CN102574201A - 用于钢的带铸造的方法和用于带铸造的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于铸造带有多于15个重量百分比的铬含量的钢的方法特征在于，钢在水平的带铸造设备(1)中被铸造。该带铸造设备包括熔炼炉(2)、浇注桶(3)和用于容纳且用于冷却从浇注桶(3)流出的液态的钢带的传送带(5)。

Description

用于钢的带铸造的方法和用于带铸造的装置

技术领域

本发明涉及一种用于铸造(Gieβen)带有多于15个重量百分比、尤其多于33个重量百分比的铬含量的钢的方法。

背景技术

带有高的铬含量的耐高温的且耐磨损的钢以及含碳的合金迄今作为单件以不连续的砂型铸造方法(Sandgussverfahren)来制造。铸造产品那么直接在没有附加的热机械处理的情况下被机械加工。

对于钢的水平的带铸造，用于铸造钢的至今已知的方法始终从与离线轧制(Offline-Walzung)或在线轧制(Inline-Walzung)相结合的接近最终尺寸的铸造出发。变形步骤或轧制步骤(Walzschritt)在此不仅具有减小厚度的目的，而且具有组织再形成(Gefügeneubildung)、即再结晶的目的。其涉及定位于制造钢合金的热宽带的方法。为了实现机械特性，特别对于传统的钢，铸造组织的转变是强制必要的。

在带铸造中，液态的钢通过带有相应构造的喷嘴的供给系统被交付到环绕的、从下面以水冷却的传送带上。传送带由两个导向辊驱动和引导。施加到传送带上的熔融物还在主要冷却的区域中完全固化。在固化之后，用于在线轧制的带进入轧机机架中。在在线轧制和进一步的冷却过程之后，带被卷起。用于带铸造的这样的铸造方法从文件DE 198 52 275 A1中已知。

还从文件WO 02/064288 A1中已知一种用于浇注(Vergieβen)且允许固化(Erstarrenlassen)液态金属及其分解(Zerteilung)的方法和装置，其尤其设想用于铁合金或NE金属及其分解。在此，从液态的相通过应用带铸造设备(Bandgieβanlage)来制造带有可规定的厚度的无尽的带。破碎装置(Brechanlage)将其分解成块，其中，在带的表面中在铸造和固化期间，压印出规定断裂点(Sollbruchstelle)的模型，其在带破碎时确定产品件的预定的、最佳的尺寸。

另一方面，所选择的构件(例如用于涡轮增压器的轴套(Lagerhuelse))以不连续的铸造方法(例如借助于以砂型铸模(Sandgussform)的铸造)来铸造。因为单个构件的机械后处理始终是必要，所以铸件以略微过盈来铸造且接着车削。必要时，另外的加工步骤、如钻孔是必要的。然而，不发生以再结晶或减小厚度为目的的热轧制。

发明内容

本发明的目的是在节省工艺步骤和能量的情况下制造特别的钢合金，即比至今可能的方法更简单。

根据本发明，对于开头提及的类型的方法该目的由此实现，即钢在水平的带铸造设备中来铸造。

通过应用带铸造方法而实现以非常小的厚度(例如50mm或更小)连续地制造钢带。

本发明的有利的改进方案从从属权利要求中得出。

本发明尤其适用于铸造附加地具有多于1个重量百分比的碳成分的钢。

同样，当钢附加地具有多于2个重量百分比的硅成分时，有利地应用带铸造方法。

可设置成，所铸造的钢带(Stahlband)或者通过铸造所产生的铸造板(Gussplatine)被切削、铣削、钻孔或退火。

本发明涉及用于执行上面所阐述的方法的水平的带铸造设备。

根据本发明，带铸造设备特征在于，其包括熔炼炉(Schmelzofen)、浇注桶(Giesspfanne)和用于容纳且用于冷却从浇注桶流出的液态的钢的传送带。因此，本发明目标在于利用用于由例如高合金工具钢制造构件或使用件(Einsatzteil)的水平的带铸造设备，其尺寸与铸造带厚度在水平的带铸造中相符，以便以再结晶或减小厚度为目的的热轧制不是必要的。毛坯可持续地铸造，并且如在砂型铸造中取消单个铸模(Einzelgieβform)的制造。

在带铸造设备的有利的改进方案中设置成，传送带装备有用于在钢带内构造铸造板的凹部或装备有用于在钢带内构造规定断裂点的横向伸延的突出部。

带铸造设备可关联有用于机械后处理借助于传动带来铸造的铸造板的设备。其例如是用于精确确定铸造板的宽度和长度的切削加工装置，铸造板已经在铸造过程中获得接近于其最终尺寸的尺寸。备选地，所铸造的半成品借助于用于获得所期望的最终尺寸的不同的机械方法来加工。

有利地也可设置成，用于切割铸造产品的分离或切削装置在输送方向上布置在传送带下游。

附图说明

下面在实施例中详细阐述本发明。其中：

图1a、b显示了根据第一实施形式的用于带铸造的设备的示意性侧视图和俯视图，

图2a、b显示了用于铸造铸造板的传送带的侧向的剖视图和对传送带的俯视图，利用其并排铸造带有不同尺寸的铸造板，以及

图3a-d作为时间的函数显示了利用带铸造设备所铸造的铸件的温度曲线。

具体实施方式

用于铸造带有多于15个重量百分比的铬含量的钢的带铸造设备1(图1a、b)包括用于液态钢的供给系统，其带有炉2和用于储存或大量生产(Konfektionieren)一定量的液态的钢的漏斗(Tundish)或浇注桶3，钢经由排出喷嘴4被施加到带有冷却装置6的无尽的、优选地同样由钢构成的传送带5上，其中，冷却装置6例如包括带有冷却液的盆13，传送带5在其下侧上被引导穿过盆13。

排出喷嘴4具有与在环绕的传送带5上待铸造的铸造板7的宽度相对应的宽度。传送带5经由两个相应装备有自己的驱动件8、9的导向辊10、11来驱动和引导。

优选地，在传送带5的两个带窄侧处设置有其一起运转的成形(formgebend)的节段12，其彼此相叠或者彼此紧密相联地布置，以便阻止液态的钢的流出。节段12的间距通过传送带5的宽度来规定或者对应于待铸造的板7的所期望的宽度来调节。为了冷却，传送带5与节段12一起通过冷却装置6的容器13，冷却装置6此外还可包括用于冷却板7的另外的装置。例如，两个导向辊10、11可相应由冷却液流过。在传送带5的在带铸造设备1的上侧上运转的带区域下面，设备1还包括例如喷射冷却装置14，其从下侧以冷却液喷射传送带5。以该方式可铸造板7，其长度大约对应于装置1的长度或者还超越其长度。冷却板7已经具有通过在漏斗中液态的钢的量的确定所产生的所期望的长度，或者其借助于切削或破碎装置15在离开传送带5之后被分割并且输送给半成品库(Halbzeuglager)16。从那里，为了进一步的处理(例如铣削、钻孔、退火或者进一步的切削或者其它的切削加工方法)，其被继续输送至相应的装置和仪器。因为板7已经具有所期望的厚度，其不需要执行作为热机械处理工序的轧制过程。然而，必要时根据所期望的材料特性，也可在铸造过程处(就在其之后或者在冷却铸件之后)作为处理步骤设置有轧制工序。

对带铸造设备的上面所描述的实施形式替代地，在另一带铸造设备18中传送带17(图2a、b)具有大量凹部19，其尺寸接近于待在其中铸造的铸件的最终尺寸。凹部19仅相继地或者根据传送带17的宽度附加地还并排地布置。在此，并排布置的凹部19的尺寸可具有不同的大小。对应于并排装设在传送带17上的凹部19的排的数目，还设置有多个带有与此相匹配的宽度的排出喷嘴20。在离开传送带17之后，在其中所铸造的铸件(如在图1b中所示)被输送至半成品库16。

通过带铸造可制造不同厚度的铸件；铸造厚度通常在8与25mm之间，优选地为15mm。高合金材料的典型的应用是轴套，其例如具有13mm(厚度)x120mm(长度)的尺寸并且通过切削加工从例如带有15mm厚度和同一宽度的铸件在车床上来制造，其中，中空柱体的形状通过心部(Kern)的镗孔来制造。所有的其它形状也通过铸件的表面材料的切削除去(Abtragen)来获得。

在另一实施例中，铸件几何尺寸为15mm(宽度)x125mm(长度)；由此通过机械的、尤其切削的加工得到12.7mm(宽度)x120mm(长度)的构件几何尺寸。

除了钢的铬含量外，其优选地还含有多于1个重量百分比的碳和/或多于2个重量百分比的硅。待利用带铸造设备1或18铸造的铸件的特性轮廓(Eigenschaftsprofil)包括与良好的耐磨性相关联的良好的耐高温性。在大约1000MPa的抗拉强度下，洛氏硬度(HRC)为33至38。

在根据本发明的操作方式中，方法典型地快速的冷却具有对铸件的组织的正面效果。颗粒大小被减小，并且由于受阻碍的扩散，析出物(Ausscheidung)(例如碳化物)细微分散地(feindispers)存在于基质中。由此引起有利的机械特性。

根据本发明，存在用于冷却铸件的温度引导的不同的可能性(图3a-d)。根据第一操作方式(图3a)，铸造产品的温度首先在规定的时间上被保持并且然后以限定的冷却率来冷却(曲线21)。备选地，在更长的时间段(在其期间温度被保持)之后可跟随有加热阶段(曲线22)。在该情况中，铸件在更晚的时刻才被冷却。

根据第二方法，铸造产品直接在铸造之后被加热到限定的温度上(图3b)，并且然后在同样确定的时间段上才以限定的冷却率来冷却。

根据另一操作方式，铸件直接通过淬火被快速冷却(图3c)并且接下来在时间上经受所控制的温度引导，只要其通过淬火过程还没有呈现环境温度。

根据另一操作方式(图3d)，铸件以变换的冷却速度被冷却到环境温度。

附图标记清单

1 带铸造设备

2 炉

3 浇注桶

4 排出喷嘴

5 传送带

6 冷却装置

7 铸造板

8 驱动

9 驱动

10 导向辊

11 导向辊

12 节段

13 容器

14 喷射冷却装置

15 切削或破碎装置

16 半成品库

17 传送带

18 带铸造设备

19 凹部

20 排出喷嘴

21 曲线

22 曲线

Claims (8)

1.一种用于铸造带有多于15个重量百分比、尤其多于33个重量百分比的铬含量的钢的方法，其特征在于，所述钢在水平的带铸造设备(1，18)中被铸造。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，带有多于1个重量百分比的碳成分的钢被铸造。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，带有多于2个重量百分比的硅成分的钢被铸造。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所铸造的钢带或者通过铸造所产生的铸造板(7，19)被切削、铣削、钻孔或退火。

5.一种用于执行根据权利要求1至4中任一项所述的方法的水平的带铸造设备，其特征在于，所述带铸造设备包括熔炼炉(2)、浇注桶(3)和用于容纳且用于冷却从所述浇注桶(3)流出的液态的钢的传送带(5，17)。

6.根据权利要求5所述的带铸造设备，其特征在于，所述传送带(7，17)装备有用于在钢带内构造铸造板(7，19)的凹部或装备有用于在钢带内构造规定断裂点的横向伸延的突出部。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的带铸造设备，其特征在于，存在用于确定所述铸造板(7，19)的宽度和长度的切削加工装置。

8.根据权利要求5或6所述的带铸造设备，其特征在于，用于切割所述钢带的分离或切削装置(15)在输送方向上布置在所述传送带(5)下游。

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