CN102497945A - 用于借助于带铸造生产钢带的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于借助于带铸造生产钢带的一种方法和一种装置，在其中，金属熔融物经由浇铸槽从注入容器并且从虹吸管状地构造为浇铸喷嘴的流出区域在保护气体下输出到水平的带铸造设备的环绕的铸造带上。根据该方法，在此至少在铸造过程期间，至少一个使惰性化并加热作用区域的等离子射线作用到浇铸喷嘴的流出侧区域上并且作用到由此流出的金属熔融物上。对此，根据该装置，设置有至少一个反向于铸造方向对准浇铸喷嘴的流出区域的、产生等离子射线的等离子燃烧器。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于借助于带铸造生产钢带的方法以及一种根据权利要求10的装置。
背景技术
根据这种类型的一种用于借助于带铸造生产钢带的方法是已知的(steel research 74(2003)，NO.11/12，第724-731页)。尤其地，作为DSC方法已知的该制造方法适合于由轻质结构钢来制造热轧带材。
在已知的方法中，熔融物(Schmelze)从注入容器(Zulaufgefaess)经由浇铸槽(Giessrinne)和虹吸管状地构造为浇铸喷嘴的流出区域输出到水平的带铸造设备的环绕的铸造带上。通过铸造带的强化冷却，所输出的熔融物凝固成带有在6至20mm之间的范围中的厚度的粗制带材(Vorband)。在凝透之后，粗制带材经受热轧工序。
为了在铸造带上熔融物分配的均匀性(Vergleichmaessigung)，在输出区域中惰性体的多个束以在宽度上分布的格栅(Rechen)的形式对着运输方向对准到熔融物池上。
在这种带铸造设备中不利的是，在运行期间，在浇铸喷嘴的流出侧的区域中可能产生烧结，其进一步减小了用于熔融物的流出横截面。由此，有条件地导致液态的钢不均匀地供给到带材上并且由此导致铸造缺陷。
针对烧结的原因的研究显示，一方面，在浇铸喷嘴处与熔融物相比更低的温度才使沉淀形成成为可能，另一方面，由陶瓷制成的浇铸喷嘴在熔融物流出时被在熔融物池表面上产生的氧化物浸润，其粘附在那里并且然后形成了用于烧结的进一步增长的理想的表面。
烧结特别地在陶瓷浇铸喷嘴、环绕冷却的铸造带和液体的金属熔融物的临界的三态点和流动不利的区域中形成。
发明内容
本发明的目的是说明一种用于借助带铸造生产钢带的方法，在其中，避免、而至少明显地减少之前所描述的问题。另一目的在于说明一种用于执行该方法的装置。
该目的从与权力要求1的特征部分的特征相关联的前序部分出发来实现。有利的改进方案以及用于生产热带材的装置为其它的权力要求的对象。
根据本发明的教导，至少在铸造过程期间，至少一个使惰性化并加热作用区域的等离子射线作用到浇铸喷嘴的流出侧的区域上并且作用到由此流出的金属熔融物上。
根据本发明的方法原理上适合用于由不同的金属的材料来生产热带材，尤其也用于轻质钢，例如含锰量高的HSD
钢。
在试验中表明，通过等离子射线作用到浇铸喷嘴的流出区域上并且作用到流出的金属熔融物的表面上(由大的化学的活动、高度有效的惰性化和加热所引起)有效地阻止了烧结的产生。
运行时间和由此带铸造设备的经济性以及所铸造的带的质量由此可明显提高。
等离子以本身已知的方式通过高压或者自身在燃烧器中利用高频感应或电容或者对着金属熔融物来点燃，并且利用直流或交流电来维持。等离子的强度在此有利地通过由混合气调节器、压力调节器和流量调节器并由用于电气参数的调节装置构成的调节组(Regelsatz)来调节。
通过等离子的可控制的功率和等离子的高的温度有利地可调节到浇铸喷嘴区域中的限定的温度输入，以便平衡例如在浇铸桶中的温度分布或在浇铸时的温度梯度。
为了实现惰性化并且因此避免在熔融物表面的氧化物的形成(其结果可导致在浇铸喷嘴处的烧结)，作为用于等离子的工艺气体有利地使用惰性气体，例如氩气或氮气。
但是，除了氩气和氮气之外，作为等离子气体同样使用其它的单一气体或也使用带有H2、CO、CO2或CH4的附加物的气体混合物，并且也使用其它的组合。
通过限定地可调节的惰性化，金属膜的表面(表面张力)被非常良好地影响。例如存在的氢气非常良好地阻止了熔融物表面的氧化。
经由流出区域的惰性化和熔融物表面的有目的的温度控制，在避免烧结方面可有利地影响金属膜的流动特性和因此陶瓷的浸润性。
利用根据本发明的方法可有利地阻止在陶瓷浇铸喷嘴、铸造带和液态的金属熔融物的特别临界的三态点中的增长。
如从现有技术已经已知的，在浇铸喷嘴之前布置有构造为氩气格栅的喷嘴状的元件，其用于在浇铸喷嘴上的液态的钢。
在本发明的第一有利的实施形式中，氩气格栅这样修正，使得一个或多个等离子燃烧器可彼此相邻地或者在熔融物流动方向上观察彼此相继地集成到该系统中，使得产生了结构单元。等离子燃烧器在此这样定位，使得其在浇铸喷嘴的整个宽度上尤其还可作用到棱边区域上。多个燃烧器的应用是有利的，因为由此惰性化和加热的效率可被提高。
在第二有利的实施形式中，等离子燃烧器分段地作用到流出侧的浇铸喷嘴区域上，其中，通过单个燃烧器的有目的的分离的温度控制可在其宽度上或在流出的熔融物池的宽度上进行优化的加热。
结构单元根据本发明由导热良好的材料、例如铜制成并且利用水来强化冷却。
当其对于相应的应用目的显得更有意义时，然而也可能不依赖于氩气格栅布置等离子燃烧器。
等离子燃烧器的辐射方向反向于铸造方向有利地轻微向下倾斜地在液态的钢的方向上进行调节，以便也能够有目的地影响熔融物表面。在浇铸喷嘴的棱边区域中，等离子燃烧器为此也轻微地在流出的熔融物的棱边区域的方向上取向。
附图说明
在附图中详细地阐述了根据本发明的方法。其中：
图1在俯视图中显示了根据本发明的带铸造设备的浇铸喷嘴区域的示意性的图示，
图2在侧视图中显示如图1。
具体实施方式
在图1中在俯视图中示出根据本发明的带铸造设备的浇铸喷嘴区域的示意性的图示。
金属熔融物7在该图示中从左向右伸延并且通过箭头来标识。
在金属熔融物7从浇铸喷嘴流出的区域中示出了由用于在铸造带3的表面上均匀的熔融物分布的氩气格栅和等离子燃烧器9(图2)构成的根据本发明的由铜制成的结构单元4。
等离子燃烧器9这样布置，使得其等离子射线5可使金属熔融物从浇铸喷嘴中的流出区域和熔融物表面完全惰性化并且可控制熔融物的温度。
为了在铸造带3上的熔融物分布的均匀性，氩气格栅的喷嘴6倾斜向下地对准金属熔融物7。
在图2中，浇铸喷嘴区域在根据来自图1的剖面A-A的侧视图中示出。从该视图中可看见浇铸喷嘴的同样由陶瓷制成的上部件8和下部件8′。
带有氩气格栅和等离子燃烧器9的结构单元4在金属熔融物7从浇铸喷嘴中的流出区域中这样布置，使得一方面氩气格栅的喷嘴6(图1)将流出的金属熔融物均匀地分布在铸造带3上，并且另一方面等离子燃烧器9的等离子射线5可以使流出区域完全惰性化。
为了金属熔融物7的有目的的温度控制，等离子燃烧器9根据本发明在流出的熔融物的方向上倾斜。
等离子燃烧器9经由冷却水孔10借助于水来冷却并且经由等离子气体供给部11供应以惰性气体。
未示出的是用于等离子燃烧器的电气供给的管路，其集成在结构单元4中。
附图标记清单
| 标号 | 名称 |
| 1，1′ | 浇铸喷嘴的侧部 |
| 2，2′ | 铸造带的侧向边界 |
| 3 | 铸造带 |
| 4 | 由氩气格栅和等离子燃烧器构成的结构单元 |
| 5 | 等离子射线 |
| 6 | 喷嘴状的元件 |
| 7 | 金属熔融物 |
| 8，8′ | 浇铸喷嘴的上部件和下部件 |
| 9 | 等离子燃烧器 |
| 10 | 冷却水孔 |
| 11 | 等离子气体供给部 |
Claims (17)
1.一种用于借助于带铸造生产钢带的方法，在其中，金属熔融物(7)从注入容器经由浇铸槽和虹吸管状地构造为浇铸喷嘴的流出区域在保护气体下输出到水平的带铸造设备的环绕的铸造带(3)上，其特征在于，至少在铸造过程期间，至少一个使惰性化并加热作用区域的等离子射线(5)作用到所述浇铸喷嘴的流出侧区域上并且作用到由此流出的所述金属熔融物(7)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个等离子射线(5)分段地作用到所述浇铸喷嘴的整个流出侧区域上并且作用到由此流出的所述金属熔融物(7)上。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所产生的所述等离子射线(5)的功率和温度能够分段地控制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，为了产生等离子，使用惰性气体或者带有惰性气体的气体混合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使用氩气或氮气作为惰性气体。
6.根据权利要求4和5所述的方法，其特征在于，带有H2、CO、CO2或CH4的附加物的惰性气体作为气体混合物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，通过所作用的所述等离子射线(5)有目的地影响流出的所述金属熔融物(7)的温度，并且所产生的从所述注入容器至所述浇铸喷嘴的流出区域的温度梯度被平衡。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，有目的地影响从所述浇铸喷嘴流出的所述金属熔融物(7)的表面张力和因此粘度。
9.根据权利要求1至8所述的方法，其特征在于，所述等离子射线(5)已在所述铸造过程开始之前作用到所述浇铸喷嘴的流出区域上。
10.一种用于借助于带铸造生产钢带的装置，其由带有水平放置的浇铸槽和虹吸管状地构造为浇铸喷嘴的流出区域的包含金属熔融物的注入容器、具有两个换向辊和环绕冷却的铸造带(3)的用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的主要冷却区域构成，其特征在于，布置有至少一个反向于铸造方向对准所述浇铸喷嘴的流出区域的、产生等离子射线(5)的等离子燃烧器(9)。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，分布在浇铸喷嘴宽度上的分段地作用到所述浇铸喷嘴的多个等离子燃烧器(9)布置成使得所述等离子射线(5)覆盖整个浇铸喷嘴宽度。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述等离子燃烧器(9)在熔融物流动方向上观察一个接一个布置。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其中，在所述金属熔融物(7)到所述铸造带(3)的输出区域中布置有用于在所述金属带(3)上熔融物分布的均匀性的用于惰性气体的多个气体束的流出的至少一个构造成格栅的喷嘴状的元件(6)，其特征在于，所述等离子燃烧器(9)和所述喷嘴状的元件(6)联合在结构单元(4)中。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述结构单元(4)是水冷却的。
15.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述等离子燃烧器(9)和所述喷嘴状的元件(6)分离地布置。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述等离子燃烧器(9)和所述喷嘴状的元件(6)相应地是水冷却的。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的装置，其特征在于，所述等离子燃烧器(9)到所述浇铸喷嘴的下部的流出区域上的辐射方向向所述金属熔融物(7)的方向倾斜。
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