用于控制用于薄平板的连续铸造的结晶器中的液体金属流的工艺和设备制造技术

本发明专利技术涉及用于控制用于薄板的连续铸造的结晶器中的液体金属流的分布的工艺。特别地，工艺应用于包括界定用于液体金属池的内含容积的周边壁的结晶器，该液体金属池通过被放置在池的中部中的排放器是可置入的。工艺包括布置每个用于在所述池内产生制动区的多个电磁制动器，以及根据池内的液体金属的流体动力学条件的特征参数来把这些电磁制动器独立地或成组地激活。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制用于薄平板的连续铸造的结晶器中的液体金属流的工艺和设备专利
本专利技术涉及用于生产金属体的连续铸造工艺的领域。特别地，本专利技术涉及用于控制用于连续地铸造薄板的结晶器中的液体金属流的分布的工艺。本专利技术还涉及用于实施这样的工艺的设备。目前技术水平如已知的，连续铸造技术被广泛地用于具有各种形状和大小的金属体的生产，包括小于150mm厚的薄钢板。参照附图说明图1，这些半成品的连续铸造包括使用界定用于液体金属池4的容积的铜结晶器I。这样的容积通常包括具有与液体池相比相对大的截面的用于排放器3的引入的中央盆形部，以最小化引入的钢的速度。同等地已知的是，在这种类型的铸造中，获得结晶器中的流体的最优的分布是基本的，以便以高速度(例如高于4. 5m/min)铸造，并且从而确保高生产速率。正确的流体分布被进一步需要以确保铸件的借助于熔融粉末的正确的润滑以及避免“粘结”的风险，即使在结晶器的内壁上固化的表层22断裂直至液体金属从结晶器的可能的灾难性的泄漏的风险(“跑火”)，这使铸造线停止。如已知的，可能的粘结现象强烈地劣化半成品的品质。如在美国专利US6464154中描述的，例如，以及在图1中示出的，大多数的用于把液体金属引入结晶器中的排放器被配置为产生被向下导向的液体钢的两个中央射流5、5'以及被朝向池表面7 (也被称为弯液面)导向的两个次级再循环6、6'，其被熔融并且保护表面本身不受氧化的各种基于氧化物的铸造粉末的层大体上覆盖。这样的粉末层的液化部分，通过被引入结晶器的铜壁的内表面和表层之间，也促进铸件润滑。为了获得优良的内部流体动力学，已知对于获得在弯液面7处的平均地低于约0.5m/秒的液体金属的最大速度，以避免铸造粉末在固相或液相中的截留(将导致最终的产品上的缺陷)的需要。然而这些速度应当不低于约0.08m/秒，以避免将不允许粉末熔融从而尤其是在排放器和结晶器壁之间创造可能固化桥接的“冷点”的形成，以及粉末层的不正确的熔融，其导致对于铸件的不足够的润滑。这将明显地决定铸造性的已证实的问题。除了这些与速度有关的限制之外，已知对限制紧邻于弯液面的液体金属的波动性(主要被次级再循环6、6'导致的)的需要。这样的波动性应当优选地具有低于15_的最大的即时宽度和低于10_的平均宽度，以避免制成品中的被粉末的结合导致的缺陷以及通过熔融粉末的铸件润滑中的困难。后一情况可能甚至导致跑火现象。这些最优的铸造参数可以通过正常的连续铸造方法和装置被在弯液面表面上观察到。结晶器中的液体金属流的控制因此是在连续铸造工艺中最重要的。由于这种考虑，所使用的排放器具有对于控制通常在流速的某个范围内的流以及对于预确定的结晶器尺寸的优化的几何构型。在这些条件之外，结晶器不在可能发生的所有的多个铸造条件下都允许正确的流体动力学。例如，在高流速的情况下，向下射流5、5'和向上再循环6、6'可能是过度地高强度的，从而导致弯液面7的高速度和非最优的波动性。相反地，在低流速的情况下，向上再循环6、6'可能是过于弱的，从而决定铸造性问题。在另外的铸造条件下，如在图1A中图解地示出的，排放器可以被不正确地引入并且因此液体金属的流速是不对称的，或，例如，由于由在排放器的内壁上积聚的氧化物导致的部分不对称的堵塞的存在，流速是不对称的。在这些条件下，被朝向液体池的第一半部导向的流的速度和流速不同于被朝向另一个半部导向的流的速度和流速。这种危险情况可能导致使粉末层在弯液面的正确铸造受到阻碍的驻波的形成，从而导致具有对于铸件品质的有害后果的截留现象，以及甚至由不正确的润滑导致的跑火现象。各种方法和装置已经被开发以改进液体金属池中的流体动力学分布，这至少部分地解决了与比仅150_厚的常规板的铸造有关的这种问题。这些方法的第一类型包括，例如，线性电动机的使用，线性电动机的磁场被用于制动和/或加速熔融金属的内流。然而，已经观察到，使用线性电动机不是对于连续地铸造薄板非常有效的，在连续地铸造薄板中通常地界定结晶器的铜板是比常规板厚多于两倍，从而作为抵抗被线性电动机产生的交变磁场的穿透的屏蔽器起作用，从而使它们是对于产生在液体金属池中的制动力相当无效的。方法的第二类型包括使用直流电磁制动器，直流电磁制动器正常地被配置为排他地在精确的流体动力学条件的存在下制动和控制液体金属的内分布。在US6557623B2中描述的解决方案的情况下，例如，使用电磁制动器是对于仅在高流速的存在下减慢流有用的。在专利申请JP4344858中描述的装置代替地允许在高流速和低流速的存在下减慢液体金属，但是不允许矫正可能的不对称。某些装置，例如在申请EP09030946中描述的装置，允许矫正可能的流不对称(在图1A中图解地示出)，但是如果铸造在低流速发生的话是完全地无效的。在申请FR2772294中描述的装置提供典型地具有二相或三相线性电动机的形式的电磁制动器的使用。特别地，这样的制动器由以板的形式的铁磁性材料壳体(联板)组成，其界定空腔，与通常的实践形成对比的被直流电供应的导电体被容纳在空腔内部。铁磁性的壳体(联板)被安装在毗邻于结晶器的壁的位置中，使得被直流电供应的传导器产生静态磁场，专利技术人断言该静态磁场能够排他地通过以差异化的方式供电各种导电体来在液体金属池内运动。然而，已经看到，该技术解决方案不是高效率的，因为被传导器产生的磁通量，通过具有较小的磁阻的路径，一定朝向铁磁性的壳体(联板)封闭，从而再次地横贯液体池。这种条件不利地创造在液体金属池中的非期望的制动区。换句话说，使用在FR2772294中描述的解决方案，不可能获得在单一的区中集中的制动区，但是，相反地，被传导器产生的磁场被实质上再分布在金属液体池的大部分中，从而导致局部地更多的或更少的高强度。与在FR2772294中描述的解决方案和具有相似的构思的解决方案有关的与上文表明的缺点非常有关的另一个缺点涉及在延伸和几何构造的方面差异化液体金属池内的制动区的不可能性。这种缺点主要是由于传导器全部显示同一个几何截面并且限制其的铁磁性的壳体(联板)具有矩形的并且在所有的情况下规则的形状的事实。因此，汇总以上的，借助于在FR2772294中描述的解决方案，不仅不可能获得在液体金属池中的特定的完全地隔离的制动区，即被其中磁场不起作用的区围绕，而且也不可能在几何上差异化这样的特定的制动区。这些具有相同的几何构造，即在空间中的相同的延伸。日本专利JP61206550A指示使用电磁力发生器以减少在金属材料池的弯液面处的波的振荡。这样的发生器借助于根据波/振荡的宽度来激活的控制系统被激活，从而限制波/振荡的宽度。作为主动式控制系统，外加电流对于具体的铸造条件不是恒定的，而是相反地根据波动性来连续地变化。由于这种连续的电流变化性，在JP61206550A中描述的解决方案不允许对液体金属池的内区的，即距弯液面相对地有距离的，有效控制。概述本专利技术的主要目的是提供允许克服上文提到的缺点的用于控制在用于连续地铸造薄板的结晶器中的液体金属的流的工艺。在该任务的范围内，本专利技术的一个目的是提供在操作上灵活的，即允许在可以在铸造过程期间产生的各种流体动力学条件下控制液体金属流的工艺。另一个目的是提供可靠的并且易于以有竞争力的成本被实施的工艺。本专利技术因此涉及用于控制在用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.05 IT MI2010A0015001.一种用于在薄板的连续铸造中控制液体金属的流的工艺，其中提供 -结晶器(1)，其包括周边壁(16、16'、17、18)，所述周边壁(16、16'、17、18)界定用于液体金属池(4)的内含容积； -排放器(3)，其被在中央地布置在所述池(4)中以排放所述液体金属； -第一电磁制动器(10')，其用于在所述池(4)的中央部分(41)中紧邻于所述液体金属从所述排放器(3)离开的出口节段(27)产生第一制动区(10)，所述中央部分(41)被界定在所述结晶器(I)的两个周边前壁(16、16')之间； -第二电磁制动器(11')，其用于在所述池(4)的所述中央部分(41)中在所述第一制动区(10)下方的位置中产生第二制动区(11)； -第三电磁制动器(12')，其用于在所述池(4)的第一侧部分(42)中在所述中央部分(41)和实质上正交于所述前壁(16、16')的第一周边侧壁(17)之间产生第三制动区(12)； -第四电磁制动器(13')，其用于在所述池(4)的第二侧部分(43)内产生第四制动区(13)，所述第二侧部分(43)关于实质上正交于所述前周边壁(16、16')的对称平面(A-A)与所述池(4)的所述第一侧部分(42)对称； -第五电磁制动器(14')，其用于主要在所述池(4)的所述第一侧部分(42)中在主要在所述第三制动区(12)下方的位置中产生第五制动区(14)； -第六电磁制动器(15')，其用于在所述池(4)的所述第二侧部分(43)中在主要在所述第四制动区(13)下方的位置中产生第六制动区(15)； 其中所述工艺包括根据所述液体金属在所述池(4)中的流体动力学条件的特征参数来独立地或成组地激活所述制动区(10、11、12、13、14、15)。2.根据权利要求1所述的工艺，其中当紧邻于所述池(4)的表面(7)的所述液体金属的速度低于第一基准值时，提供所述第一制动区(10)的激活，以及如果在所述第一制动区(10)激活时所述液体金属的所述速度慢于比所述第一基准值高的第二基准值，则提供所述第三制动区(12)和所述第四制动区(13)的激活。3.根据权利要求1所述的工艺，其中如果朝向所述侧部分(43、42)中的第一个导向的液体金属的流速高于朝向所述侧部分(42、43)中的第二个导向的流速，则提供位于所述池(4)的所述侧部分(43、42)中的第一个中的所述制动区(12、14、13、15)的激活。4.根据权利要求3所述的工艺，其中与具有液体金属的最高流速的所述侧部分(43)相关的所述制动区(13、15)被激活，从而相对于与具有最低流速的另一侧部分(42)相关的所述制动区(12、14)产生较高的制动作用。5.根据权利要求1所述的工艺，其中与所述池(4)的所述侧部分(43、42)相关的所述制动区(12、14、13、15)的激活当紧邻于所述池⑷的表面(7)的所述液体金属的速度和波动性超出预确定的基准值时被提供，所述第三制动区(12)和所述第四制动区(13)被激活从而相对于所述第五制动区(14)和所述第六制动区(15)产生较高的制动作用。6.根据权利要求5所述的工艺，其中所述第二制动区(11)的激活被提供。7.根据权利要求1所述的工艺，其中与所述池(4)的所述侧部分(43、42)相关的所述制动区(12、14、13、15)的激活当紧邻于所述池(4)的表面(7)的所述液体金属的速度超出预确定的基准值时被提供。8.根据权利要求7所述的工艺，其中所述第二制动区(11)的激活被提供。9.根据权利要求1所述的工艺，其中提供对于以下的激活 -在所述池(4)的所述第一侧部分(42)中可激活...

【专利技术属性】
技术研发人员：法比奥·瓜斯蒂尼，安德烈·科杜蒂，米歇尔·米宁，法比奥·范切特，
申请(专利权)人：丹尼尔和科菲森梅克尼齐有限公司，
类型：
国别省市：