高质量钢薄板坯的高速连铸设备制造技术

技术编号:824350 阅读:145 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于连续浇铸扁钢锭的设备的装置,特别适合于小的厚度和高速度,包括一个用于连续浇铸的铸模(1),一个具有潜出口或潜铸口(2)的送料出口以及一个由液压伺服控制机构来驱动的振动装置(3),其中铸模(1)在其较大的一侧是由铜板的侧壁来限定的,其特征在于至少在位于弯月形表面的高度位置处的铸模水平截面的中间区域内,潜铸口(2)和铜板之间的距离保持为常数;并且,面积(A1)与相应于该面积(A1)的铸模外围长度的总和(S1)之间的比率是面积(A2)与相应于该面积(A2)的铸模周边长度的总和(S2)之间的比率的0.9÷1.1倍,其中面积(A1)相应于在弯月形表面高度位置处的铸模水平截面的中间部分,该面积是在铸模的较大一侧与潜铸口(2)之间所包围起来的面积,而面积(A2)是在弯月形表面高度位置处的铸模(1)水平截面的其余部分的面积;进一步的,其中铸模内壁表面上的每一点与各冷却管(W)的所有端部的理想包络面(E)之间的垂直距离(Nd)是常数。(*该技术在2017年保护过期,可自由使用*)

【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经过改进的用于高速连续浇铸薄的优质扁钢锭的设备的装置。所谓“薄的扁钢锭”,其厚度在80mm以下,迄今为止,连续浇铸这种“薄的扁钢锭”会遇到一些质量问题,特别是以高速度进行浇铸时,比如说浇铸速度在4.5m/min以上时尤其如此。这些质量问题会导致在扁钢锭的表面上出现一些裂缝,扁钢锭的表面就是我们通常所说的外壳,该外壳是在铸模内形成的--由于把铸型粉料包裹起来而形成纵向的裂纹;--由于缺少润滑以及由所谓“熔渣”形成的隔离膜而形成纵向和横向的裂纹,其中“熔渣”这个术语是指铸型粉料在熔化并重新固化后所得到的产物;--由于热应力而形成的纵向裂纹;以及--由于铜冷却表面是不连续的从而形成纵向的裂纹。这些质量问题主要影响到特殊的钢材,并且通过降低浇铸速度至少可以部分地解决这些质量问题,不过这样会导致生产率的降低并且由此会使工厂的经济效益下降。另一种可能的解决方案是使用一种叫作“EMBR”(电磁制动尺)的电磁装置,通过降低钢水波动的高度,该种装置能够整平钢水的波动,而这种钢水的波动使得在铸模内的弯月形表面成为波纹形,但是这样一种电磁装置是很昂贵的,并且只能部分地解决上述的问题。而且由于在铸模内的几何条件和流动情况而导致的其它问题可能会使铸口(该铸口浸入在液态金属之下,通常称为“潜铸口”)的寿命缩短,并且还会对工艺效率造成有害的影响。由此可以清楚地看到,独立地对铸模、潜铸口以及铸模振动装置采取措施不能够令人满意地并且系统地解决上述问题。这三个部分彼此之间紧密地相互联系,形成了一个实际的“铸锭装置”,并且这三个部分对连续浇铸起作用,从而只有把整套装置作为一个整体来采取措施才可能找到一种有效的解决方案。本专利技术的目的是提供一种铸造装置,当以高速度来浇铸薄的扁钢锭时,该种铸造装置能够克服上述的不足。根据本专利技术提出的经过改进的各铸造部分的总成通常具有如权利要求1所述的特征,同时根据本专利技术的各特殊方面,各铸造部分的总成还具有在各从属权利要求中所描述的附加特征。以下将对本专利技术的一个优先实施例进行详细地描述,该描述是参考附图以非限定性举例的方式来进行的,从这些描述中,根据本专利技术而提出的铸造装置的这些以及其它的目的、优点和特征将会变得更加明显,在所附的图中附图说明图1是表示根据本专利技术而提出的铸造装置的一个侧视简图;图2是表示沿图1中所示的箭头Ⅱ的方向观察所得到的铸模本身的上部及潜铸口的一个视图;图3a、3b、3c是表示沿图2中Ⅲ-Ⅲ线所得到的同一横截面的简图,其中Ⅲ-Ⅲ线是处于弯月形表面的高度位置,这些横截面的简图是为了详细地表示出在几何关系中所考虑的多个部分,根据本专利技术而提出的铸锭装置中的铸模和潜铸口必须满足该几何关系;图4是表示同一铸模的平面图,在笛卡尔三轴坐标系中简要地表示出了该铸模;图5a和5b是表示图4中所示的铸模的两个简图,其中通过平行于图4中的Y轴和Z轴的一个平面图在纵向截面中表示出了冷却系统管道的外包络面,并且还通过沿图5a中的B-B线所得到的截面图表示出了冷却系统管道的外包络面。参考各附图,图1是根据本专利技术的铸造装置的一个简图,其中具有铸模1、浸入液面下的铸口2和振动装置3,在下文中常把浸入液面下的铸口2称为“潜铸口”,而根据本实施例,振动装置3是液压驱动的并且与铸模本体连接固定起来,很明显,这样可以不妨碍铸造流程。图1中也示出了钢水在潜铸口2和沿铜的侧壁形成的外壳之间流过的断面,即形成了两个“通道”4。至于铸模,相对于传统的铸造装置来说,当浇铸薄的扁钢锭时,所产生的主要问题是熔化的钢水其流动速率是相同的,减小扁钢锭的厚度将会增加在单位时间内与铸模壁相接触的钢锭表面,从而就增加了对润滑“熔渣”的需要,关于“熔渣”在前面已经进行了定义。事实上,T1、W1、V1是一个通常厚度的扁钢锭的厚度、宽度以及平均浇铸速度,而对于一个薄的扁钢锭,相应的参数是T2=T1/a(a>1)、W2=W1以及V2>>V1,钢水的流动速率是相同的,则有T2·W2·V2=T1·W1·V1(Ⅰ)于是,单位时间内浇铸的薄钢锭的面积是2·(T2+W2)·V2,如果相对于其宽度来说,薄钢锭的厚度可以忽略,则2·(T2+W2)·V2大致等于2·W2·V2。用从等式(Ⅰ)中导出的值来代替W2,V2,则有2·W2·V2=2·(T1/T2)·W1·V1=a·(2·W1·V1)(Ⅱ)由于a>1,上面的等式(Ⅱ)清楚的表明了形成润滑熔渣来覆盖单位时间内钢锭与铸模之间相接触的表面的重要性,钢锭与铸模之间相接触的表面与钢锭的厚度成反比,钢锭越薄则单位时间内钢锭与铸模之间相接触的表面就越大。相反的,由于厚度很小以及在中间区域由于潜铸口的存在,在铸模内,在弯月形表面区域,熔化钢水与铸型粉料之间的界面只具有较小的面积,上述熔渣正是在这一界面处形成的。尽管通过使用能够增强熔渣的形成的铸型粉料能够部分地解决这一问题,在已知的构造形式中,还是不得不考虑到潜铸口不能在所有的弯月形表面区域都保持熔化的熔渣和所消耗的熔渣之间的平衡,其中熔化的熔渣是由于铸型粉料熔化而形成的,而熔渣的消耗是由于它渗入到弯月形表面和内壁之间。根据本专利技术,薄的铸模能够容纳下一个牢固可靠的潜铸口,也就是说能够容纳下一个足够厚的潜铸口,在上述弯月形表面的高度位置周围,在水平面内,铸模的大铜板其轮廓与同一水平面内潜铸口的外形轮廓精确地匹配,从而使得潜铸口和内壁之间的距离在中央区域中的每一处都保持为常数。参见图3a、3b和3c,选择上述的这一距离的值使得比率A1/S1与A2/S2大致相同,A1/S1是与铸型粉料之间界面的面积和潜铸口周围的扁钢锭的面积的比率,其中与铸型粉料之间界面的面积实际上和熔渣的形成成正比,潜铸口周围的扁钢锭的面积实际上和熔渣的消耗成正比(见图2),比率A2/S2是在潜铸口区域之外进行计量的(见图3c)。从而要求满足的等式是(A1/S1)/(A2/S2)=0.9÷1.1,并且最好=1例如,对于一个具有300mm宽的潜铸口(如在图3b和图3c中所表示的,具有60mm的可靠的厚度)的1300×65mm的铸模来说,最佳的比率是A1/S1=A2/S2等于30mm。例如,一旦潜铸口的尺寸和较小的一侧的厚度确定之后,这一比率就可用来确定位于弯月形表面的高度位置处的水平面内的铸模轮廓的形状,或者,若已知铸模轮廓的尺寸,这一比率可以用来确定潜铸口的轮廓形状,这样做的目的同样是为了保证沿着整个铸模轮廓的润滑熔渣的量的良好平衡。这一几何形状对于在弯月形表面区域内熔化钢水的流动也是重要的,这是因为前述“通道”将会足够的大以防止由于从铸模较小的一侧汇聚到中央的液流的加速度而形成的涡流,在弯月形表面区域,这些涡流常常使铸型粉料被包裹起来而导致出现上述的缺陷,其中上述“通道”在图1中用标号4来表示,是由潜铸口和贴着铜质内壁而形成的外壳之间的区域来构成的。应该注意的是在根据本专利技术的铸造装置中使用的铸模在其纵向最好是具有变化的弯曲度,这是本申请人的欧洲专利0705152的主题内容,为了更好地安置潜铸口,在该铸模的上部区域具有几乎是无限大的弯曲半径,同时,已经在铸模内部形成的弯曲钢锭有一个出口,该出口设置在一个圆弧形的而不是竖直的铸造引导部分上,这样可以很有利地减小铸造装置的高度并且相应的减小钢水静本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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:乔维尼·阿维迪卢西亚诺·玛尼尼安德列亚·比安奇
申请(专利权)人:乔维尼·阿维迪
类型:发明
国别省市:

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