连续铸造的工字梁异形坯制成的梁制造技术

一种连续铸造态的工字梁异形坯制成的梁，所述工字梁异形坯包括一腹板部分和多个从腹板部分相反的两端伸出的对置翼缘先驱物部分，两者都有不大于约３英寸的平均厚度；两者平均厚度的比值最好在约０．５∶１至约２∶１之间；一种由上述坯件制成的梁；和一种用于浇铸连续铸造的该坯件的方法，它是通过将单股的或双股独立的同时浇铸的熔融金属流在该坯件铸模中形成坯件腹板的部分内接近腹板部分两端之一的位置敞开地浇铸进该铸模中；最后所得到的该坯件具有如下一种晶粒结构：细的铁素体＋基本上没有针状铁素体的珠光体＋晶界上的铁素体膜。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成形结构构件，尤其涉及连续铸造的轧制工字梁用的异形坯，这种坯随后可加工成成品结构梁。用金属，尤其是用碳素钢或低合金钢制成的成形结构构件有着广泛的应用。对金属成形技术而言，各种构形的成形结构构件是众所周知的，这些构件包括有梁。常规的梁有一个带对置翼缘的腹板部分，翼缘从腹板部分的两端沿大致垂直腹板部分的方向延伸。梁一般都是由钢铸件，例如铸锭加工成形的，即铸锭随后用已知的方法热加工成具有所需的成品尺寸和构形的梁结构。另一方面，梁也可以通过连续铸造工序来成形。该工序或者制成一种随后要进行热加工以制成梁的方坯或者生产出一种具有接近梁的最终构形横截面的成形截面铸件，尔后对该铸件进行一系列的热轧和冷轧以加工出具有成品尺寸和构形的梁制品。连续铸件的优点是一系列的工字梁异形坯可以在基本上连续操作的情况下由一炉或多炉钢水铸出。这样就能够实现能量节省，并且还能增加生产量。在钢铁工业中，术语“轧制工字梁用的异形坯”(本文以下简称为工字梁异形坯)指的是这样一种成型截面铸件，一种具有接近梁的构形的成型截面的半成品，这种半成品在经受进一步的轧制工序后就从半成品状态，即铸造状态转变成具有需要和要求的成品尺寸和特定的成品构形的成品。工字梁异形坯被用作生产各种成品结构构件形状的先驱物或原材料，这些结构构件包括有H型梁、工字梁(通常称为“I型梁”)，宽缘型梁，英国标准型梁、日本工业标准型梁、和钢轨断面件，这又包括有铁路、起重机和吊车台架的轨条。有钢铁制造技术中众所周知的是，热轧操作制得近似形状的坯件并将其轧制成具有成品尺寸的成形件，同时使钢的初始冶金和结晶状态改变成最终所需要的状态，它具有要求的结晶状态和形式。接着采用辅助工序来弄直具有成品尺寸和构形的构件并将其截成所需要的长度。这种工字梁异形坯的连续铸件的铸模有一条中央浇铸通道，该通道是以一对平行壁为界的，用来形成工字梁异形坯的腹板。在中央浇铸通道的两侧有一些辅助浇铸通道，这些通道在背离中央浇铸通道的方向上变宽。这些辅助或膨胀浇铸通道用来形成工字梁异形坯的翼缘或翼缘先驱物的内侧部分。每一个膨胀浇铸通道汇合成一个大体为矩形的终端浇铸通道，用来形成工字梁异形坯的翼缘或翼缘先驱物的外侧部分。早先对成形截面铸件的偿试，准确地说是对工字梁异形坯的铸造偿试最早报道于约1961年(N.N.Guglin,A.K.Provoring,G.F.Zasetskey和B.B.Gulyaev在1961年的Stal中作了报道)，其内容是在实验室规模上制造出的带有两个厚度不等(分别为30和40毫米)的支腿的仅仅125°的宽倾斜截面。该铸件的截面约为127cm2。这些实验最初并未显示出用于连续铸造方法的可行性。某些其它实验室工作后来曾由英国钢铁研究协会(BISRA)在其谢菲尔德实验室内完成(H.S.Marr,B.Witt、B.W.H.Marsden和R.I.Marshall，钢铁学会杂志，1966年12月)，生产出的成形截面铸件，包括有工字梁异形坯。英国专利第1049698号(1965)描述了对称和非对称的型材，这些型材包括与一般可以粗略地称为钢轨型截面，漏斗型截面和工字梁型截面近似的构形体。工字梁型截面铸件的截面面积平均为670cm2，其尺寸为464×254×76另外，BISRA与阿尔戈马钢铁公司(有限)(Algoma SteelCorporation,Ltd，地处加拿大、安大略省、苏圣玛丽)所进行的研究工作研究了采用英国专利1049698号中公开的技术将铸造的工字梁异坯轧制成通用宽缘工字梁的可能性。1968年在阿尔戈马安装了一台用于连续铸造这种工字梁异形坯的工业用双流装置。由这种装置铸造的工字梁异形坯的截面面积平均为845-1435cm2，具有各种组合尺寸，其中包括有451×305×102；559×267×102；775×356×102；673×260×102；和1164×356×102，大部分都具有近似的工字梁型横截面。随后至1968年这段时间，曾安装了许多特别用于生产工字梁异形坯的成形截面连续铸造装置，这些装置曾生产出三种著名型式的横截面坯件中的一种或更多种坯件。这些装置包括许多日本装置，其中有川崎钢铁公司在日本冈山水岛安装的四流大型钢坯和工字梁异形坯铸造机(工字梁异形坯的截面面积平均为1155cm2，其尺寸为460×400×120和560×287×120)；东京钢铁制造有限公司在日本四国Kohchi制作所安装的单流装置(工字梁异形坯的截面面积平均为820cm2，其尺寸为445×280×110；在日本姬路Yamato Kygyo KK的姬路制作所安装的单流装置(工字梁异形坯的截面面积平均为1100cm2，其尺寸为460×370×140)；和在日本福山Nippon Kohan kk的福山工厂安装的四流工字梁异形坯装置(工字梁异形坯的截面面积平均为1145-1165cm2，其尺寸为480×400×120)，以及许多欧洲和苏联的装置，其中包括在西德Huckingen-Duisbury曼内斯曼股份公司冶炼厂安装的装置(工字梁异形坯的截面面积平均为460cm2，其尺寸为350×210×80)；“苏联钢铁”1975年第11期上由O.V.Martynov,A.I.Mazun,IB.Forlova,S.M.Gorlov和L.S.Nechaev撰文介绍的苏联图拉研制发展工程(Research Development Works)的装置(工字梁异形坯的截面面积平均为550cm2，其尺寸为245×310×130，腹板长度短于翼缘高度)；1976年第7期上由V.T.Sladkoshteev,M.S.Gordienko、N.F.Gritsuk,R.V.Potanin和L.D.Kutsenko撰文介绍的苏联乌克兰金属研究院的装置(工字梁异坯的截面面积平均为520cm2，其尺寸为415×284×50)；和联合工国特伦特河畔斯托克，英国钢铁公司综合钢铁部的装置(工字梁异形坯的截面面积平均为790cm2，英尺寸为286×355×178mm，其腹板长度短于翼缘高度)。人们在各种各样的文章和论文中，还发表了其他有关成形截面铸件和用于生产工字梁异形坯(包括其他截面的坯料)的成形截面铸件的连续浇注装置的评论。其中有G.S.Lucenti在“钢铁工程师”中(1967年7月)，Y.Yagi,H.Fastert和H.Tokunaga在1975度钢铁工程师协会(AISE)年会中(俄亥俄州，克利夫兰)，K.Ushijima在“ISIJ学报”(1975年)第15期中；T.Saito,M.Kodama和K.Komoda在“国际钢铁”第48期(1975年10月)中；以及W.Puppe和H.Schenck在“钢铁95”第25期中(1975年12月4日)都发表了有关这方面的评论。哈特曼的欧洲专利申请第0297258号(已转让给SMS Schloemann-Siemag股份公司)公开了一种用于“梁轧制的预成型件(连续铸造的工字梁异形坯)的连续浇注的铸模，它与铸模腹板部分中的浸入式浇注水口一起使用。该铸模可任意地调整而与腹板高度、腹板厚度和翼缘厚度无关，以使上述三个尺寸都能变化从而生产出一种由一个腹板和两个翼缘构成的工字梁异形坯。哈特曼铸模在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续铸造态的工字梁异形坯制成的梁，所述工字梁异形坯包括一个腹板部分和多个从所述腹板部分相反的两端伸出的对置翼缘先驱物部分，所述腹板具有不大于约３英寸的平均厚度，所述翼缘先驱物部分的每一个具有不大于约３英寸的平均厚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戈登E福沃德，利博F罗斯蒂克，莱德M施梅尔素，
申请(专利权)人：查帕拉尔钢铁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]