專利名稱：小坯料連鑄設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小坯料特別是小鋼坯連鑄設(shè)備，它具有一個熔融金屬供料容器，熔融金屬由它導(dǎo)入一固定安裝的結(jié)晶器；以及若干個按澆注方向安裝在結(jié)晶器后的足輥，后者通過對連鑄坯起變形作用的支承措施，將連鑄坯直到它完全凝固這樣地減小到它的橫截面面積，以致于連鑄坯在基本保持其周邊長度下變形成至少有4個角的多邊形橫截面形狀。
小鋼坯設(shè)備通常是通過一在分流器中具有自由落下的澆注流的嘴子澆鑄到結(jié)晶器中。這里用油作為連鑄坯的潤滑。
從EP0545510已知一生產(chǎn)軋制用坯的方法，在這方法中液體鋼澆注到一水冷的連鑄結(jié)晶器，鋼部分地在形成一環(huán)形凝固坯殼下，以連鑄坯橫截面的圓形或橢圓形凝固，其中這樣在結(jié)晶器中生產(chǎn)的連鑄坯在結(jié)晶器下通過支承裝置減小到它的橫截面。
從這個文件應(yīng)得出，使用了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的連鑄結(jié)晶器，也就是一個具有自由落下的澆注流嘴子和油作為潤滑劑。
從DE-OS2042897已知一種用連續(xù)鑄鋼設(shè)備上的澆注管澆注的裝置，其中至少一個澆注管的出口在以渣覆蓋的熔液面之下通入，其中澆注管為了防蝕由一耐熱圈包圍。
給出的例子的尺寸，特別是浸入式水口的出口的布置表明，這是涉及一鋼板坯連鑄設(shè)備的結(jié)晶器。
另外已知生產(chǎn)連鑄鋼小鋼坯和大鋼坯的連鑄設(shè)備，其結(jié)晶器入口的橫截面具有可使用正常的浸入式水口的尺寸。
本發(fā)明的目的在于，用簡單的結(jié)構(gòu)措施完成一個以到目前為止自由落下的澆注流澆注小鋼坯的連鑄設(shè)備，在這種設(shè)備中將減小液流在分流器和液面之間的再氧化，改善小鋼坯表面和改善凝固坯殼及結(jié)晶器表面的熱關(guān)系。
本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征達到這一目的。從屬權(quán)利要求表明本發(fā)明的有優(yōu)點的發(fā)展。
按本發(fā)明建議結(jié)晶器入口橫截面做成圓的、橢圓的到多邊形的，且小鋼坯的主要變形通過按澆注方向布置在結(jié)晶器之后的足輥才進行。這里涉及具有小于160mm、特別是在100mm以下的方坯規(guī)格的小鋼坯設(shè)備。
如果在這些主要是方規(guī)格中使用例如圓結(jié)晶器，則斷面和直徑增大達到127％。在這當預(yù)給定橫截面時有較大直徑的結(jié)晶器入口中放一浸入式水口，它以其外輪廓距結(jié)晶器內(nèi)壁等距離布置的方式伸入熔融金屬。往處于在結(jié)晶器內(nèi)壁與浸入式水口外殼之間的空間中的熔融金屬環(huán)形面上加入澆注保護渣。
用浸入式水口和澆注保護渣的澆注，在小鋼坯設(shè)備中除了防止液流在分流器與液面之間再氧化外，通過在凝固坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁之間的渣膜導(dǎo)致相匹配的和大大減小的熱傳導(dǎo)，這種柔和的冷卻導(dǎo)致形成具有以下優(yōu)點的凝固坯殼-凝固坯殼承受較小的由大的溫差引起的應(yīng)力。
-熱凝固坯殼特別好的貼緊在結(jié)晶器內(nèi)壁上。
-凝固坯殼本身可以承受更好的延伸而不斷裂。
-收縮并凝固坯殼負荷明顯地減小。
另外結(jié)晶器表面可有低的溫度，并由此結(jié)晶器可有較長的壽命。如果例如使用一直徑為102mm的圓結(jié)晶器，則這個橫截面具有同小鋼坯方形規(guī)格為80mm方相同的周邊長。
通過較大的直徑102mm將可以把一浸入式水口以在整個圓周360°上離結(jié)晶器壁20mm的相同距離插入液面。這樣的浸入式水口為了達到希望的壽命在具有澆注效率要求的內(nèi)徑的同時可有20mm的壁厚。由這大的壁厚在形成澆注面上的足夠的澆注渣的同時，可達到8至10小時的澆注時間。澆注渣形成是對結(jié)晶器中形成渣膜、并由此而對降低的和相匹配的熱流負責(zé)的。
在一盡可能不變、例如3米/分鐘的澆注速度下，可保證澆注渣的提供。這甚至隨坯厚的增大和相等的澆注速度而升高，后者是由浸入式水口和結(jié)晶器間的距離的增大決定的。
從在結(jié)晶器中的圓規(guī)格到在結(jié)晶器下面等效方規(guī)格的鑄軋技術(shù)導(dǎo)致約21％的斷面減小，且由此而同時導(dǎo)致在鑄坯內(nèi)部質(zhì)量就以下方面的變化-減弱宏觀偏析-減小晶粒-促成直到中心的球狀凝固-從減弱到防止中心疏松圓規(guī)格由于在結(jié)晶器中的更精細的和均勻的進行，即使在更高的澆注速度達12米/分鐘時也允許有以下結(jié)果的更可靠的澆注-減小斷裂率-同時增大澆注速度使用浸入式水口使通過塞棒或擋板的分流器關(guān)閉控制的使用成為可能。由此代替在小鋼坯設(shè)備中通常的排放控制的連續(xù)鑄造，可避免澆注速度的不恒定性，后者一般由分流器嘴子在澆注中改變決定的，例如避免通過嘴子開口的阻塞或侵蝕而產(chǎn)生不想要的澆注速度的減小或增大。
通過使用分流器關(guān)閉控制和澆注保護渣將有利地影響澆注效率、澆注時間、內(nèi)部質(zhì)量和尤其是表面質(zhì)量。例如，按提出的連鑄設(shè)備澆注的小鋼坯較小傾向于內(nèi)裂，但也不傾向于表面裂紋，特別是縱向裂紋，以及沉陷以及凝固坯殼撓曲，例如菱形。
除了上述優(yōu)點外，也可澆注鋁鎮(zhèn)靜的鋼，這是由使用浸入式水口和澆注保護渣奠定的減少液流再氧化所決定的。
本發(fā)明的一個例子結(jié)合附圖加以說明。附圖中

圖1 帶有一個整體的浸入式水口的結(jié)晶器圖2帶一個兩部分組成的浸入式水口和一個保護渣導(dǎo)入裝置的結(jié)晶器圖1示出熔融金屬供料容器10的孔磚，通過一鋼板外殼13向其中插入了一個整體浸入式水口31，浸入式水口31的出口浸入一裝有熔融金屬M的結(jié)晶器41，在浸入式水口外殼33和結(jié)晶器殼42之間環(huán)形地形成熔融金屬表面。
結(jié)晶器41有冷卻通道43。
在結(jié)晶器之下設(shè)有變形元件71，這里是呈壓緊輥(71至74)形式的，其中在該情況下第4個壓緊輥未表示出。以這至少4個變形元件(壓緊輥71至74)將使連鑄坯變形為一相對于橫截面具有較大的比表面的形狀。
圖2示出一個具有孔磚的熔融金屬供料容器10。在孔磚中設(shè)有一導(dǎo)入管12，它穿過一鋼板外殼13。在導(dǎo)入管12的出口可形鎖合地裝上一夾持板14，它通過夾持螺栓可與一下夾持板15連接。
下夾持板15圍繞一由兩部份組成的侵入式水口35的凸緣32。
浸入式水口35伸出裝有金屬M的結(jié)晶器41。
在該圖2中導(dǎo)入管12的入口可由一塞棒21關(guān)閉。
在結(jié)晶器41之上設(shè)有一保護渣斗57，它裝有保護渣P，后者通過一閘門58可導(dǎo)到處在結(jié)晶器41中的液態(tài)金屬M的表面上。
在該情況下保護渣導(dǎo)向一流槽53，后者有一齒環(huán)，它與一齒輪55相嚙合，齒輪55通過一電機56驅(qū)動。圍繞浸入式水口35的流槽53有一位于流槽底部的進料管52，它伸到緊靠浮在金屬M上的保護渣P之上。
影響進料管52在結(jié)晶器內(nèi)的角位的電機56的旋轉(zhuǎn)運動及由閘門驅(qū)動裝置59促成的保護渣P的量，將由一測量和控制裝置63啟動，后者通過控制線路64，65與驅(qū)動裝置56，59相聯(lián)接。測量和控制裝置63在測量技術(shù)方面通過測量線路62與一布置在結(jié)晶器41上的熱電偶61相聯(lián)接。
通過液體熔融金屬M與結(jié)晶器內(nèi)壁42的接觸，形成坯殼E。在坯殼E和結(jié)晶器內(nèi)壁42之間有為潤滑考慮的渣S。
附圖標記表熔融金屬供料容器11 孔磚12 導(dǎo)入管13 鋼板外殼14 上夾持板15 下夾持板16 夾持螺栓關(guān)閉元件21 塞棒熔融金屬供料元件31 整體浸入式水口32 凸緣33 浸入式水口外殼34 外棱邊35 兩部分組成的浸入式水口結(jié)晶器裝置41 結(jié)晶器42 結(jié)晶器內(nèi)殼43 冷卻通道保護渣輸入裝置51 輸送管52 進料管53 流槽54 齒環(huán)55 齒輪56 電機57 保護渣斗58 閘門59 閘門驅(qū)動裝置61 熱電偶62 測量線路63 測量和控制裝置64 控制線路，用于控制閘門驅(qū)動裝置5965 控制線路，用于控制電機56變形裝置71至74 變形元件/壓緊輥a 方形坯的邊長b 距離E 殼S 渣M 熔融金屬P 保護渣
權(quán)利要求
1.小坯料、特別是小鋼坯連鑄設(shè)備，帶有一個熔融金屬供料容器，熔融金屬由它導(dǎo)入固定安裝的結(jié)晶器，并有按澆注方向安裝在結(jié)晶器后的若干足輥，后者通過對連鑄坯起變形作用的支承措施這樣地減小到連鑄坯的橫截面面積，即，使連鑄坯在基本保持其周邊長度下變形成至少有4個角的多邊形橫截面形狀，其特征為橫截面至少在結(jié)晶器(41)的進口區(qū)有一多邊形、橢圓形到圓形輪廓，其中這個橫截面的周長小于640mm，相應(yīng)于一邊長a≤160mm的小鋼坯的方規(guī)格；并且一個與熔融金屬供料容器(10)連接的浸入式水口(31或35)伸入結(jié)晶器(41)，浸入式水口的外邊與結(jié)晶器(41)的內(nèi)壁做成是等距離的。
2.按照權(quán)利要求1的連鑄設(shè)備，其特征為設(shè)有輸送元件(51，52)，用它們將保護渣(P)引到位于結(jié)晶器內(nèi)殼(42)和浸入式水口(31或35)的浸入式水口外殼(33)之間的熔融金屬(M)的環(huán)形面上。
3.按照權(quán)利要求1的連鑄設(shè)備，其特征為浸入式水口(31或35)的表面以及結(jié)晶器(41)的內(nèi)表面具有一可達到12米/分鐘澆注速度的尺寸。
4.按照前述權(quán)利要求之一的連鑄設(shè)備，其特征為浸入式水口(33或35)的外徑是選擇為，使結(jié)晶器內(nèi)殼(42)到浸入式水口外殼(33)的距離為b＝0.25-0.4×aa＝凝固小鋼坯的邊長
5.按照前述權(quán)利要求之一的連鑄設(shè)備，其特征為浸入式水口(31或35)可通過一關(guān)閉元件(21)關(guān)閉，例如通過一塞棒或閘門。
6.按照權(quán)利要求2的連鑄設(shè)備，其特征為作為輸送元件至少設(shè)有一進料管(52)，它可在圓圈上運動，可達到位于結(jié)晶器(41)內(nèi)的熔融金屬(M)之上的任意處。
7.按照權(quán)利要求6的連鑄設(shè)備，其特征為為進料管(52)的運動設(shè)有一電機(56)，它與熱電偶(61)相聯(lián)接，以便了解凝固坯殼(E)的表面溫度。
8.按照權(quán)利要求1至7中的一項的連鑄設(shè)備，其特征為按澆注方向在結(jié)晶器之后至少設(shè)有4個變形元件，例如壓緊輥(71)，它們相互間以以下方式布置，以使凝固坯變形為相對于橫截面有較大的比表面的形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一小坯料、特別是小鋼坯連鑄設(shè)備,帶有一個熔融金屬供料容器,熔融金屬由它導(dǎo)入一固定安裝的結(jié)晶器,并有按澆注方向安裝在結(jié)晶器后的足輥,后者通過對連鑄坯起變形作用的支承措施,將連鑄坯直到它完全凝固這樣地減小到它的橫截面面積,使連鑄坯在基本保持其周邊長度下變形成至少有4個角的多邊形橫截面形狀。按本發(fā)明橫截面至少在結(jié)晶器(41)的入口區(qū)有一多邊形、橢圓形到圓形輪廓,其中這個橫截面的周長小于640mm,相應(yīng)于一個邊長a≤160mm的小鋼坯的方規(guī)格,并且一個與熔融金屬供料容器(10)連接的浸入式水口(31或35)伸入結(jié)晶器(41),浸入式水口的外邊與結(jié)晶器(41)的內(nèi)壁做成是等距離的。
文檔編號B22D11/12GK1229374SQ97194469
公開日1999年9月22日 申請日期1997年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月10日
發(fā)明者弗里茨·P·普萊希斯赫尼格 申請人:曼內(nèi)斯曼股份公司