專利名稱：用于引導(dǎo)和定向在用于大尺寸的圓型材的連續(xù)鑄造設(shè)備中的坯料的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于引導(dǎo)和定向在用于大尺寸的由鋼或類似的材料制成的圓型材 (Rundprofil)的連續(xù)鑄造設(shè)備中的坯料的一種方法和一種裝置。
背景技術(shù)：
圓型材是帶有近似圓形的或橢圓形的橫截面的產(chǎn)品，其具有連續(xù)彎曲的外表面，并且因此不同于帶有多邊形的橫截面的型材而是無棱邊的。由此對于它產(chǎn)生了不同于對于帶有多邊形的坯料橫截面的型材的條件。在后者中，主要的問題是，澆鑄坯料 (Giessstrang)在固化過程中在棱邊處比在寬側(cè)處冷卻更快速，這帶來在棱邊區(qū)域中形成裂紋的危險。該危險很大程度上不依賴于型材的規(guī)格尺寸而存在，并且但是它尤其在從坯料的半徑到延伸部的過渡處存在。為了避免形成裂紋，必需的是，通過熱能的有目的的供給沿著整個引導(dǎo)道(Fuehrimgsstrecke)加溫型材的棱邊區(qū)域。這種方法在文件WO 2007/131584 Al 中公開。對于無棱邊的型材，該問題不存在，因為它的質(zhì)量在周向上均勻地分布并且不存在被從兩側(cè)冷卻的棱邊。在該方面，圓形的或橢圓形的型材的連續(xù)澆鑄原理上是無問題的。 對于大尺寸的圓型材，而在坯料引導(dǎo)部中產(chǎn)生了該問題，對于它們，在坯料的外表面處熔融物的冷卻和凝固與坯料核心相比更快速地實現(xiàn)。即坯料一方面必須被非常強烈地冷卻，因此坯料核心也充分地冷卻和凝固。但是坯料的外表面層由此冷卻得更強烈。從鑄模出來的坯料經(jīng)過一個或多個定向點從在鑄模出口處的豎直方向彎折到水平方向上。為了保持空間需求和設(shè)備成本較小，追求盡可能小的彎曲半徑。這在定向過程中導(dǎo)致在下側(cè)上的高的壓應(yīng)力或?qū)е略跐茶T坯料的上側(cè)上的相應(yīng)的拉應(yīng)力。尤其對于大尺寸的型材，由于所描述的溫度比例，在坯料橫截面內(nèi)部存在該危險，即拉應(yīng)力引起在坯料表面 (Strangmantel)的上側(cè)上的裂紋，盡管該區(qū)域本身暴露于與其余的坯料表面相同的均勻的冷卻。此外，在非常大的圓型材中澆鑄速度非常小。由此，提高了形成裂紋的危險，這是因為坯料的表面溫度由于緩慢的澆鑄而更低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免該缺點并且提供之前提到的類型的一種方法和一種裝置， 其對于大尺寸的圓形型材也確保了澆鑄坯料沿著定向道的無裂紋的彎折。該目的根據(jù)本發(fā)明由此實現(xiàn)，即坯料表面在定向道內(nèi)至少在上側(cè)被加熱。尤其地，在那里出現(xiàn)的拉應(yīng)力由此可減小到這種程度，即坯料在定向時經(jīng)受住而無裂紋形成，而坯料核心很大程度上保持相應(yīng)達到的固化率不變。坯料表面在側(cè)向上很大程度上為無應(yīng)力的。盡管如此，為了簡單的運行方式，本發(fā)明設(shè)置成在全周向上加熱坯料表面。加熱功率根據(jù)本發(fā)明可匹配在坯料表面中沿著定向道局部地出現(xiàn)的應(yīng)力。以該方式可能在方法技術(shù)上優(yōu)化設(shè)備的運行方式。在該意義下，根據(jù)本發(fā)明還設(shè)置成，坯料表面在定向道的多個優(yōu)選地均勻布置的部分區(qū)域中被加熱。由此，加熱功率可匹配在各個定向道截段中的不同的要求。在坯料定向時出現(xiàn)的應(yīng)力自然在坯料引導(dǎo)部的延伸部的區(qū)域中特別地大。出于該理由，本發(fā)明設(shè)置成優(yōu)選地在整個定向道截段中加熱坯料表面。為了均勻的、可靈敏控制的并且愛惜坯料表面的加熱，本發(fā)明還設(shè)置成，坯料表面通過在多孔的組織中的空氣/燃氣混合物的燃燒和將產(chǎn)生的熱的廢氣吹到坯料表面上而被加熱。由此產(chǎn)生了無火焰的、定體積的(volumetrisch)燃燒，其帶有能量載體的可良好控制的并穩(wěn)定的燃燒、能量到輻射能量的高的轉(zhuǎn)化率、所引入的熱能的大的調(diào)節(jié)范圍以及大面積流出的廢氣。用于執(zhí)行該方法的根據(jù)本發(fā)明的裝置具有帶有填充有陶瓷泡沫或類似的結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器的至少一個多孔燃燒器，它的熱的廢氣全周向地環(huán)流于坯料表面。因為裂紋危險根據(jù)經(jīng)驗在坯料表面的上側(cè)上更大，所以適宜的是將反應(yīng)器的流出開口有目的地對準(zhǔn)那里， 由此熱的廢氣可首先最強烈地加熱有裂紋危險的坯料區(qū)域。因為裂紋危險尤其在定向驅(qū)動裝置(Richttreibereinrichtimg)內(nèi)部在流出側(cè)的坯料引導(dǎo)部區(qū)域中是最大的，本發(fā)明設(shè)置成使該裝置裝備有帶有多個優(yōu)選地均勻分布地布置的多孔燃燒器，多孔燃燒器安置在定向驅(qū)動裝置的矯正輥副(Richtwalzenpaar)之間的間隙中。這種裝置一方面節(jié)省空間并且另一方面使?jié)茶T坯料的精確協(xié)調(diào)的加熱成為可能。對于特別大的規(guī)格，在本發(fā)明的意義中適宜的是，該裝置附加地設(shè)有至少一個布置在定向驅(qū)動裝置之前的多孔燃燒器。由此，形成裂紋危險通過坯料引導(dǎo)部的更長的截段來預(yù)防。


接下來參考附圖根據(jù)實施例詳細地闡述本發(fā)明。其中圖1在側(cè)視圖中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的引導(dǎo)和定向裝置，以及圖2同樣示意性地在截面中并放大地示出了用于來自圖1的裝置的多孔燃燒器。
具體實施例方式在圖1中所顯示的引導(dǎo)和定向裝置1是用于生產(chǎn)由鋼或者類似的材料制成的大尺寸的圓型材的連續(xù)鑄造設(shè)備的一部分。熔化的鋼被供給給鑄模2，在它的鑄模出口 3處聯(lián)接有坯料引導(dǎo)部4。從鑄模2出來的澆鑄坯料5在引導(dǎo)道的上部的截段中被引導(dǎo)通過長形的孔道元件6a至6d，在其中澆鑄坯料5據(jù)此被絕緣或加溫。這些孔道元件6a至6d可四周封閉或者有利地設(shè)計成下面開放。前三個孔道元件6a至6c例如可構(gòu)造成使得實現(xiàn)運行通過它們的坯料的冷卻，然而在接下來的孔道元件6d中引起了無冷卻的絕緣或甚至坯料的加熱。在引導(dǎo)道的聯(lián)接在此處的截段中，布置有帶有矯正輥副7a至幾的定向驅(qū)動裝置 7。在它們之間安裝有其它的狹長的孔道元件8a至Sg。同時在外部硬化的澆鑄坯料5在那里利用矯正輥副7a至來定向，并且被供給給聯(lián)接在此處的減徑機(ReduzierwalzwerkM。
孔道元件8b、8d和8f裝備有多孔燃燒器10。該燃燒器中的一個示意性地在圖2 中示出?？椎涝?b、8d和8f具有上蓋壁11，相應(yīng)的多孔燃燒器10安置在其上。優(yōu)選地， 在這些孔道元件8b、8d和8f的下側(cè)上相應(yīng)地也設(shè)置有未詳細顯示的壁(其有利地帶有開口等)，使得這些孔道元件更好地絕緣。該多孔燃燒器10主要包括燃燒氣體及空氣供給接口 12和聯(lián)接在其處的反應(yīng)室 13，其填滿有由多孔的陶瓷泡沫構(gòu)成的填充物14。在那里預(yù)混合的燃燒氣體/空氣混合物的燃燒反應(yīng)以無火焰的定體積的燃燒的結(jié)果結(jié)束。從反應(yīng)室13流出的廢氣全周向地環(huán)流于澆鑄坯料5，并且有利地在上部的區(qū)域中比在下側(cè)上更多地加熱坯料表面15，而不以值得注意的程度同時加熱坯料核心16。多孔燃燒器10使能量載體的非常良好地可控制的并穩(wěn)定的燃燒、能量到輻射能量的非常高的轉(zhuǎn)化率、均勻地并且大面積地流出的廢氣以及所引入的熱能的非常高的調(diào)節(jié)范圍成為可能，使得單獨的燃燒器的加熱功率可良好地匹配局部給定的要求。在定向驅(qū)動裝置7之前，在坯料引導(dǎo)部的長形的孔道元件6d中布置有附加的多孔燃燒器17。它與定向驅(qū)動裝置7的多孔燃燒器10完全一樣地來構(gòu)造，并且具有與其同樣的功能，即加熱坯料表面15，以便也在那里避免形成裂紋的危險。因為該危險隨著固化過程的進展而增大，所以無論如何適宜的是將多孔燃燒器10或17布置在坯料引導(dǎo)部的流出側(cè)的區(qū)域中，在其中，坯料表面已經(jīng)以顯著的程度硬化。在該意義中當(dāng)然在定向驅(qū)動裝置內(nèi)部和外部也可考慮其它的燃燒器布置，相應(yīng)地匹配各自的條件。同樣在本發(fā)明的框架中可能的是，不同于所描述的實施形式來設(shè)計燃燒器，只要它適合于在周向上均勻地加熱坯料表面的上側(cè)和下側(cè)。在該方面，所描述的實施形式具有該優(yōu)點，即從反應(yīng)器13流出的熱的廢氣直接地加熱坯料的最強烈受裂紋危險的上側(cè)，而受裂紋危險更小的下側(cè)僅接下來通過不完全如此熱的廢氣被加熱。加熱功率的控制在單獨的燃燒器中依賴于它在定向道中的位置來實現(xiàn)。為了該目的，沿著坯料引導(dǎo)部設(shè)置有溫度傳感器18。所描述的設(shè)備裝備有從鑄模出口 3直至定向驅(qū)動裝置7的出口的連續(xù)彎曲的坯料引導(dǎo)部。但是當(dāng)然本發(fā)明也可應(yīng)用在這樣的設(shè)備中，它的坯料引導(dǎo)部在鑄模出口之后首先豎直地伸延，以便才接下來過渡到彎曲的引導(dǎo)道中。理論上，也可實現(xiàn)坯料表面僅在其上側(cè)上的加熱，由此至少減少這些在坯料伸展時產(chǎn)生的拉應(yīng)力。
權(quán)利要求
1.一種用于引導(dǎo)和定向在用于由鋼或類似的材料制成的大尺寸的圓型材的連續(xù)鑄造設(shè)備中的坯料的方法，其特征在于，坯料表面(1 在定向道內(nèi)被加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述坯料表面((1 被全周向地加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，加熱功率匹配于在所述坯料表面 (15)中沿著所述定向道局部地出現(xiàn)的膨脹。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述坯料表面(1 在所述定向道的多個優(yōu)選地均勻地布置的部分區(qū)域(8b，8d，8f)中被加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述坯料表面(1 通過在多孔的組織(14)中的空氣/燃氣混合物的燃燒和將熱的廢氣吹到所述坯料表面(1 上而被加熱。
6.一種用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法的裝置，其特征在于，所述裝置具有至少一個帶有填充有陶瓷泡沫或類似的結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器(13)的多孔燃燒器(10，17)， 它的熱的廢氣至少在所述坯料表面(15)的上側(cè)上作用所述坯料表面(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器室(13)的流出開口對準(zhǔn)所述坯料表面(15)的上側(cè)，使得在所述罩殼的上側(cè)上實現(xiàn)比在它的下側(cè)上更大的加溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有位于出料側(cè)的坯料引導(dǎo)部區(qū)域中的帶有多個優(yōu)選地均勻分布地布置的多孔燃燒器(10)的定向驅(qū)動裝置(7)，所述多孔燃燒器(10)安裝到所述定向驅(qū)動裝置(7)的矯正輥副(7a至7h)之間的間隙中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置設(shè)有附加地布置在所述定向驅(qū)動裝置(7)之前的至少一個多孔燃燒器(17)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項所述的裝置，其特征在于，所述至少一個多孔燃燒器 (10，17)相應(yīng)地關(guān)聯(lián)有至少部分地包圍所述坯料表面(1 的孔道元件(8b，8d和8f)，該廢氣圍繞所述坯料表面被引導(dǎo)通過所述孔道元件(8b，8d和8f)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項所述的裝置，其特征在于，從鑄模( 出來的澆鑄坯料(5)在引導(dǎo)道的上部的截段中被引導(dǎo)通過優(yōu)選地多個長形的孔道元件(6a至6d)，在所述孔道元件(6a至6d)中所述澆鑄坯料( 據(jù)此被絕緣或加溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于引導(dǎo)和定向在用于由鋼或類似的材料制成的大尺寸的圓型材的連續(xù)鑄造設(shè)備中的坯料(5)的方法和裝置。為了避免在定向坯料時形成裂紋，坯料表面(15)在定向道內(nèi)在上側(cè)和下側(cè)被加熱。為了該目的，在定向道的出料側(cè)的截段中布置有多孔燃燒器(10，17)，它的熱的廢氣全周向地環(huán)流于坯料表面(15)。
文檔編號B22D11/128GK102481624SQ201080025038
公開日2012年5月30日 申請日期2010年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者K·馮艾納滕, T·梅爾 申請人:Sms康卡斯特股份公司