CN103097056B - 连续铸造装置及相关方法 - Google Patents

Abstract

一种连续铸造装置（10），包括至少适用于铸造金属产品（12）的结晶器（11），以及多个具有轧辊的引导和容纳段（14），其功能为伴随铸造金属产品（12）从结晶器（11）退出。在一个或多个所述具有轧辊的引导和容纳段（14）的延伸或中间位置，装置（10）包括一个或多个具有板和轧辊的混合类型的引导和容纳段（15），每个引导和容纳段（15）包括一个或多个置于金属产品（12）至少一侧的引导轧辊（16）和置于金属产品（12）另一侧的隔热和/或反射和/或加热板（17），从而减小输送中的铸造金属产品（12）的温度损失。

Description

连续铸造装置及相关方法

技术领域

本发明涉及一种连续铸造装置及相关方法。

特别地，本发明涉及不同类型的钢的连续铸造，例如工业钢（commercialsteels）、高碳钢，中碳合金钢或者其他钢，其中使用了特定的容纳和引导装置(containingandguidedevice)，并可能被替换，所述不同类型的钢设于结晶器/锭模（ingotmold）的出口处（和铸造速度相关），所述铸造速度能够会上述钢的类型而改变。

本发明还涉及用于铸造产品的容纳和引导装置，其包括用以减少热损失的元件和用以引导和输送位于锭模出口处的铸造产品的轧辊元件。

背景技术

连续铸造装置通常提供一种锭模，其包括结晶器（液体金属在结晶器内进行铸造）以及一系列的容纳和引导元件（例如轧辊或其他类似装置），这些元件伴随至少部分固化的铸造产品并且在逐渐固化的步骤期间位于锭模出口处和构成轧制生产线的第一元件（例如剪切机、加热炉、第一粗加工箱或轧机机组）之间。

通常情况下，锭模出口处的段（segment）是弯曲的，以便将铸造进行时所沿着的垂直或接近垂直方向与轧制进行的水平方向连接。

对于在这里和下文的描述的铸造产品，我们指的是不同尺寸和截面的板坯（slab）、方坯（bloom）和钢坯（billet）。

这种容纳和引导元件的实例可参见例如US-A-5.630.467，该专利具有多个轧辊段和弯曲的连续段，轧辊段的截面随着它们远离锭模出口并移向和远离铸造产品而逐渐增加，连续段伴随着完全固化的产品并将其置于水平平面上，以便输送至轧制道次。

移动轧辊元件在结晶器出口处的存在是必要的，以便进行轻压（softreduction）程序，或者利用液芯减小厚度（利用内芯尚未完全固化来减少铸造产品的厚度）。

文献US6.892.792B2示出了一种铸造装置，在该装置中，在锭模出口处有连续的轧辊段，其在逐渐固化的步骤中伴随着铸造产品。并且在该装置中，支撑铸造产品的元件随着产品的固化部分的厚度逐渐增加的变化而改变它们的构造。

通常情况下，这些容纳和引导元件和所谓的二次冷却系统配合，以和在锭模内进行的初次冷却区别开来。这种二次冷却系统有助于界定铸造产品的固化曲线（solidificationprofile），允许调节所谓的“接吻点（kissingpoint）”的位置，即铸造产品的两个固化半皮（solidifiedsemi-skins）相遇的点，例如由材料类型和所要获得的最终结果决定。

但是，在连续铸造的领域也是公知的是，由于生产的钢的类型有所不同，因此有必要调整铸造参数，特别是产品的提炼速度。

例如已知某些钢（比如所谓的工业钢）以相对高的速度铸造（高达6-7m/min），而对于其他的钢，比如高碳钢、中碳合金钢和其他钢，速度必须减小至大约3-4m/min范围内的值。

当铸造速度从较高值转为较低值时，冶金长度成比例地减小，甚至减少6-10米。因此，经过冶金锥（metallurgicalcone）关闭的所谓的接吻点后，和较高的铸造速度相比，铸造产品必须以较低的速度运行更长的一段距离，并具有相对大的温度损失。

这种温度损失带来高的能量浪费，并且就连续铸造的下游的压缩百分比而言还限制了轧制的适用性。

DE10236368示出了具有轧辊容纳段，所述轧辊能装配隔热板，例如垂直的、环绕铸造产品的传输路径安置的隔热板。

因此，本发明的目的是解决这个缺点，提出一种解决方案以允许为适应铸造速度的变化而调节锭模出口处铸造产品的热条件，铸造速度的变化源于（例如但不仅是）正在铸造的钢的类型的改变。

本发明的另一目的是使用相对简单和有效的解决方案实现这种调节，其不需要任何铸造生产线的扩展，并且不需要使用用来改变铸造机的轨迹（trajectory）和/或主体（bulk）的额外元件。

申请人已经对本发明进行设计、测试和实施，以克服本领域现有技术的缺陷，并获得这些和其他目的及优势。

发明内容

本发明在独立权利要求中进行了描述和表征，而从属权利要求描述了本发明的其他特征或者是对主要发明构思的一些改变。

依据上述目的，本发明提供的是连续铸造机，其包括基本上传统类型的具有锭模/结晶器的铸造单元，以及位于铸造单元出口处的容纳、引导和可能的冷却单元，至少部分的所述容纳、引导和可能的冷却元件是关于铸造速度的改变而可替换的，铸造速度的改变可能取决于，例如但不仅是，正在铸造的钢的类型。

更具体地说，本发明提供第一类型的容纳、引导和可能的冷却单元，该单元包括用于铸造产品的容纳和引导轧辊，以及相关联的至少部分弯曲路径的实质性部分，该路径连接铸造单元的出口与随后引导至轧制的水平段；以及至少第二类型的容纳和引导单元，该单元包括一个或多个隔热和/或加热板，而非轧辊，例如但不仅是隔热的和/或具有反射表面和/或加热的（例如通过电阻）。

根据本发明，隔热和/或加热板在相对低的铸造速度的情况下使用，例如4-5米/分钟的范围内，以替代部分用于较高铸造速度的普通容纳和引导轧辊，以便尽可能多地减小因为完全固化产品从连续铸造机退出的较长时间造成的温度损失。

根据本发明，由于使用这些隔热和/或反射板，如果板被加热（例如电加热），有可能减小50%甚至超过90%的整体温度损失；用这种方式，由于不同铸钢类型引起的速度减小得到补偿。

此外，考虑到和铸造产品接触的容纳和引导轧辊的数目减小，由于所述接触引起的传导而造成的损失也减小了。

此外，根据本发明，使用第一或第二类型的容纳、引导和可能的冷却单元，铸造机的长度保持不变，因为除了那些在生产线上已经存在的元件之外，没有辅助元件插入，并且仅仅是仅有轧辊类型的段被替换为部分由板构成的段，反之亦然。

段的替换，可在用于更改将要铸造的产品类型和/或用于配置生产线的生产线停机期间，手动或通过合适机器人或类似装置或相当的系统自动进行。

附图说明

本发明的这些和其他特征在下面一个优选形式的实施例的描述中将会变得显而易见，该实施例为一个参照附图描述的非限制性的实施例，其中：

图1是本发明所应用的铸造生产线的段的示意图；

图2是本发明中使用的引导和容纳段的立体图；

图3是图2中引导和容纳段的横向截面图。

为便于理解，在可能的情况下，同样的附图标记用于识别附图中大体相同的共同元件。需要理解的是，一种形式实施例中的元件和特征能够方便地并入到另一种形式实施例中，而不作进一步的澄清。

具体实施方式

参照图1，示意性示出了一种弯曲的连续铸造装置10，包括适用于铸造板坯、方坯或钢坯的结晶器11，以附图标记12总体表示铸造金属产品。

弯曲的铸造生产线将垂直设置的结晶器11和水平设置的轧制生产线连接，其中示出了第一粗轧机座13，以给出一个非限制性的实例。

用于输送铸造产品12的系统包括多个轧辊式引导和容纳段（以附图标记14总体表示），其功能是伴随铸造产品12一起沿着弯曲生产线输送，以基本已知的方式确定其逐渐冷却和固化，从而根据钢的类型并因此根据铸造速度来判定冶金锥（metallurgicalcone）的关闭。

由于铸造速度变化，例如从大约7米每分钟的速度转为大约4米每分钟的速度，，铸造产品12在冶金锥的关闭点后必须以具有对应温度损失的低速行驶较长的一段。

本实施例中，一个或多个引导和容纳段14能够由板（pannel）和轧辊（roll）的混合类型的引导和容纳段15替换，它的一个实例如图2和图3所示。

引导和容纳段15包括置于至少一侧（外弧侧）的引导轧辊16，在铸造产品12前进时引导和伴随铸造产品12，而在另一侧有隔热和/或反射和/或加热板17，分别为第一板117a和第二板117b，其功能是减小以低速输送的铸造产品12的温度损失。

更具体地说，在所示的解决方案中，引导和容纳段15的上侧（或内弧面）包括在分段入口处的第一板117a、中间轧辊116a以及在出口处的第二板117b。

板117a、117b面向中间轧辊116a的一侧是倾斜的，以使得在通过引导和容纳段15期间，输送中的铸造产品12的表面暴露出尽可能小的空间。

单一中间轧辊116a的存在，有利于保证铸造产品12的正确引导，对于引导和容纳段15的整个上侧（内弧面），将因为产品12表面和中间轧辊116a表面之间接触产生的温度损失减小到最低程度。

在引导和容纳段15的下侧（或外弧面），输送中的铸造产品12的重量倚靠（rests）在其上，有多个（本实施例中4个）轧辊116b，用于在铸造产品12前进期间引导和容纳铸造产品12。

轧辊116b比传统轧辊的直径小，在轧辊之间的中间位置有隔热和/或反射板18，该板也具有将铸造产品12以低速通过引导和容纳段15的输送过程中的温度损失减小到最低程度的功能。

板18为三角形状，长边面向在输送过程中的铸造产品12的下表面。

向下倾斜的三角形状有利于从铸造产品分离的碎屑（scale）的排出；碎屑不在板18上累积可以保持它们的隔热功能随着时间的推移而几乎不变化。

很显然，尽管所示解决方案示出了一种轧辊/板的混合配置，从热遏制（heatcontainment）的角度来说极其有效，但同样可以采用其他板/轧辊的混合解决方案并且它们可具有与所示实例相当的效果，因此该解决方案仅作为非限制性的实例。

已知类型的引导和容纳段14完全由轧辊组成，具有板和轧辊的混合类型的引导和容纳段15有一个由相应的支撑框架19界定的外部主体，，这两种段彼此基本相同，从而相对彼此是完全可以替换，而不会导致铸造生产线的扩展或缩短，因为不需要辅助或附加元件。

如果连续铸造机的配置改变，比如从一种能够以例如6-7m/min或更高速度铸造的钢转为一种要求较低铸造速度（例如4-5m/min或更低）的钢，一个或更多的引导和容纳段14能够用一个或更多的混合板/轧辊类型的引导和容纳段15替换，该替换可使用手动或自动系统，使弯曲的铸造生产线适应热保护的不同要求。

这种替换可能通过机械手机器人或通过桥式起重机（如果无法使用机器人）进行，并且能在配置改变所需的时间内持续，从而能够在不引起生产变慢的情况下进行。

板117a、117b可能由覆盖反射涂料的金属或其他已知类型的适当材料制成。

根据一种变型，板117a、117b包含镜面元件（mirrorelements）或者被镜面元件覆盖，例如钢片，以增加反射效果。

Claims (13)

1.连续铸造装置，包括至少适用于铸造金属产品（12）的结晶器（11），以及多个具有轧辊的第一引导和容纳段（14），其功能为伴随铸造金属产品（12）从结晶器（11）退出，其特征在于，在一个或多个所述具有轧辊的第一引导和容纳段（14）的延伸或中间位置，包括一个或多个具有板和轧辊的混合类型的第二引导和容纳段（15），每个第二引导和容纳段（15）包括一个或多个置于金属产品（12）至少一侧的引导轧辊（16）和置于金属产品（12）另一侧的隔热和/或反射和/或加热板（17），从而减小输送中的铸造金属产品（12）的温度损失。

2.根据权利要求1所述的连续铸造装置，其特征在于，每个所述具有板和轧辊的混合类型的第二引导和容纳段（15）在一侧包括，在第二引导和容纳段（15）入口处的至少第一隔热和/或反射和/或加热板（117a）；至少中间轧辊（116a）；和在第二引导和容纳段（15）出口处的至少第二隔热和/或反射和/或加热板（117b）。

3.根据权利要求2所述的连续铸造装置，其特征在于，隔热和/或反射和/或加热板（117a，117b）面向中间轧辊（116a）的一侧是倾斜的，以便使输送中的铸造金属产品（12）的表面的暴露空间在通过第二引导和容纳段（15）期间减小到最低程度。

4.根据上述权利要求任一项所述的连续铸造装置，其特征在于，在和隔热和/或反射板对立的一侧，包括多个减小尺寸的轧辊（116b），在轧辊（116b）的中间位置有隔热和/或反射板（18）。

5.根据权利要求4所述的连续铸造装置，其特征在于，隔热和/或反射板（18）为三角形状，长边面向在输送过程中的铸造金属产品（12）的下表面。

6.根据权利要求1所述的连续铸造装置，其特征在于，具有轧辊的第一引导和容纳段（14）有一个和具有板和轧辊的混合类型的第二引导和容纳段（15）基本相同的外部主体，以便能够彼此替代和交换，而不会导致连续铸造机的扩展或缩短。

7.可用于连续铸造生产线以伴随铸造金属产品（12）的第二引导和容纳段（15），其特征在于，包括一个或多个使用期间置于金属产品（12）至少一侧的引导轧辊（16），和置于金属产品（12）另一侧的隔热和/或反射和/或加热板（17），以减小输送中的铸造金属产品（12）的温度损失。

8.根据权利要求7所述的第二引导和容纳段，其特征在于，其在一侧包括在第二引导和容纳段（15）入口处的至少第一隔热和/或反射和/或加热板（117a）；至少中间轧辊（116a）；和在在第二引导和容纳段（15）出口处的至少第二隔热和/或反射和/或加热板（117b）。

9.根据权利要求7或8所述的第二引导和容纳段，其特征在于，在和隔热和/或反射和/或加热板（17）对立的一侧，包括多个减小尺寸的轧辊（116b），在轧辊（116b）的中间位置有隔热和/或反射板（18）。

10.用于在铸造生产线铸造金属产品（12）的方法，所述铸造生产线至少包括结晶器（11）和多个具有轧辊的第一引导和容纳段（14），其功能为伴随金属产品（12）从结晶器（11）退出，其特征在于，提供使用包括所述具有轧辊的第一引导和容纳段（14）的铸造生产线的第一配置，用于在6-7m/min或更高的范围内的高的铸造速度，以及提供使用铸造生产线的第二配置，其中至少一个所述具有轧辊的第一引导和容纳段（14）由具有置于所述铸造金属产品（12）至少一侧的板和轧辊和置于所述铸造金属产品（12）另一侧的隔热和/或反射和/或加热板（17）的混合类型的第二引导和容纳段（15）替换，用于在4-5m/min或更低的范围内的低的铸造速度的情况下。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，提供在铸造生产线从较高的铸造速度转为较低的铸造速度的配置改变的相同时间内，至少一个所述具有轧辊的第一引导和容纳段（14）由具有板和轧辊的混合类型的第二引导和容纳段（15）替换。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述替换由机械手机器人进行。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述替换由桥式起重机进行。