CN102481624A - 用于引导和定向在用于大尺寸的圆型材的连续铸造设备中的坯料的方法和装置 - Google Patents

用于引导和定向在用于大尺寸的圆型材的连续铸造设备中的坯料的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于引导和定向在用于由钢或类似的材料制成的大尺寸的圆型材的连续铸造设备中的坯料(5)的方法和装置。为了避免在定向坯料时形成裂纹，坯料表面(15)在定向道内在上侧和下侧被加热。为了该目的，在定向道的出料侧的截段中布置有多孔燃烧器(10，17)，它的热的废气全周向地环流于坯料表面(15)。

Description

用于引导和定向在用于大尺寸的圆型材的连续铸造设备中的坯料的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于引导和定向在用于大尺寸的由钢或类似的材料制成的圆型材(Rundprofil)的连续铸造设备中的坯料的一种方法和一种装置。
背景技术
圆型材是带有近似圆形的或椭圆形的横截面的产品，其具有连续弯曲的外表面，并且因此不同于带有多边形的横截面的型材而是无棱边的。由此对于它产生了不同于对于带有多边形的坯料横截面的型材的条件。在后者中，主要的问题是，浇铸坯料(Giessstrang)在固化过程中在棱边处比在宽侧处冷却更快速，这带来在棱边区域中形成裂纹的危险。该危险很大程度上不依赖于型材的规格尺寸而存在，并且但是它尤其在从坯料的半径到延伸部的过渡处存在。为了避免形成裂纹，必需的是，通过热能的有目的的供给沿着整个引导道(Fuehrungsstrecke)加温型材的棱边区域。这种方法在文件WO 2007/131584 A1中公开。
对于无棱边的型材，该问题不存在，因为它的质量在周向上均匀地分布并且不存在被从两侧冷却的棱边。在该方面，圆形的或椭圆形的型材的连续浇铸原理上是无问题的。对于大尺寸的圆型材，而在坯料引导部中产生了该问题，对于它们，在坯料的外表面处熔融物的冷却和凝固与坯料核心相比更快速地实现。即坯料一方面必须被非常强烈地冷却，因此坯料核心也充分地冷却和凝固。但是坯料的外表面层由此冷却得更强烈。
从铸模出来的坯料经过一个或多个定向点从在铸模出口处的竖直方向弯折到水平方向上。为了保持空间需求和设备成本较小，追求尽可能小的弯曲半径。这在定向过程中导致在下侧上的高的压应力或导致在浇铸坯料的上侧上的相应的拉应力。尤其对于大尺寸的型材，由于所描述的温度比例，在坯料横截面内部存在该危险，即拉应力引起在坯料表面(Strangmantel)的上侧上的裂纹，尽管该区域本身暴露于与其余的坯料表面相同的均匀的冷却。此外，在非常大的圆型材中浇铸速度非常小。由此，提高了形成裂纹的危险，这是因为坯料的表面温度由于缓慢的浇铸而更低。
发明内容
本发明的目的在于避免该缺点并且提供之前提到的类型的一种方法和一种装置，其对于大尺寸的圆形型材也确保了浇铸坯料沿着定向道的无裂纹的弯折。
该目的根据本发明由此实现，即坯料表面在定向道内至少在上侧被加热。
尤其地，在那里出现的拉应力由此可减小到这种程度，即坯料在定向时经受住而无裂纹形成，而坯料核心很大程度上保持相应达到的固化率不变。坯料表面在侧向上很大程度上为无应力的。尽管如此，为了简单的运行方式，本发明设置成在全周向上加热坯料表面。
加热功率根据本发明可匹配在坯料表面中沿着定向道局部地出现的应力。以该方式可能在方法技术上优化设备的运行方式。
在该意义下，根据本发明还设置成，坯料表面在定向道的多个优选地均匀布置的部分区域中被加热。由此，加热功率可匹配在各个定向道截段中的不同的要求。
在坯料定向时出现的应力自然在坯料引导部的延伸部的区域中特别地大。出于该理由，本发明设置成优选地在整个定向道截段中加热坯料表面。
为了均匀的、可灵敏控制的并且爱惜坯料表面的加热，本发明还设置成，坯料表面通过在多孔的组织中的空气/燃气混合物的燃烧和将产生的热的废气吹到坯料表面上而被加热。由此产生了无火焰的、定体积的(volumetrisch)燃烧，其带有能量载体的可良好控制的并稳定的燃烧、能量到辐射能量的高的转化率、所引入的热能的大的调节范围以及大面积流出的废气。
用于执行该方法的根据本发明的装置具有带有填充有陶瓷泡沫或类似的结构的反应器的至少一个多孔燃烧器，它的热的废气全周向地环流于坯料表面。因为裂纹危险根据经验在坯料表面的上侧上更大，所以适宜的是将反应器的流出开口有目的地对准那里，由此热的废气可首先最强烈地加热有裂纹危险的坯料区域。
因为裂纹危险尤其在定向驱动装置(Richttreibereinrichtung)内部在流出侧的坯料引导部区域中是最大的，本发明设置成使该装置装备有带有多个优选地均匀分布地布置的多孔燃烧器，多孔燃烧器安置在定向驱动装置的矫正辊副(Richtwalzenpaar)之间的间隙中。这种装置一方面节省空间并且另一方面使浇铸坯料的精确协调的加热成为可能。
对于特别大的规格，在本发明的意义中适宜的是，该装置附加地设有至少一个布置在定向驱动装置之前的多孔燃烧器。由此，形成裂纹危险通过坯料引导部的更长的截段来预防。
附图说明
接下来参考附图根据实施例详细地阐述本发明。其中：
图1在侧视图中示意性地示出了根据本发明的引导和定向装置，以及
图2同样示意性地在截面中并放大地示出了用于来自图1的装置的多孔燃烧器。
具体实施方式
在图1中所显示的引导和定向装置1是用于生产由钢或者类似的材料制成的大尺寸的圆型材的连续铸造设备的一部分。熔化的钢被供给给铸模2，在它的铸模出口3处联接有坯料引导部4。从铸模2出来的浇铸坯料5在引导道的上部的截段中被引导通过长形的孔道元件6a至6d，在其中浇铸坯料5据此被绝缘或加温。这些孔道元件6a至6d可四周封闭或者有利地设计成下面开放。前三个孔道元件6a至6c例如可构造成使得实现运行通过它们的坯料的冷却，然而在接下来的孔道元件6d中引起了无冷却的绝缘或甚至坯料的加热。
在引导道的联接在此处的截段中，布置有带有矫正辊副7a至7h的定向驱动装置7。在它们之间安装有其它的狭长的孔道元件8a至8g。同时在外部硬化的浇铸坯料5在那里利用矫正辊副7a至7h来定向，并且被供给给联接在此处的减径机(Reduzierwalzwerk)9。
孔道元件8b、8d和8f装备有多孔燃烧器10。该燃烧器中的一个示意性地在图2中示出。孔道元件8b、8d和8f具有上盖壁11，相应的多孔燃烧器10安置在其上。优选地，在这些孔道元件8b、8d和8f的下侧上相应地也设置有未详细显示的壁(其有利地带有开口等)，使得这些孔道元件更好地绝缘。
该多孔燃烧器10主要包括燃烧气体及空气供给接口12和联接在其处的反应室13，其填满有由多孔的陶瓷泡沫构成的填充物14。在那里预混合的燃烧气体/空气混合物的燃烧反应以无火焰的定体积的燃烧的结果结束。从反应室13流出的废气全周向地环流于浇铸坯料5，并且有利地在上部的区域中比在下侧上更多地加热坯料表面15，而不以值得注意的程度同时加热坯料核心16。
多孔燃烧器10使能量载体的非常良好地可控制的并稳定的燃烧、能量到辐射能量的非常高的转化率、均匀地并且大面积地流出的废气以及所引入的热能的非常高的调节范围成为可能，使得单独的燃烧器的加热功率可良好地匹配局部给定的要求。
在定向驱动装置7之前，在坯料引导部的长形的孔道元件6d中布置有附加的多孔燃烧器17。它与定向驱动装置7的多孔燃烧器10完全一样地来构造，并且具有与其同样的功能，即加热坯料表面15，以便也在那里避免形成裂纹的危险。因为该危险随着固化过程的进展而增大，所以无论如何适宜的是将多孔燃烧器10或17布置在坯料引导部的流出侧的区域中，在其中，坯料表面已经以显著的程度硬化。在该意义中当然在定向驱动装置内部和外部也可考虑其它的燃烧器布置，相应地匹配各自的条件。
同样在本发明的框架中可能的是，不同于所描述的实施形式来设计燃烧器，只要它适合于在周向上均匀地加热坯料表面的上侧和下侧。在该方面，所描述的实施形式具有该优点，即从反应器13流出的热的废气直接地加热坯料的最强烈受裂纹危险的上侧，而受裂纹危险更小的下侧仅接下来通过不完全如此热的废气被加热。
加热功率的控制在单独的燃烧器中依赖于它在定向道中的位置来实现。为了该目的，沿着坯料引导部设置有温度传感器18。
所描述的设备装备有从铸模出口3直至定向驱动装置7的出口的连续弯曲的坯料引导部。
但是当然本发明也可应用在这样的设备中，它的坯料引导部在铸模出口之后首先竖直地伸延，以便才接下来过渡到弯曲的引导道中。
理论上，也可实现坯料表面仅在其上侧上的加热，由此至少减少这些在坯料伸展时产生的拉应力。

Claims (11)

1.一种用于引导和定向在用于由钢或类似的材料制成的大尺寸的圆型材的连续铸造设备中的坯料的方法，其特征在于，坯料表面(15)在定向道内被加热。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坯料表面((15)被全周向地加热。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，加热功率匹配于在所述坯料表面(15)中沿着所述定向道局部地出现的膨胀。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述坯料表面(15)在所述定向道的多个优选地均匀地布置的部分区域(8b，8d，8f)中被加热。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述坯料表面(15)通过在多孔的组织(14)中的空气/燃气混合物的燃烧和将热的废气吹到所述坯料表面(15)上而被加热。
6.一种用于执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法的装置，其特征在于，所述装置具有至少一个带有填充有陶瓷泡沫或类似的结构的反应器(13)的多孔燃烧器(10，17)，它的热的废气至少在所述坯料表面(15)的上侧上作用所述坯料表面(15)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述反应器室(13)的流出开口对准所述坯料表面(15)的上侧，使得在所述罩壳的上侧上实现比在它的下侧上更大的加温。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置具有位于出料侧的坯料引导部区域中的带有多个优选地均匀分布地布置的多孔燃烧器(10)的定向驱动装置(7)，所述多孔燃烧器(10)安装到所述定向驱动装置(7)的矫正辊副(7a至7h)之间的间隙中。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置设有附加地布置在所述定向驱动装置(7)之前的至少一个多孔燃烧器(17)。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个多孔燃烧器(10，17)相应地关联有至少部分地包围所述坯料表面(15)的孔道元件(8b，8d和8f)，该废气围绕所述坯料表面被引导通过所述孔道元件(8b，8d和8f)。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的装置，其特征在于，从铸模(2)出来的浇铸坯料(5)在引导道的上部的截段中被引导通过优选地多个长形的孔道元件(6a至6d)，在所述孔道元件(6a至6d)中所述浇铸坯料(5)据此被绝缘或加温。
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