CN101321596B

CN101321596B - 金属带生产设备

Info

Publication number: CN101321596B
Application number: CN2006800457561A
Authority: CN
Inventors: 努瑞丁·卡帕甲; 阿尔弗雷多·伯罗尼
Original assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Current assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2026-12-05
Also published as: RU2008127366A; DE602006012542D1; ATE458567T1; US20090020258A1; EP1963037A1; CN101321596A; US8033318B2; ITMI20052328A1; KR20080081168A; RU2401177C2; KR101364107B1; EP1963037B1; WO2007065895A1

Abstract

用于连铸厚板、块钢或类似钢产品的设备，包括一个连铸锭模，以及一个设于锭模下方铸件两侧，即内弧面和外弧面的牵制引导轧辊。轧辊被设为至少三个纵排，且其轴长均短于铸件的宽度。中央纵排轧辊优选与侧面纵排轧辊交错排列进而减少作用在锭模出口产品液芯上的铁水静压力导致的膨胀。此外，邻近轧辊的间距优选是不同值进而不会产生单一频率的膨胀压曲。

Description

金属带生产设备

技术领域：

本发明涉及连铸厚板、块材或其它类似产品的生产设备。

背景技术：

已经知道一些用于连铸厚板或块材的现有设备。这些设备使用设置于锭模下的牵制和引导轧辊用于支撑，并沿着在产品下的弯曲退出锭模，同时钢体发生固化。在从锭模退出，铸件只是局部固化并且成为固化的外部(称为皮或壳)，所述固化外部的厚度随与锭模出口的距离而增长，所述铸件还包括一个液体部分，称为芯或金属芯。基于设备铸造速度，固化的终点(即金属芯的尖)与锭模出口部分的距离或长或短。由于连续尝试增加铸造速度以提高设备产量，金属芯的长度显得很重要。

由于出自锭模的铸件内部存在液态钢，存在铁水静压力，该压力从内向外施压，使得表皮在没有被牵制和主动轧辊支撑的延伸区域变形：由于这个铁水静压力，在任意邻近两排轧辊之间的铸件表面形成膨胀。这个现象就是“静态膨胀”。

由于存在这样的膨胀导致了一个问题，在沿轧道抬升厚板时轧辊压曲膨胀处使得液态钢向上冲击。这个震动被传递到整个液态金属区引发锭模内弯液面的脉动。这个现象称为“动态膨胀”，该现象随铸造速度增加而被放大；弯液面摆动可能高到不可能控制锭模的水平进而需要中断铸造进程，产生损失。在最糟情况，弯液面摆动可以导致液态钢从锭模中泄漏出来。

由于动态膨胀导致的另一个缺点涉及内部和浅皮裂纹，这是由于皮的周期性膨胀而形成的；这些裂纹使得最终产物存在缺陷，而皮的破裂可使得液态钢易于泄漏，这个现象就是“漏钢”。

美国专利6308769公开了一种可以解决上述问题的铸造设备，其描述了一种铸造设备，在其中厚板引导装置紧随锭模出口。装置由一些支撑一系列轧辊(组成厚板牵制引导)的片架组成。在一边的轧辊的设置使得其轴与厚板的相对边交错排列；轧辊在所有边上的间距保持恒定。这个特殊的设置为存在液芯的厚板延伸而保持。不管怎样，这个解决方案并不能满足铸造速度超高的情况。事实上，通过轧辊间膨胀通道，导致震动连续发生，这个震动还源于在两个邻近轧辊间出现大的膨胀。图1A显示了美国专利6308769所述铸造设备的主视图，显示了两个轧辊之间膨胀现象区域范围，距离为恒定间距″p″，以虚线所示。

此外，前述文件所设想的轧辊交错设置没有使其可以实施“软缩减”以降低厚板在锭模出口的厚度以提高内部品质。

因此需要克服这些缺陷的用于金属产品连铸的设备。

发明内容：

本发明的首要目的是制造用于连铸金属制品(下文中通称连续锭)的设备，其可以预防和/或减少液态钢通过位于锭模下方的牵制轧辊之间的通道的震动现象以及铁水静压力所形成的表皮膨胀现象。

本发明第二目的是尽可能限制由铁水静压力引起的两个邻近轧辊之间的表皮变形。

本发明再一个目的是最小化前述动态膨胀现象，即使在高铸造速度下，进而提高设备产量同时获得更好的最终产品质量。

本发明目的在于通过制造一个用于连铸连续钢锭的设备来解决前述问题和实现前述目的，所述连续钢锭优选但非排他的为厚板、块钢或类似产品，所述设备包括一个连铸锭模(其限定了一个垂直铸造轴)，一个连续锭引导装置(置于锭模下方，且在其中复数个转动轧辊成一体地绕其各自水平转动轴(设于相对于铸造轴的连续锭两个相对边))，所述轧辊具有连续锭引导功能，每个所述轧辊的轴向长度小于所述相对边的长度(基于平行于转动轴所测量的)，特征在于在所述两个相对边中的每一个上，所述轧辊沿至少3个平行于铸造轴的不同排设置，以形成对钢锭的引导，其中第一轧辊排被置于邻近钢锭第一转角的区域，其中至少一个第二轧辊排被置于靠近铸造轴的中央区域，其中第三轧辊排被置于邻近第二钢锭转角的区域，其中两个第一邻近轧辊的转动轴以预设距离彼此间隔设置，其中两个第二邻近轧辊的转动轴以预设距离彼此间隔设置，其中两个第三邻近轧辊的转动轴以预设距离彼此间隔设置，其中第二轧辊的转动轴相对于第一轧辊的转动轴和第三轧辊的转动轴都被隔开。

从属权利要求描述了本发明的优选实施例，其中一个变化是，设置在钢锭转角邻近处的轧辊排的相邻轧辊的轴之间的第一距离沿铸造线不同，所述距离可以规则变化也可以无规则变化，以利于阻尼液态钢的震动频率和弯液面的扰动。

另一实施例中，设置于与钢锭中央相应排的相邻轧辊的轴之间的距离可沿铸造线不同，这个距离可以是同设置在钢锭转角邻近处的轧辊排的相邻轧辊的轴之间的距离相同或不同。

在本发明的设备的另一实施例中，设置于与转角相应的排的邻近轧辊之间的距离与设置于钢锭中央轧辊排的邻近轧辊之间的距离彼此不同，进一步增加沿钢锭第一段轧辊排列的无规则性。

在本发明另一个实施例中，沿转角的排的轧辊间距和/或连续钢锭中央处轧辊的间距不同，这个不同基于它们被设置在钢锭的内弧面或外弧面。

轧辊间距的不同变化中的每一个都使得有效阻尼弯液面的震动现象并有利于改进铸造工艺。

本发明的设备的一个优点在于液态钢的铁水静压力在邻近轧辊之间作用的区域相对于现有技术而言尺寸很小，进而减少了整体膨胀变形区域。

在邻近轧辊之间导入不同量级的间距意味着轧辊不会引起单一频率的膨胀压曲，进而可以阻尼液态钢的向上脉动频率。

因此基于本发明的轧辊设置以两种方法明显减少了动态膨胀现象：减少膨胀体和阻尼其压曲频率。

附图说明：

在附图帮助下，本发明的进一步特点和优点将在非限制性的优选但非唯一的金属产品连铸设备实施例的详述中更清楚，其中：

图1A显示现有连铸设备的正面示意图，

图1B显示本发明的设备的正面示意图，

图2显示图1B中设备的侧视图，

图3显示图1B设备一个实施例的侧视图，

图4显示基于本发明的设备的第二实施例正面示意图，

图5显示基于本发明的设备的第三实施例正面示意图。

具体实施方式：

图1B显示用于连铸连续钢锭1的设备，所述连续钢锭例如为厚板、块钢或类似形式钢材，所述设备包括一系列设置于锭模下方的牵制和引导轧辊(图中未示出)。

为更清楚解释本发明，做如下定义：

-钢锭1的内弧面和外弧面分别是靠近或距离铸造机器弯曲中心最远的钢锭表面；

-横向轧辊排是指设置于与铸造方向基本垂直的方向上的轧辊；

-纵向轧辊排是指设置于与铸造方向平行的方向上的轧辊。

基于图1B所示的实施例，可见三排纵向轧辊。两个将钢锭限制在与转角区域相应位置的侧面纵向排包括，例如，轧辊2′、2″、2′″和4′、4″、4′″；中央纵排(基本平行于钢锭的铸造轴X)包括，例如，轧辊3′、3″、3′″。基于本发明，侧面纵排轧辊的转动轴与中央纵排轧辊的转动轴交错排列，进而最小化钢锭表面区域10，该区域没有被任何轧辊支撑并且铁水静压力作用在该处。

这样，铁水静压力所引起的膨胀较小，动态膨胀现象发生的可能性降低。

轧辊2′、2″、2′″的轴和轧辊4′、4″、4′″的轴沿纵排设置(被置于钢锭1的转角处)并以恒定的间距值“p”间隔。被置于钢锭1中间区域的纵排的轧辊3′、3″、3′″的轴以恒定间距“m”间隔。在这个实施例中中间纵排轧辊的纵向延伸大于与钢锭转角相应的侧面的纵向轧辊排的纵向延伸。这并不排除别的实施例，在那些实施例中轧辊纵向延伸的相对关系是不同的。

在本发明另一优选实施例，邻近轧辊之间的间距“m”和“p”被限定为不同值。不同纵排轧辊之间的间距变化规律可以是不同的，或者不同的间距可以不遵循任何规律只是随机变化间距。

这样对间距m和p值的选择使得可以阻尼液态金属柱的脉动频率。

在另一优选变化中，中间排邻近轧辊的间距“m”和侧面排邻近轧辊的间距“p”具有不同值，间距“m”和“p”基于其所涉及的邻近轧辊对而采取不同值。

图2、3涉及本发明的两个实施例，其分别具有相对于钢锭1的内外弧面不同的横向排设置。所述图中所示的横向轧辊排可与图1B中的中央纵排或纵向侧排中的一个没有分别。

图2显示钢锭的侧视图，在其中一些内弧面轧辊和一些外弧面轧辊可见。在这个情况下，中央纵排的每个外弧面轧辊3′、3″以及相应的内弧面轧辊5′、5″其各自的转动轴位于同一个垂直于钢锭铸造轴X的平面上。侧面纵排的每个外弧面轧辊4′、4″和相应内弧面轧辊6′、6″也同样设置。更简单的，内弧面轧辊5′、5″、6′、6″和相应的外弧面轧辊3′、3″、4′、4″相对于钢锭铸造轴对称设置。

在这个变化中，外弧面轧辊的间距“p_e”和“m_e”与相应的内弧面轧辊的间距“p_i”和“m_i”分别相等。优选的，这样设置的轧辊使得可以通过用已知的机械装置的内外弧面轧辊更靠近进而实现钢锭的软缩减。

另一方面，图3中显示钢锭的侧视图，其中不同纵排的钢锭1内弧面轧辊的转动轴与相应外弧面的轧辊的轴交错排列。特别是，中央纵排的每个外弧面轧辊3′、3″和相应的内弧面轧辊7′、7″各自转动轴位于与钢锭铸造轴X垂直的不同平面。同样设置施用于侧面纵排的外弧面轧辊4′、4″和相应的内弧面轧辊8′、8″。在这个变化中，外弧面轧辊的间距值“p_e”和“m_e”可分别等于或不等于相应的内弧面轧辊的间距值“p_i”和“m_i”。

基于图2、3所示不同变化，间距“p”和“m”可以彼此相等或不等，或者在每个纵排中间距“m”和“p”对于不同的邻近轧辊对有不同的值。

本发明的另一优选实施例示例在图4、5的正面示意图中，其中有4个纵向轧辊排。

在图4中，将钢锭限制在相应转角区域的两个侧面纵排包括，例如，轧辊2′、2″、2′″和4′、4″、4′″；两个将钢锭限制在中央部分的中央纵排包括，例如，轧辊30′、30″、30′″和31′、31″、31′″。

基于这个变化，侧面纵排轧辊的转动轴与中央纵排轧辊的转动轴交错排列，这样可以最小化钢锭表面的区域10′，该区域没有被任何轧辊支撑，并且铁水静压力作用在该区域。

轧辊2′、2″、2′″的轴和轧辊4′、4″、4′″的轴被沿纵排(被置于钢锭1的转角处)设置，并以恒定间距“p”间隔。轧辊30′、30″、30′″的轴和轧辊31′、31″、31′″的轴沿钢锭1中央区域纵向排设置，且以恒定简介“m”间隔。

对于替代中央纵排轧辊(例如轧辊30′和31)的横向轧辊排的每一个具有共有的转到轴，两个纵排轧辊(例如轧辊4′和2′)也具有共用转动轴。

邻近轧辊之间的间距“m”和“p”可以被定义为不同值。不同纵排的轧辊之间的间距变化可以是不同的，或者间距的变化可以不基于任何规则，只是根据特定的铸造参数随机选择间距变化。对于间距“m”和“p”值的选择使得可以阻尼液态钢柱的脉动频率。此外，中央排的邻近轧辊间距“m”和侧面排的邻近轧辊间距“p”可以是不同值，间距“m”和“p”的值都可以根据其所对应的邻近轧辊对而不同。

在图5中，不同于图4，两个中央纵排的轧辊，例如轧辊40′、40″、40′″和41′、41″、41″″彼此交错设置。

.基于本实施例，侧面纵排轧辊的转动轴与中央纵排轧辊轴交错，使得进一步减少钢锭表面的区域10″的尺寸，该区域没有被任何轧辊支撑，并且铁水静压力作用在该区域上。在这个情况下，区域10″有数个但是更小并且彼此交错如同两个中央纵排轧辊般。

轧辊2′、2″、2′″的轴和轧辊4′、4″、4′″的轴沿位于钢锭1边缘纵排设置，并且以间距“p”间隔。

轧辊40′、40″、40′″的轴沿第一中央纵排设置，并以间距“m1”间隔。

轧辊41′、41″、41′″的轴沿第二中央纵排设置，并以间距“m2”间隔。

第一中央纵排的轧辊的每个轴与第二中央纵排轧辊的每个轴以间距“q”交错排列。

间距“p”、“m1”、“m2”、“q”可以设定沿铸造线恒定的值，或者基于不同预设规则而变化，或者随机变化。

图5所示的特别结构设想″p″、″m1″和″m2″具有同一恒定值并且″q″值等于″p″/2。

如图4、5所示实施例，可以进一步缩减由铁水静压力导致的皮肤膨胀，进而减少可能发生动态膨胀现象的可能性。

在所有这些实施例中，中央纵排轧辊的纵向延伸超过与钢锭转角相应的侧面纵排轧辊的纵向延伸。同样对于这些变化，不排除其他实施例中轧辊的纵向延伸相对关系是不同的。

至于图1B的实施例，以及图4、5相应的实施例，相对于钢锭1的内外弧面可以存在不同的横排轧辊设置方式。中央和侧面纵排内弧面轧辊和相应的外弧面轧辊各自转动轴可位于同一垂直于钢锭铸造轴X的平面上，或者内弧面轧辊的各自转轴可以沿铸造轴X与相应的外弧面轧辊的轴通过预设距离交错排列。

在第一情况下，内弧面轧辊和相应的外弧面轧辊相对于钢锭铸造轴X对称设置。因此在这一变化中，外弧面轧辊的间距“p_e”和“m_e”与内弧面轧辊的间距“p_i”和“m_i”分别相等。优选的，这种轧辊设置使得可以通过用已知机构使得内外弧面轧辊更紧密而实现钢锭的“软缩减”。通常这发生在位于厚板外边处的轧辊上，在该处弯液面的下部出口表皮已经形成一定的厚度使得可以进行“软缩减”。

另一方面，在第二种情况下，外弧面轧辊的间距“p_e”、“m_e1”、“m_e2”、“q_e”可以分别等于或不同于相应的内弧面轧辊的“p_i”、“m_i1”、“m_i2”、“q_i”。第二种结构使得厚板无需“软缩减”。

Claims

1.用于连铸连续钢锭的设备，包括一个连铸锭模，所述锭模限定了一个垂直铸造轴(X)，以及一个连续钢锭引导装置，所述装置设于锭模的下方且其中复数个转动轧辊成一体且绕设于连续钢锭相对于铸造轴(X)的两个相对边的水平转动轴，所述转动轧辊具有连续钢锭引导功能，

其中每个所述的轧辊的轴向长度短于所述的相对边的长度，所述长度是基于平行于转动轴测定的，

在所述两个相对边的每一边上，轧辊沿平行于铸造轴(X)的至少三个排设置以形成对钢锭的引导，

其中侧面轧辊的第一排被置于临近第一钢锭转角的区域，

其中至少一个中央轧辊排被置于靠近铸造轴(X)的中间区域，

其中侧面轧辊的第二排被置于临近第二钢锭转角的区域，

其中所述中央轧辊的转动轴与所述侧面轧辊的转动轴交错排列，

其中所述第一和第二侧面轧辊排的一对邻近的两个轧辊的转动轴在铸造轴(X)的方向上以第一间距(p，p_i，p_e)间隔设置，

其中所述至少一个中央轧辊排的一对邻近的两个轧辊的转动轴在铸造轴(X)的方向上以第二间距(m，m_e，m_i)间隔设置，

其特征在于

所述第一间距(p，p_e，p_i)在所述侧面轧辊沿铸造轴(X)的不同位置有不同值，所述第二间距(m，m_e，m_i)在所述中央轧辊沿铸造轴(X)的不同位置有不同值。

2.如权利要求1所述的设备，其中第一排侧面轧辊的转动轴与第二排侧面轧辊的转动轴交错排列。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述第一排侧面轧辊的转动轴与所述第二排侧面轧辊的轧辊转动轴成列设置。

4.如前述任一权利要求所述的设备，其中设有两中央轧辊排，其被置于侧面轧辊的第一和第二排之间靠近铸造轴(X)的中央钢锭区域。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述两排中央轧辊的轧辊是共轴设置的。

6.如权利要求4所述的设备，其中中央轧辊中一排的轧辊与中央轧辊中另一排的轧辊是轴交错排列。

7.如权利要求4所述的设备，所述第一(p，p_e，p_i)和第二(m，m_i，m_e)距离彼此不同。

8.如任权利要求4所述的设备，其中所述第一(p，p_e，p_i)和第二(m，m_i，m_e)距离彼此相等。

9.如权利要求4所述的设备，其中连续钢锭的两个相对边限定了钢锭的一个内弧面边和一个外弧面边，其中所述第一间距(p_e，p_i)基于其设于内弧面或外弧面而不同。

10.如权利要求4所述的设备，其中所述第二间距(m_e，m_i)基于其设于内弧面或外弧面而不同。