连续铸造金属连铸坯的方法技术

本发明专利技术涉及一种用来在连铸设备中连续铸造金属连铸坯的方法，其中连铸坯从冷却的直通式结晶器中拉出，并支撑在连铸坯支撑装置中，并借助冷却剂进行冷却，必要时还进行冶金上的减薄，其中在包括导热方程的数学模拟模型中共同计算整个连铸坯的热力学的状态变化。本发明专利技术的目的是，创造一种方法，借助此方法例如通过减少多孔性和／或偏析，并通过改善表面质量和／或形状保持性，可改进金属连铸坯的产品质量。此目的通过这样的方法得以实现，即在考虑金属的物理参数、金属在浇铸分配器中的温度、连续测量的拉出速度、连铸坯冷却和连铸坯厚度的情况下，在数学模拟模型中实时地共同计算连铸坯的自然收缩，并在考虑金属连铸坯的自然收缩的情况下，来调整连铸坯支撑装置的可靠合到连铸坯上的连铸坯导引滚子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种方法，用来在连铸设备中连续铸造金属连铸坯。具体说来，本专利技术涉及一种方法，用来在连铸设备中连续铸造金属连铸坯(尤其 是钢连铸坯)，其中具有被连铸坯外壳包围的流态芯部的连铸坯从冷却的直通式结晶器中 拉出，并支撑在连接于直通式结晶器后面的连铸坯支撑装置上，并借助冷却剂进行冷却，必 要时还进行冶金上的减薄，其中在包括导热方程的数学模拟模型中共同计算整个连铸坯的 热力学的状态变化。
技术介绍
从DE 4417808 Al中已知一种，在此方法中具有被连 铸坯外壳包围的流态芯部的连铸坯从冷却的结晶器中拉出，紧接着支撑在连铸坯支撑装置 上，并借助冷却剂进行冷却。在连续铸造工艺的过程中发生的状态变化借助包括导热方程 的数学模拟模型为整个连铸坯实时地进行共同计算，并依照计算出来的热力学的状态变化 来调整连铸坯的冷却。从DE 10122118 Al中已知一种连续铸造的方法，在此方法中金属连铸坯从结晶器 中拉出，并支撑在连铸坯支撑装置上，并借助冷却剂进行冷却，并通过至少一对连铸坯导引 滚子进行冶金上的减薄，具体说来是以液芯减缩为形式的厚度减薄。专业人员还已知，金属连铸坯在连续铸造时在凝固过程中会经历收缩，即连铸坯 的尺寸会发生变化。出现的连铸坯收缩的程度与连铸设备的运行参数有关，例如待浇铸的 金属的物理参数、浇铸温度、浇铸速度、连铸坯厚度或连铸坯冷却。在连续铸造工艺中出现的连铸设备的运行参数变化(例如浇铸速度或连铸坯冷 却的变化)相对连铸坯支撑装置的连铸坯导引滚子的间距仍然被忽略，导致降低金属连铸 坯的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是，创造一种前述类型的方法，借助此方法例如通过减少多孔性和/ 或偏析，并通过改善表面质量和/或形状保持性，可进一步改进金属连铸坯的产品质量。此目的通过前述类型的方法得以实现，其中在考虑金属的物理参数、金属在浇铸 分配器中的温度、连续测量的拉出速度、连铸坯冷却和连铸坯厚度的情况下，在数学模拟模 型中实时地共同计算连铸坯的自然收缩，并在考虑金属连铸坯的自然收缩的情况下，调整 连铸坯支撑装置的可靠合到连铸坯上的连铸坯导引滚子。在计算连铸坯的自然收缩时，在考虑金属的物理参数、金属在浇铸分配器中的温 度、连续测量的拉出速度、连铸坯冷却和连铸坯厚度的情况下，在数学模拟模型中实时地数 值求解导热方程。为此，将连铸坯离散，例如拆分成许多体积元素，并在考虑起始条件和边 界条件的情况下借助处理计算机为许多离散的元素周期性地求解导热方程，因此整个连铸 坯产生了随时间变化的温度区。连铸坯的与温度变化有关的热膨胀性称为自然收缩。在从导热方程的求解中已知每个离散元素的热力学的状态变化之后，每个元素的自然收缩例如 可从体积膨胀或收缩计算出来。如果金属连铸坯不应该进一步进行冶金上的减薄，则可靠 合在连铸坯上的连铸坯导引滚子的间距在连铸坯厚度方向上这样调节，即这个间距遵循金 属连铸坯在连铸坯拉出方向上的自然收缩。按本专利技术的方法的另外两个有利的实施例是，在考虑金属连铸坯的自然收缩的情 况下，金属连铸坯在连铸坯支撑装置中进行进一步的冶金上的减薄，例如液芯减缩、轻减缩 (尤其是动态轻减缩)或表面处理。液芯减缩和轻减缩对专业人员来说是已知的，因此不再 阐述这种冶金上的减薄。同样从EP 1289691 Bl中得出，在连铸坯支撑装置中对金属连铸 坯进行冶金上的表面处理。通过考虑金属连铸坯的自然收缩可确保，可在连续铸造工艺的 所有运行点上(而不是像现有技术那样只在一个运行点上)以有利的方式进行进一步的冶 金上的减薄。如果在考虑到金属连铸坯的与温度有关的密度变化，在数学模拟模型中数值求解 导热方程，则能以尤其精确并因此有利的方式和方法来实施按本专利技术的方法。专业人员已 知，金属的密度变化在很大程度上与温度有关。因此例如在连续铸造工艺中，在1550°c时 (钢水在浇铸分配器中的温度)约7000kg/m3钢密度上升到在300°C时(凝固的连铸坯)约 7800kg/m3。按本专利技术的方法的另一有利的实施例是，在考虑金属连铸坯的与温度有关的密度 变化时，在数值求解导热方程时使用热函的近似方程，此方程对于整个连铸坯具有精确的 质量和精确的热函。借助此实施例可确保，能正确地既关于质量又关于热函计算出金属连 铸坯的自然收缩，因此可确保求解具有尤其高的准确性，即热力学的状态变化和自然收缩。如果数学模拟模型包含描述了金属连铸坯中期望的组织的形成的计算模型，尤其 以有利的方式通过使用连续的按Avrami (阿夫拉米)的相变模型，则在按本专利技术的方法中 有利地考虑到了不同组织形式之间的发展和转变。在按本专利技术的方法的另一尤其有利的构造方案中，在考虑计算出来的热力学的状 态变化的情况下调节连铸坯冷却。通过此项措施，可确保金属连铸坯具有非常高的产品质 量，因为金属连铸坯在考虑热力学的状态变化的情况下进行冷却，并在调整连铸坯导引滚 子的间距时也一同考虑自然的连铸坯收缩。在铸造具有任意尺寸的方坯、大方坯、板坯或薄板坯横截面的金属连铸坯时，可不 受限制地使用按本专利技术的方法，以便改进铸造出来的金属连铸坯的质量。按本专利技术的方法的另一有利的构造方案是，可这样来调整可靠合在连铸坯上的连 铸坯导引滚子，即连铸坯的厚度尽可能相当于额定值。借助此方法的这个构造方案，可这样 来调整可靠合的连铸坯导引滚子，即此厚度在连铸坯拉出方向的确定位置上(例如在连铸 坯支撑装置的确定的导引滚子上)尽可能相当于厚度额定值(即连铸坯的目标厚度)，因此 连铸坯在连续铸造时就已经可以达到很高的厚度准确性。一个实施例是，借助控制策略，并在考虑额定值和连铸坯的自然收缩的情况下，控 制器确定控制量，此控制量输送到至少一个可靠合的连铸坯导引滚子，因此连铸坯的厚度 尽可能相当于额定值。在此实施例中，此控制器要么以计算出来的连铸坯厚度为出发点，要 么以测量出来的连铸坯厚度为出发点。在第一种情况下，计算出来的厚度用来确定控制量， 因此连铸坯厚度或连铸坯导引滚子之间的间距不必单独地检测。在第二种情况下，连铸坯厚度借助测量装置来检测，并传输到控制器中，其中在考 虑检测的连铸坯厚度的情况下确定控制量。借助此控制方法，连铸坯厚度可达到很高的精度。附图说明从未限定的实施例的以下描述中得出本专利技术的其它优点和特征，其中参照以下附 图，其中图1在示意性的侧视图中示出了连铸设备；图2在示意图中示出了连铸坯支撑装置的可液压靠合的区段。具体实施例方式钢连铸坯1由具有特定化学成份的钢水2通过铸造在冷却的直通式结晶器3中形 成。此钢水2从钢水包4通过中间容器5和浇铸管6注入直通式结晶器3中，此浇铸管6从 中间容器5延伸到在直通式结晶器3中形成的浇铸液面之下。在直通式结晶器3的下方设 置有连铸坯支撑装置的连铸坯导引滚子7，用来支撑钢连铸坯1，此钢连铸坯1具有还流态 的芯部8，开始时还具有非常薄的连铸坯外壳9。从直通式结晶器以直的轴线出来的钢连铸 坯1在弯曲区10中转入圆弧轨道11中，并被连铸坯导引滚子7支撑着，此连铸坯导引滚子 7设置在多个可液压靠合的区段13上。在接在圆弧轨道11后面的矫直区12中，钢连铸坯 1再次直线取向并通过排出辊道输出来，或直接进行在线的厚度减薄，例如借助在线设置的 轧机机架。为了冷却钢连铸坯1，它直接或间接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用来在连铸设备中连续铸造金属连铸坯、尤其是钢连铸坯的方法，其中具有被连铸坯外壳包围的流态芯部的连铸坯从冷却的直通式结晶器中拉出，并支撑在连接于直通式结晶器后面的连铸坯支撑装置中，并借助冷却剂进行冷却，必要时还进行冶金上的减薄，其中在包括导热方程的数学模拟模型中共同计算整个连铸坯的热力学的状态变化，其特征在于，在考虑金属的物理参数、金属在浇铸分配器中的温度、连续测量的拉出速度、连铸坯冷却和连铸坯厚度的情况下，在数学模拟模型中实时地共同计算连铸坯的自然收缩，并在考虑金属连铸坯的自然收缩的情况下，来调整连铸坯支撑装置的可靠合到连铸坯上的连铸坯导引滚子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·迪滕伯格，
申请(专利权)人：西门子VAI金属科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：AT