沿圆柱形的管（其也被称为铸辊套）分布，因此有可能针对整个铸造表面而不是只是针对边缘或中心来改变铸造表面的直径和/或铸造表面的温度。需要大量膨胀元件来局部地改变铸造表面的直径和/或铸造表面的温度。尽管本专利技术需要每个铸辊至少两个膨胀元件，但优选的是提供至少三个膨胀元件。仍然更优选的是每个铸辊多于十个、多于十五个或甚至多于二十个膨胀元件。因此，膨胀元件的典型数量是十六到三十个轴对称的膨胀元件，诸如膨胀环。在本专利技术的优选实施例中，诸如膨胀环的轴对称的膨胀元件沿圆柱形的管的整个长度（包括铸造表面的端部部分）分布。根据本专利技术，电源开关位于铸辊中或铸辊上，这是为了将供应给铸辊以用于例如加热膨胀元件的完全可用的电力按等份或以不同百分比分配给所连接的膨胀元件中的许多膨胀元件。每个膨胀元件可以通过使用电单独地被加热，并且因此温度可以单独地被控制。由于这种电源开关被集成在铸辊中，因此不需要10个或更多个滑环来用于电能供应和传感器信号传输，其中相应的控制单元用于每个膨胀元件，所述滑环将需要铸辊的较长轴，从而因此使铸辊在一端上显著伸长。由于电源开关，仅需要一根控制线来用于将相应的控制信号引到铸辊中，即引到电源开关。在本专利技术的优选实施例中，膨胀元件（优选地大量膨胀元件，尤其是每个膨胀元件）具有在40和150mm之间、优选地在40和100mm之间、更优选地在50和85mm之间的宽度（平行于铸辊的轴线测得）。膨胀元件可以具有环的形式，根据定义，环具有中心孔，或者膨胀元件可以具有不带中心环孔的盘的形式。在任何情况下，膨胀元件的外直径均应与辊管内直径公差配合。在本专利技术的优选实施例中，每个膨胀环具有在40和150mm之间、优选地在40和100mm之间、更优选地为45至75mm的径向环厚度（即，环的外直径和内直径之间的差）。膨胀环可以安装在内管上，内管优选地具有至少10至50mm的壁厚和至少不小于110mm的外直径，膨胀环被公差配合在内管上。膨胀环在内管上的轴向位置可以通过环之间的间隔件或通过环（例如，收缩安装的环）的相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过在双辊铸机中连续铸造来铸造金属带（21）的铸辊（12），所述铸辊：‑具有铸造表面（12A），其由基本上圆柱形的管（120）形成，‑具有轴对称的膨胀元件，诸如膨胀环（101‑119），其布置在所述圆柱形的管（120）内并与其相邻，每个膨胀元件与另一个膨胀元件间隔开，并且所述膨胀元件适于径向尺寸的增大而使所述圆柱形的管膨胀，从而在铸造期间改变所述铸辊的所述铸造表面的辊凸度和所述铸带的厚度轮廓，其特征在于，大量诸如膨胀环（101‑119）的轴对称的膨胀元件，沿所述圆柱形的管（120）的整个长度分布，并且电源开关位于所述铸辊（12）中或所述铸辊（12）上以便将所述膨胀元件（101‑119）的电力供应从一个或多个膨胀元件切换到一个或多个其他膨胀元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.31 AT A50070/20171.一种用于通过在双辊铸机中连续铸造来铸造金属带（21）的铸辊（12），所述铸辊：-具有铸造表面（12A），其由基本上圆柱形的管（120）形成，-具有轴对称的膨胀元件，诸如膨胀环（101-119），其布置在所述圆柱形的管（120）内并与其相邻，每个膨胀元件与另一个膨胀元件间隔开，并且所述膨胀元件适于径向尺寸的增大而使所述圆柱形的管膨胀，从而在铸造期间改变所述铸辊的所述铸造表面的辊凸度和所述铸带的厚度轮廓，其特征在于，大量诸如膨胀环（101-119）的轴对称的膨胀元件，沿所述圆柱形的管（120）的整个长度分布，并且电源开关位于所述铸辊（12）中或所述铸辊（12）上以便将所述膨胀元件（101-119）的电力供应从一个或多个膨胀元件切换到一个或多个其他膨胀元件。2.根据权利要求1所述的铸辊（12），其特征在于，膨胀元件（101-119）具有在40和150mm之间、优选地在40和100mm之间、更优选地在50和85mm之间的宽度。3.根据权利要求1或2所述的铸辊（12），其特征在于，每个膨胀环（101-119）具有在40和150mm之间、优选地在40和100mm之间的径向环厚度。4.根据前述权利要求中任一项所述的铸辊（12），其特征在于，所述膨胀元件具有环（(101-119）的形式或具有盘的形式。5.根据前述权利要求中任一项所述的铸辊（12），其特征在于，每个膨胀元件（101-119）配备有能够向所述膨胀元件供应高达15kW、优选地3-10kW的加热功率的电阻加热元件。6.根据权利要求5所述的铸辊，其特征在于，为所有膨胀元件（101-119）一起提供的总电功率高达每米所述铸辊（12）外周向部分70kW，优选地不超过35kW。7.根据前述权利要求中任一项所述的铸辊（12），其特征在于，多于十五个、优选地十六至三十个诸如膨胀环（101-119）的轴对称的膨胀元件布置在所述圆柱形的管（120）内并与其相邻。8.根据前述权利要求中任一项所述的铸辊（12），其特征在于，大量诸如膨胀环（101-119）的轴对称的膨胀元件，沿所述圆柱形的管（120）的整个长度分布，所述整个长度包括所述铸造表面（12A）的端部部分。9.根据前述权利要求中任一项所述的铸辊（12），其特征在于，所述电源开关被建构成每两到三十秒、优选地每五到十五秒在不同的膨胀元件（101-119）之间切换电力供应。10.根据前述权利要求中任一项所述的铸辊（12），其特征在于，居中安装的膨胀元件（110）建构为被永久加热。11.根据利要求10所述的铸辊（12），其特征在于，位于所述铸造表面（12A）的所述端部部分处的所述膨胀元件（101、119）建构为被永久加热。12.根据前述权利要求中任一项所述的铸辊（12），其特征在于，所述膨胀元件（101-119）各自配备有至少一个温度传感器以用于向控制器提供相应的信号。13.根据前述权利要求中任一项所述的铸辊（12），其特征在于，所述膨胀元件（101-119）各自配备有至少一个RFID标签以用于在将温度信息发送到控制器、优选地就位于所述铸辊（12）内的控制器时识别所述膨胀元件。14.根据前述权利要求中任一项所述的铸辊（12），其特征在于，控制器被建构成至少响应于所述铸辊（12）的温度过程模型和/或所述膨胀元件（101-119）的温度过程模型和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：G霍亨比希勒，
申请(专利权)人：奥地利西门子公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT