CN103648687A - 用于由金属熔融物制造厚板坯的方法和立式连铸机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于由金属熔融物制造厚板坯的方法和立式连铸机(1),其中,在立式结晶器(2)中浇注带有仍为液态的液芯的连铸钢坯,在随后的具有多个连铸坯引导区段(n1...)的连铸坯引导机构上继续引导所述连铸钢坯,所述连铸坯引导区段在其中带有至少一些受驱动的和/或可压下的连铸坯引导辊(5;5a、5b),所述连铸钢坯在完全凝固之后被切割装置(10)切分成一定长度的板坯(11a),然后将所述板坯输出。为了制造厚度超过300mm特别是介于400-800mm之间且宽度尺寸为900-3200mm的连铸钢坯(11),在连铸坯引导机构之后的设备区段(7)中,在不支撑和引导完全凝固的连铸钢坯(11)的情况下,检测该连铸钢坯与垂线的偏差,且提高或减小压下力,和/或改变置于不受支撑的设备区段(7)之前或之后的连铸坯引导辊(5a;5b)的位置,由此在连铸钢坯(11)到达切割装置(10)以前使得连铸钢坯弯回至所述垂线。
Description
本发明涉及一种用于在立式连铸机上由金属熔融物制造厚板坯的方法,其中,在立式结晶器中浇注带有仍为液态的液芯的连铸钢坯,在随后的具有多个连铸坯引导区段的连铸坯引导机构上继续引导所述连铸钢坯,所述连铸坯引导区段在其中带有至少一些受驱动的和/或可压下的连铸坯引导辊,所述连铸钢坯在完全凝固之后被切割装置切分成一定长度的板坯,然后将所述板坯输出。本发明还涉及一种用于实施该方法的立式连铸机。
在以前,把连铸机设计成所谓的弧形连铸机、立弯式连铸机或立式连铸机,且完全凝固的连铸坯弯曲(例如CSP立式连铸机),在所述连铸机中满足了长久以来一直都要求的厚度尺寸范围为50-450mm且宽度尺寸范围为900-3200mm的尺寸多样性。板坯厚度大于300mm的原因是,在冶金方面要求产生厚度大且在各个轧制阶段中具有足够高的变形率的钢板,从而即使对于厚钢板来说也能在-20℃情况下可靠地满足例如85%的延性断口值。
由公开文献“Neubau einer Vertikalstranggieβanlage bei der AG der Dillinger Hüttenwerke(立式连铸机的新式结构,德林格冶炼股份公司)”(Stahl und Eisen(钢与铁)117(1997),第11卷,第73-79页)已知一种用于制造连铸钢坯的立式结构的连铸机,其中,连铸钢坯在完全凝固之后弯曲,且浇注宽度为1400-2200mm,连铸钢坯厚度介于230和400mm之间。根据在所述公开文献中记载的图8所示的设计方案,连铸坯引导机构由四个不同的支撑部件构成,确切地说,由直线式结晶器构成,其带有垂直朝向的结晶器成型内腔、一个机械地被固定厚度的第一区段、两个液压地压下的后续区段和五个适合于液压地轻压下的区段。可液压地定位的连铸坯引导区段允许可变地进行连铸坯引导,其中进行动态的下部负荷(Unter-Last)压下并对软压下区域进行这种调节,从而在任何时间在所有浇注条件下都最佳地减小连铸坯,且能满足所提出的关于减小冒口的要求。
由DE202010015499U1已知一种开篇所述类型的立式连铸机。利用这种连铸机能避免特别是对于厚度大于300mm的板坯或连铸钢坯来说存在的弯曲 问题。这种垂直的连铸坯引导机构适宜于在浇注速度约为0.3-0.4m/min情况下无裂纹地产生至多400mm厚的板坯或连铸钢坯,直至最终凝固。
本发明的目的在于,对所述方法和立式连铸机加以改进,从而特别是即使对于超过400mm厚度的板坯或连铸钢坯来说,也能实现恒定的高质量,即涉及板坯造型、板坯表面和板坯内部质量,直至输出被切割掉的板坯,而与在连铸坯引导装置的各个区段中的所产生的热连铸坯温度情况无关,所述板坯或连铸钢坯由于对裂纹敏感或脆性在以前不能采用连续的浇注方法制得,而是只能通过钢锭浇注方法及随后的轧制工艺制得。其特别是用来产生对裂纹敏感的钢制件、合金钢比如管合金、通用的高强度钢、耐酸性气体的焊管坯和锅炉钢板以及厚板。
根据本发明,所述目的通过本发明的如下方法得以实现:在制造厚度超过300mm特别是介于400-800mm之间且宽度尺寸为900-3200mm的连铸钢坯时,在连铸坯引导机构之后的设备区段中,在不支撑和引导完全凝固的连铸钢坯的情况下,检测该连铸钢坯与垂线的偏差,且提高或减小压下力,和/或改变置于不受支撑的设备区段之前或之后的连铸坯引导辊的位置,由此在连铸钢坯到达切割装置以前使得连铸钢坯弯回至所述垂线。
本发明基于如下认识:对于这种大的厚度尺寸所需要的由液压系统为了压下置于结晶器之后的连铸坯引导区段例如至多9个区段所施加的约25MPa的高压力和由连铸钢坯所施加的相反的热力会引起连铸钢坯朝向宽边偏移而离开垂线。在厚度尺寸大于300-400mm时就已经完全如此了。但若连铸坯引导机构已扩展,且在最后一个连铸坯引导区段之后既有置于不受支撑的设备区段之前的连铸坯引导辊,又有置于其后的连铸坯引导辊,这些连铸坯引导辊优选也可以支撑在区段中,则可以在确定有偏差的情况下利用这些连铸坯引导辊使得连铸钢坯在它随后到达位于其最上面的位置的切割装置优选火焰切割器之前弯回至垂线。如果没有确定出偏移或偏差,这些连铸坯引导辊就将连铸钢坯保持在垂线上。在此,对偏差的求取在不受支撑的设备区段中进行,且为了相应地控制连铸坯引导辊而被传递至上级的中央计算机。
不受支撑的设备区段在此系指,在一定的长度范围内并未设置连铸坯引导辊。
本发明的优选实施方式规定,回弯力或者把连铸钢坯保持在垂线上的力, 在沿浇注方向置于不受支撑的设备区段之前的进料辊单元中被施加,和/或由置于不受支撑的设备区段之后的连铸坯进料器施加。
在此根据本发明,有针对性地仅仅进料辊单元的和/或连铸坯进料器的个别连铸坯引导辊通过施加力而朝向连铸钢坯压下,和/或定位在相对于连铸钢坯改变的位置。对于由三个辊对构成的进料辊单元来说,其优选是沿浇注方向的后两个辊对的连铸坯引导辊和/或有利地具有两个辊对的连铸坯进料器的连铸坯引导辊。
根据本发明的一种设计规定,可以利用进料辊单元进行硬压下,从而它在这种情况下是进料压下单元。对于硬压下而言,连铸钢坯在其完全凝固之后被压紧,以便补偿连铸坯横截面上的因凝固过程引起的密度不完整。
根据本发明规定,在不受支撑的设备区段经过时,在由浇注速度预先给定的时间段内,将对于起动立式连铸机来说所需要的冷连铸坯与连铸钢坯解耦并输出。不受支撑的设备区段的长度经过设计,从而对于应以可变的浇注速度工作的立式连铸机来说,即使在最大的例如0.6-1m/min的浇注速度情况下,可供使用的时间足以将冷连铸坯与热的连铸钢坯解耦并输出。
本发明的一种优选设计规定,由后置的连铸坯进料器夹送的被解耦的冷连铸坯利用连铸坯进料器输出,且与其交替地同时使得第二连铸坯进料器从静止位置移动至引导连铸钢坯的位置。连铸坯进料器由此交替地有时用作热连铸坯进料器,有时用作冷连铸坯进料器,优选被构造成可沿连铸钢坯的宽边方向移动的行车。
基于本发明的目的利用所述类型的立式连铸机以如下方式来实现:沿浇注方向置于连铸坯引导机构之后的设备区段并无对连铸钢坯进行支撑的连铸坯引导辊,且在该不受支撑的设备区段中设置有能确定连铸钢坯与垂直的伸展方向的偏差的测量机构,该测量机构把求得的实际值传递至上级的中央的计算单元,该计算单元提高或减小压下力或者改变至少一些置于不受支撑的设备区段之前或之后的连铸坯引导辊的位置,由此校正偏差。因而有不同的必要时补充的调节螺钉可供使用,以便使得偏移离开伸展方向的连铸钢坯又弯回至垂线。
根据本发明的一种优选的方案,测量机构被构造成可由位置受调节的液压缸加载的多功能辊。该多功能辊随动,使得它始终都贴靠在连铸钢坯的宽边上,从而能立即获知与垂直的伸展方向的任何偏差。
此外,在立式连铸机起动之后,该多功能辊还可以用于通过施加力来使得冷连铸坯与所浇注的连铸钢坯解耦。构造有相应地合适的顶头的冷连铸坯可以从上面或者优选从下面伸入到结晶器中。
本发明的立式连铸机的方案规定,沿浇注方向在不受支撑的设备区段之前设有由受驱动的位置受调节的液压缸构成的进料辊单元,所述液压缸对带有进料辊的待单侧或双侧压下的进料辊对加载。根据驱动辊单元的位置或其各个连铸坯引导辊或进料辊的位置或其在连铸钢坯上压下的位置,使得连铸钢坯弯回至垂直的伸展方向。此外,进料辊单元也可以用于执行硬压下。
根据本发明的一种特殊设计,除了其它受支撑的垂直的连铸钢坯引导机构外,还沿浇注方向在不受支撑的设备区段之后设置有连铸坯进料器,该连铸坯进料器具有至少两对受驱动的连铸坯引导辊,所述连铸坯引导辊待在一侧或两侧利用配属的位置受调节的液压缸被压下,和/或待施加以弯曲力,其中,该连铸坯进料器被构造成可垂直于浇注方向移动的单元,该单元与可垂直于浇注方向移动的这种第二连铸坯进料器交替地用作热连铸坯进料器或冷连铸坯进料器。若一个连铸坯进料器在立式连铸机起动时用作冷连铸坯进料器且用于输出被解耦的冷连铸坯,则相应地交替地伸入的第二连铸坯进料器就作为热连铸坯进料器来工作。
根据本发明的一种设计,设置有与连铸钢坯随动的火焰切割器作为切割装置。该火焰切割器因而在切割期间从最上面的位置移位至与相应的一定长度的板坯有关的最下面的位置。
根据本发明的一种优选设计规定,被构造成摆动辊道的板坯回转器承接被切割的一定长度的板坯,并使其摆动至水平线以便输出。由此保证了连续的材料流。由于一定长度的板坯可以从摆动至水平线的摆动辊道立即被传送到接下来的输送辊道,摆动辊道因而可以马上又摆动至其垂直的位置,用于承接后续的一定长度的板坯。
本发明的其它特征和细节可由权利要求书和对在唯一的附图中示意性地示出的立式连铸机方案的如下说明得到,该立式连铸机用于制造最大厚度尤其为400-800mm且宽度尺寸为900-3200mm的连铸钢坯。
在该图中示意性地示出了一种立式连铸机1,但无浇注平台及那里的装置。连铸坯引导机构由立式结晶器2构成,沿着根据箭头3的浇注方向在该立式结 晶器之后是:机械地被固定厚度的第一连铸坯引导区段4;多个(例如6个至8个)液压地压下的连铸坯引导区段n1...,其中,在这些连铸坯引导区段中彼此相对地设置着连铸坯引导辊5;驱动辊单元6;不受支撑的无连铸坯引导辊的设备区段7;两个连铸坯进料器8a或8b,它们能交替地-如双箭头所示-伸入到连铸坯引导机构中,它们在那里承担热连铸坯进料器的功能,如虚线框所示;垂直地随动的被构造成火焰切割器9的切割装置10;最后还有摆动辊道12,其被设置用于承接与所产生的连铸钢坯11分开的一定长度的板坯11a。由摆动过程12处于水平的一定长度的板坯11a被输送装置13沿箭头方向14输送离开。
置于不受支撑的设备区段11之前的驱动辊单元6包括三个辊对6a、6b、6c,这些辊对分别带有受驱动的连铸坯引导辊5a和分别配属于它们的位置受调节的液压缸15。在随后的不受支撑的设备区段11中设置有被构造成测量辊18的测量机构16,该测量辊可被位置受调节的液压缸17顶压到连铸钢坯11上。根据该实施例,置于不受支撑的设备区段7之后的连铸坯进料器8a或8b具有两个辊对,这些辊对分别带有受驱动的连铸坯引导辊5b,且-未示出-同样配设有位置受调节的液压缸或双气缸。
无论测量机构16或其液压缸15,还是驱动辊单元6的两个下面的辊对6b、6c和连铸坯进料器8a、8b或者支撑在其中的连铸坯引导辊5b的液压缸,都与中央的计算单元19连接,如虚线的信号线20所示。
一旦测量机构16通过其测量辊18检测到连铸钢坯11偏离于垂线,中央的计算单元19就控制连铸钢坯11,其方式为,要么改变驱动辊单元6的两个下面的辊对6b和6c的连铸坯引导辊5a的位置,要么减小或增大所述辊对6b、6c的连铸坯引导辊5a的压下力,使得连铸钢坯弯回至所述垂线。
可以有选择地通过改变位置和/或减小或增大置于不受支撑的设备区段7之后的连铸坯进料器8a或8b的连铸坯引导辊5b的压下力,来实现使得连铸钢坯11弯回至所述垂线。
带有测量机构16的测量辊18的液压缸17同时用于在立式连铸机1起动之后使得冷连铸坯21与随后的热的连铸钢坯或热连铸坯11解耦。为了输出解耦的冷连铸坯21,连铸坯进料器8b把冷连铸坯21垂直于浇注方向即离开连铸钢坯11的宽边输出,如附图所示。在输出冷连铸坯21的同时,同样被构造成可移动的行车的第二连铸坯进料器8a从其静止位置移动至虚线框所示的连铸坯引 导位置,它在那里作为在不受支撑的设备区段7之后的热连铸坯进料器立即承担起引导连铸钢坯11的功能。连铸坯进料器8a或8b的连铸坯引导辊5b相互间的间距在此起初可以足够大,特别是当利用连铸坯进料器8a或8b或者其连铸坯引导辊5b使得连铸钢坯11弯回至所述垂线时。这种可控制性允许任意的定位和/或辊压下。
在浇注结束之后,根据该实施例,虚线框所示的连铸坯进料器8a从其工作位置移动至其用实线示出的等待位置,而此后为了移入冷连铸坯21,连铸坯进料器8b从用实线示出的顶头交替位置移动至虚线框所示的工作位置,直至它在立式连铸机1起动之后,且在冷连铸坯21已与浇注的连铸钢坯11解耦之后,与连铸坯进料器8a交替地又移动至其在附图中位于连铸钢坯11右边的顶头交替位置。
附图标记清单
1 立式连铸机
2 立式结晶器
3 浇注方向/箭头
4 第一连铸坯引导区段
5 连铸坯引导辊
5a (进料辊单元的)连铸坯引导辊/进料辊
5b (连铸坯进料器的)连铸坯引导辊
6 进料辊单元
6a、b、c 辊对
7 不受支撑的设备区段
8a、b 连铸坯进料器(热连铸坯或冷连铸坯进料器)
9 火焰切割器
10 切割装置
11 连铸钢坯(热连铸坯)
11a 一定长度的板坯
12 摆动辊道
13 输送装置
14 输送离开箭头
15 位置受调节的液压缸
16 测量机构
17 位置受调节的液压缸
18 测量辊
19 中央的计算单元
20 信号线
21 冷连铸坯
n1... 连铸坯引导区段 。
Claims (14)
1.一种用于在立式连铸机(1)上由金属熔融物制造厚板坯的方法,其中,在立式结晶器(2)中浇注带有仍为液态的液芯的连铸钢坯,在随后的具有多个连铸坯引导区段(n1...)的连铸坯引导机构上继续引导所述连铸钢坯,所述连铸坯引导区段在其中带有至少一些受驱动的和/或可压下的连铸坯引导辊(5;5a、5b),所述连铸钢坯在完全凝固之后被切割装置(10)切分成一定长度的板坯(11a),然后将所述板坯输出,
其特征在于,
在制造厚度超过300mm特别是介于400-800mm之间且宽度尺寸为900-3200mm的连铸钢坯(11)时,在连铸坯引导机构之后的设备区段(7)中,在不支撑和引导完全凝固的连铸钢坯(11)的情况下,检测该连铸钢坯与垂线的偏差,且提高或减小压下力,和/或改变置于不受支撑的设备区段(7)之前或之后的连铸坯引导辊(5a;5b)的位置,由此在连铸钢坯(11)到达切割装置(10)以前使得连铸钢坯弯回至所述垂线。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,回弯力或者把连铸钢坯(11)保持在垂线上的力,由沿浇注方向(3)置于不受支撑的设备区段(7)之前的进料辊单元(6)施加。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,回弯力或者把连铸钢坯(11)保持在垂线上的力,由沿浇注方向(3)置于不受支撑的设备区段(7)之后的连铸坯进料器(8a;8b)施加。
4.如权利要求2或3所述的方法,其特征在于,有针对性地使得进料辊单元(6)的和/或连铸坯进料器(8a;8b)的个别连铸坯引导辊(5a)通过施加力而朝向连铸钢坯(11)压下,和/或定位在相对于连铸钢坯(11)改变的位置。
5.如权利要求2-4中任一项所述的方法,其特征在于,利用进料辊单元(6)进行硬压下。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,在不受支撑的设备区段(7)经过时,在由浇注速度预先给定的时间段内,将对于起动立式连铸机(1)来说所需要的冷连铸坯(21)与连铸钢坯(11)解耦并输出。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,由后置的连铸坯进料器(8b)夹送的冷连铸坯(21)利用连铸坯进料器(8b)输出,且与其交替地同时使得第二连铸坯进料器(8a)从静止位置移动至引导连铸钢坯(11)的位置。
8.一种特别是用于实施根据权利要求1的方法的立式连铸机(1),用来由金属熔融物制造厚板坯,该立式连铸机包括立式结晶器(2)、随后的具有多个连铸坯引导区段(n1...)的连铸坯引导机构、用于将完全凝固的连铸钢坯(11)切分成一定长度的板坯(11a)的后续的切割装置(10)、用于输出一定长度的板坯(11a)的装置,
其特征在于,
沿浇注方向(3)置于连铸坯引导机构之后的设备区段(7)并无对连铸钢坯(11)进行支撑的连铸坯引导辊,且在该不受支撑的设备区段(7)中设置有能确定连铸钢坯(11)与垂直的伸展方向的偏差的测量机构(16),该测量机构把求得的实际值传递至上级的中央的计算单元(19),该计算单元提高或减小压下力或者改变至少一些置于不受支撑的设备区段(7)之前或之后的连铸坯引导辊(5a或5b)的位置,由此校正偏差。
9.如权利要求8所述的立式连铸机,其特征在于,测量机构(16)被构造成可由位置受调节的液压缸(17)加载的多功能辊(18)。
10.如权利要求9所述的立式连铸机,其特征在于,该多功能辊(18)通过施加力来使得冷连铸坯(21)与所浇注的连铸钢坯(11)解耦。
11.如权利要求8-10中任一项所述的立式连铸机,其特征在于,沿浇注方向(3)在不受支撑的设备区段(7)之前设有由受驱动的位置受调节的液压缸(15)构成的进料辊单元(6),所述液压缸对带有进料辊(5a)的待单侧或双侧压下的进料辊对(6a、6b、6c)加载。
12.如权利要求8-11中任一项所述的立式连铸机,其特征在于,除了其它受支撑的垂直的连铸钢坯引导机构外,还沿浇注方向(3)在不受支撑的设备区段(7)之后设置有连铸坯进料器(8a;8b),该连铸坯进料器具有至少两对受驱动的连铸坯引导辊(5b),所述连铸坯引导辊待在一侧或两侧利用配属的位置受调节的液压缸(15)被压下,和/或待施加以弯曲力,其中,该连铸坯进料器(8a;8b)被构造成可垂直于浇注方向(3)移动的单元,该单元与可垂直于浇注方向(3)移动的这种第二连铸坯进料器交替地用作热连铸坯进料器或冷连铸坯进料器。
13.如权利要求8-12中任一项所述的立式连铸机,其特征在于作为切割装置(10)的与连铸钢坯(11)随动的火焰切割器(9)。
14.如权利要求8-13中任一项所述的立式连铸机,其特征在于,被构造成摆动辊道(12)的板坯回转器承接被切割的一定长度的板坯(11a),并使所述板坯摆动至水平线以便输出。
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