CN101340991A - 进料装置及其用法 - Google Patents

Abstract

用于将液态钢卸入用于连铸薄钢带的轧辊结晶器的进料装置，其可以将弯液面的紊乱降到最低进而消除相应的通过双结晶器轧辊的钢带的缺陷。还描述了相应的铸造工艺，所述工艺用于改进从中间包向结晶器钢进料。优选的，在喷嘴或进料喷嘴内被导流的钢射流进料消除了由于现有装置和设备中自由降落射流与空气接触而导致的空气泡引起的弯液面扰动。

Description

进料装置及其用法

技术领域：

本发明涉及进料装置以及相应的连续钢带铸造中在双辊结晶器中铸造液态钢的工艺。

背景技术：

双辊结晶器铸造钢带时，液态钢在很短时间(大约几分之一秒)内通过一个进料装置或喷嘴配送到两个轧辊间，其开始固化并形成两个固体外皮，在两个轧辊间结合在一起，形成薄板。

只有很少量的钢被容纳在结晶器的双辊之间，这就意味着从中间包到结晶器的进料的任何扰动会立刻反应在弯液面上形成紊乱，进而在固化初始阶段导致问题，使得铸件钢带形成缺陷。

现有技术披露了几种连铸钢带双辊结晶器的液态钢进料装置。

US6070647中描述的进料装置试图改善进入结晶器的液态钢进料流。

为了减少轧辊间钢扰动，所述进料装置(部分浸没在铸造池中)通过设置在中间包底部的多个孔进料。这些复数的孔形成沿进料装置延展方向分布的自由降落射流。这种方法中弯液面区域的扰动比单一射流进料时的扰动少很多。

然后，喷嘴通过一系列沿轧辊长度方向设置的开口在双辊之间的铸造池中配送液态钢，所述开口略微浸没在弯液面下方。

不利的是，然而从中间包到喷嘴内部的自由降落射流使得空气进入钢液形成气泡并进入铸造池。当气泡升起，气泡破裂并在弯液面区域形成波动形式的紊乱，最终由于外皮不能在轧辊上完全形成导致铸件钢带表面形成缺陷，这些缺陷使得产品滞销。

因此需要制造一种新的进料装置以及铸造工艺以克服前述缺陷。

发明内容：

本发明的第一个目的是制造一个进料装置，其可以最小化弯液面的紊乱，因而弯液面是大体平坦的，该装置还可以防止通过两结晶器轧辊之间的液态钢制得的铸造钢带的缺陷的形成。

本发明另一目的是一种铸造工艺，其有利于改善从中间包到结晶器的钢进料。

为实现前述目标，本发明提供一种进料装置，用于将液态钢传输入双辊结晶器，基于权利要求1所述，包括一个适于容纳液态钢的第一容器，设于所述容器底部的复数个基本垂直且成列的导管，其适于形成液态钢的射流排放，一个具有上端开口的第二纵向容器，所述第二容器适于在其内部接纳所述的射流，所述第二容器包括侧壁和底部，特征在于所述垂直导管延伸入第二纵向容器内部，在该处所述喷射流在所述第二容器内部被导流，在每个侧壁上设有纵向槽，所述槽的长度与结晶器轧辊中的一个相等，适于在两个轧辊之间的铸造池中形成恒定非扰动流。

上述目的的实现还在于在生产钢带的双辊结晶器中铸造液态钢的工艺，该工艺使用前述进料装置，所述工艺包括如下步骤：

-形成从第一个容器到有上端开口的第二纵向容器的液态钢射流排放，所述射流被延伸入所述第二纵向容器的复数个垂直且成列的导管导流，

-通过设于第二容器侧壁上的纵向槽，形成从第二容器到双辊间铸造池的恒定且非紊乱的流，从而在所述铸造池中得到大体平坦的弯液面区域。

在进料装置中经过导流的钢喷射流进料可以消除弯液面区域由于空气泡(在已知的设备和生产线中当自由降落射流进入时带有空气)所带来的扰动。另外，在进料喷嘴底部(其完全浸没在铸造池的弯液面下方)附近有一个V形单一大槽，确保均匀层流进入铸造池。

这个方法使得可以消除在初始固化区域弯液面区域紊乱，并消除了双轧辊间铸造的钢带表面由于这个紊乱而出现缺陷。

从属权利要求描述了本发明优选实施例。

附图说明：

本发明进一步特点和优点将通过优选但非限制性的进料装置实施例的详细描述，以及仅作为示范的附图的帮助下而更清晰，其中：

图1显示基于本发明的进料装置纵向剖视图；

图2a显示图1中装置部分组件的放大剖视图；

图2b显示基于本发明的进料装置组件剖视图；

图3a、3b分别显示图1中装置的部分以及所述装置部分的组件的示意图；

图4a显示基于本发明的进料装置第二组件平视图剖面；

图4b显示图4a中第二组件的A-A剖视图；

图4c显示图4a中第二组件的B-B剖视图；

图5显示进料液态钢在两种不同方法下弯液面波动时间图。

具体实施方式：

参照附图，用于生产薄板的进料装置包括：

-一个钢水包(未示出)，

-一个中间包3，

-一个进料喷嘴1，

-一个有双轧辊4的结晶器2。

通过钢水包向中间包3供应液态钢。优选的，可设有下中间包3′，其远小于中间包。中间包3和下中间包3′均由难熔材料制成，两者层叠设置以确保减少进入结晶器2的液态钢的动能，进而确保减少弯液面扰动。由于下中间包3′中钢的顶端或钢的水平面相对于中间包3的水平面是非常低的，由于进料动能降低所以钢在轧辊4之间的铸造池中的扰动被明显减少。

为了进一步减少在结晶器轧辊4之间的钢的扰动，钢通过复数个垂直校对孔或导管5从下中间包3′进料，如图4所示。所述孔5沿下中间包3′或中间包3的全长分布，所述孔沿轧辊全长形成射流。优选的，事实上进料喷嘴1下游(部分浸没在铸造池中)与下中间包3′纵向等长。

另一优点表现在这些射流不是自由降落，而是在同一进料喷嘴(位于双轧辊之间)内部经过导流。这样由于不再形成空气泡，由其引起的弯液面扰动也就被避免了。事实上，射流进入进料喷嘴1优选发生在头部的下方，所述头位于进料喷嘴内部且在弯液面21下方。

图2a显示下中间包3′的部分剖视图，其底部设有难熔材料制得的凸起6(容置在所述下中间包的底部或是机械加工制得)，其中设有校准孔或导管5。所述凸起6优选为锥形，这样易于插入进料喷嘴1中。这不排除所述凸起可以有其它形状，例如平行六面体。

进料喷嘴1的优选结构如图2b所示。其设有两个侧壁7、8(优选为斜坡但非必须)，以及一个底部11。优选的，进料喷嘴1包括两个中间断流壁9、10(优选为10-50mm高)，其减少了射流从校准孔5流出时的紊乱进而减小了进料喷嘴内的紊乱。

优选的，凸起6或孔(或导管)5的底端距离断流壁9、10的上端5-40mm，在进而进料喷嘴内部弯液面21只有轻微紊乱。

经导流的射流通过孔5进入进料喷嘴1的内部中腔13；当所述腔13被充满，流体沿图2b中箭头14、15所示路径流动，然后漫过断流壁9、10通过设在靠近由侧壁7，8和底部11形成的转角的纵向槽12(沿进料喷嘴纵向全长延伸)进入位于弯液面22下的铸造池。

流入结晶器轧辊4之间的铸造池的液态钢流基本为层流，稳定且非紊乱，这确保了铸造过程中弯液面22的大体平坦。图5所示的图显示了在铸造池中弯液面22随时间波动的倾向，其振幅以mm级表示。曲线16显示使用基于本发明的进料喷嘴的倾向；曲线17显示使用现有进料装置的弯液面波动倾向。可以观察到使用本发明的进料装置的波动振幅相对于完全平坦弯液面小于3mm。

最后，当钢通过轧辊4，外皮固化区域连在一起得到预设厚度的铸造钢带，且没有表面缺陷。这里所述特定实施例是非限制性的，这个专利申请覆盖基于权利要求的全部实施例。

Claims (8)

1.用于向有两个轧辊(4)的结晶器(2)卸出液态钢的进料装置，包括

-一个适于容纳液态钢的第一容器(3，3′)，

-设置于所述第一容器(3，3′)底部的复数个垂直且成列的导管(5)，其适于形成液态钢射流排放，

-具有上端开口的第二纵向容器(1)，适于在其内部接纳所述射流，其包括侧壁(7，8)和底部(11)，

特征在于

所述垂直导管(5)延伸进第二纵向容器(1)，在该处所述射流在所述第二容器中被导流，

在每个所述侧壁(7，8)设有纵向槽(12)，其长度与结晶器轧辊(4)中一个相等，所述槽适于在双轧辊(4)之间的铸造池内形成稳定且非紊乱的流。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述垂直导管(5)设置在凸起(6)上，所述凸起是第一容器(3，3′)一部分或容置在其上。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述第二容器(1)包括一个由间壁(9，10)限定的内腔(13)。

4.如权利要求3所述的装置，其中垂直导管(5)的下端距离间壁(9，10)的上端5-40mm。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述间壁(9，10)优选高度为10-50mm。

6.如前述任一所述的装置，其中第一容器是中间包(3)。

7.如权利要求1-5中任一所述的装置，其中第一容器是下中间包(3′)。

8.使用基于权利要求1-7中任一所述的进料装置在有双轧辊(4)的结晶器(2)中铸造液态钢以生产钢带的工艺，包括如下步骤：

-形成从第一容器(3，3′)进入有上端开口的第二纵向容器(1)的液态钢射流，所述射流由复数个在第二纵向容器(1)中延伸的垂直且成列导管(5)导流，

-通过设于第二容器(1)的每个侧壁(7，8)上的纵向槽(12)形成从所述第二容器(1)到双轧辊(4)之间的铸造池的稳定且非紊乱的液态钢流，进而在所述铸造池中获得大体平坦的弯液面(22)。

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