CN103998160A - 连铸设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种如下区段：即使以高速连续地铸造高温板坯，也可以防止板坯表面因压力在辊子和相邻的辊子之间周期性地膨胀，并且区段包括：固定框架(fixed frame)和活动框架(loosed frame)，配置在用于凝固未凝固板坯的冷却线上，并且间隔地配置以使板坯穿过；和多个辊子，分别设置在所述固定框架和活动框架上，其中，所述固定框架所具备的辊子的数量(N_fixed)和所述活动框架所具备的辊子的数量(N_loosed)不同。

Description

连铸设备

技术领域

本发明涉及一种包括模具(mold)和引导导架(strand)的区段(segment)的连铸设备，具体而言，涉及一种使外侧框架的辊子和内侧框架的辊子的数量和间隔不同，从而可以提供质量得到改善的板坯的连铸设备。

背景技术

通常，在连铸工艺(continuous casting process)中，连续地向具有规定形状的模具注入铁水，并且将在模具内半凝固的板坯向模具下侧连续地拉拔。

在图1中，示出了进行这种连铸工艺的通常的连铸设备的示意性结构和区段结构。

通常的连铸设备包括：铁水包(ladle)10，用于装入在炼钢工艺中被精炼的铁水；中间包20，通过连接于所述铁水包10的注入喷嘴来供应铁水，并且临时储存该铁水；模具30，承接临时储存在中间包20的铁水并以规定形状进行初始凝固；以及，导架40，其设置在模具的下部并布置有多个区段50，以引导未完全凝固的板坯并对板坯进行冷却。

此时，区段50包括：上部框架51和下部框架53，以对置的形式整齐地布置有多个辊子52、54，并在竖向上间隔地配置；多个拉杆(未图示)，在竖向上连接上部框架51和下部框架53；以及多个液压缸(未图示)，用活塞代替拉杆而调整上部框架51和下部框架53之间的间距，由此对板坯1施加下压力。

对这种连铸设备而言，将在铸造中的模具30内的熔融金属维持在恒定液面水平是很重要的，在采用用于如上所述的连铸设备的区段50的情况下，如果铸造速度提高，则模具内的熔融金属的液面水平明显改变，从而不能再提高铸造速度，并且高温板坯的表面因压力在辊子和相邻的辊子之间周期性地膨胀，由此发生模具内液面波动的问题。

发明内容

技术问题

本发明用于解决如上所述的现有技术中存在的问题，提供一种如下连铸设备，当以高速铸造高温板坯时，降低由板坯表面因压力在辊子与相邻的辊子之间周期性地膨胀所引起的模具内液面波动。

另外，本发明的目的在于，提供一种通过降低由板坯表面周期性地膨胀所引起的模具内液面波动来提供质量得到改善的板坯的连铸设备。

技术方案

为达到如上所述的目的，本发明提供如下区段和连铸设备。

本发明提供一种连铸设备，其包括：模具，用于提供板坯；以及，多个区段，配置为引导通过导架的板坯并对板坯进行冷却，其中所述区段包括：内侧框架；外侧框架，与所述内侧框架间隔地配置；以及，多个辊子，分别通过辊子支撑部被布置在所述内侧框架和外侧框架上，所述外侧框架上布置的辊子的数量(N_fixed)和所述内侧框架上布置的辊子的数量(N_loosed)不同。

在本发明中，所述外侧框架的平均辊子间距(P_avg,fixed)和所述内侧框架的平均辊子间距(P_avg,loosed)可以互不相同。

在本发明中，外侧框架和内侧框架的区段长度相同，以配置在所述导架的水平部或者竖向部中。

不同地，在本发明中，外侧框架的区段长度大于内侧框架的区段长度，所述外侧框架和内侧框架配置在所述导架的弯曲部(bow zone)中，并且所述外侧框架的平均辊子间距(P_avg,fixed)和所述内侧框架的平均辊子间距(P_avg,loosed)可以满足如下关系：

$\frac{P_{\mathrm{avg},\mathrm{loosed}}}{P_{\mathrm{avg},\mathrm{fixed}}}=(1-\frac{t_{\mathrm{slab}}}{r})*\frac{N_{\mathrm{fixed}}}{N_{\mathrm{loosed}}}.$

(t_slab：板坯的厚度，r：导架的半径)

优选地，所述内侧框架所具备的辊子的数量多于所述外侧框架所具备的辊子的数量。

此外，本发明的区段分别包括用于拉拔穿过所述外侧框架和内侧框架的板坯的夹送辊(pinch roll)，所述外侧框架的夹送辊的中心和所述内侧框架的夹送辊的中心可以错开配置。

不同地，本发明提供一种连铸设备，其中所述外侧框架为固定框架，并且所述内侧框架为可移动的活动框架。

有益效果

本发明通过如上所述的结构可以提供如下区段，即使以高速铸造高温板坯，也可以降低由板坯表面因压力在辊子和相邻的辊子之间周期性地膨胀而引起的模具内液面波动。

另外，本发明提供一种降低由板坯表面周期性地膨胀所引起的模具内液面波动，由此提供质量得到改善的板坯的连铸设备。

附图说明

图1是现有连铸设备的示意图。

图2是示出现有连铸设备的区段中，板坯的膨胀状态的图。

图3是本发明的水平部中的区段的示意图。

图4是本发明的弯曲部中的区段的示意图。

图5是本发明的区段所适用的连铸设备的示意图。

附图标记说明

100：连铸设备              110：铁水包

120：中间包                130：模具

140：冷却线                141：弯曲部

142：水平部                150、160：区段

151、161：活动框架         152、155、162、165：辊子

153、156、163、166：夹送辊 154、164：固定框架

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的具体实施方案。

图3示出作为本发明的区段，其用于导架的水平部或者竖向部中。

在本发明中，区段150包括：作为内侧框架的活动框架(loosedframe)151，其配置在上部并可移动，并且面向导架的半径中心；以及，作为外侧框架的固定框架(fixed frame)154，其配置在下部并被固定，并且在导架的半径方向上面向外侧，其中，在所述活动框架151和固定框架154上配置有多个辊子152、154，所述多个辊子152、154包括一对夹送辊153、156。

在本发明的所述活动框架151中，在整个区段长度(l_seg,loosed)上以固定间隔配置多个(N_loosed)所述辊子152。具体而言，在活动框架151中，辊子152和辊子152之间的间距(P_loosed)配置成固定值，虽然夹送辊153与辊子152相比在直径上存在微小差异，但是辊子152和辊子152之间的距离(l_loosed)以几乎相同的方式配置。

与此相同地，在本发明的所述固定框架154中，在整个区段长度(l_seg,fixed)上以固定间隔配置多个(N_fixed)所述辊子155。具体而言，在活动框架151中，将辊子155和辊子155之间的间距(P_fixed)配置成固定值，虽然夹送辊156与辊子155相比在直径上存在微小差异，但是辊子156和辊子156之间的距离(l_fixed)以几乎相同的方式配置。

在图3的区段150中，固定框架154的辊子155数量多于活动框架151的辊子152的数量。由此，活动框架151的辊子152的中心位于固定框架154的一个辊子155的中心和相邻的辊子155的中心之间。

另外，在采用图3的区段150的情况下，活动框架151和固定框架154以在板坯移动方向上区段长度(l_seg,loosed、l_seg,fixed)相同的方式配置在水平部或者竖向部中。如以下公式(1)所示，平均间距(P_avg)是将整个区段长度(l_seg)除以辊子数量(N)而得到的。

$P_{\mathrm{avg}}=\frac{l_{\mathrm{seg}}}{N}$   ...公式(1)

根据上述平均间距(P_avg)的公式，活动框架151和固定框架154的整个区段长度相同(l_seg,loosed＝l_seg,fixed)，但活动框架151的辊子152的数量(N_loosed)和固定框架154的辊子155的数量(N_fixed)不同(N_fixed>N_loosed)，因此活动框架151的平均间距(P_avg,loosed)大于固定框架154的平均间距(P_avg,fixed)(P_avg,loosed>P_avg,fixed)。

如上所说，活动框架151的平均间距(P_avg,loosed)与固定框架154的平均间距(P_avg,fixed)存在差异，因此辊子152、155之间的间隔不同。因此，与活动框架和固定框架151、154的一个辊子152、155接触的板坯，每次与下一个辊子152、155接触所要移动的距离均不同，由此，能够预防如现有技术中板坯与辊子连续地反复接触而发生的模具内液面波动问题。

另一方面，即使在用于拉拔穿过区段的板坯的夹送辊153、156的情况下，也可以将辊子152、155的中心错开而配置，在高速铸造过程中，与夹送辊153、156的中心错开而发生的剪切(shearing)不明显，但如果夹送辊153、156周期性地相对准配置，由此发生的模具内液面波动更大。此处，高速铸造是指是指400mm·m/min以上，例如以5m/min以上的速度拉拔80t的板坯的铸造。

图4表示在本发明中，用于导架140的弯曲部(bow zone)中的区段160。

图4的区段160包括：活动框架161，其配置于曲线部中心方向并可移动；和，固定框架164，其配置在活动框架161的相反方向且被固定，其中，在所述活动框架161和固定框架164上配置有多个辊子162、164，所述多个辊子162、164包括一对夹送辊163、166。

与图3的实施方案类似，在图4的区段160的所述活动框架161中，所述辊子162以固定间隔在整个区段长度(l_seg,loosed)上配置多个(N_loosed)。在活动框架151中，将辊子152和辊子152之间的间距(P_loosed)配置成固定值，虽然夹送辊163与辊子162相比直径略微更大，但是辊子152和辊子152之间的距离(l_loosed)以几乎相同的方式配置。

在所述固定框架164中，所述辊子165以固定间隔在整个区段长度(l_seg,fixed)上配置多个(N_fixed)。在活动框架161中，将辊子165和辊子165之间的间距(P_fixed)配置成固定值，虽然夹送辊166与辊子165相比直径略微更大，但是辊子165和辊子165之间的距离(l_fixed)以几乎相同的方式配置。

图4的实施方案所示出的是用于弯曲部中的区段160，在连铸设备100(参照图5)中，导架140的弯曲部具有弯曲半径r(参照图5)，因此配置在弯曲部中心方向的活动框架161的区段长度(l_seg,loosed)和配置在其相反方向的固定框架164的区段长度(l_seg,fixed)存在差异。

具体而言，活动框架161的区段长度(l_seg,loosed)和固定框架164的区段长度(l_seg,fixed)的关系满足l_seg,loosed：l_seg,fixed＝r：r-t_slab。此处，t_slab是板坯的厚度，并且板坯的厚度是正数，因此活动框架161的区段长度(l_seg,loosed)小于固定框架164的区段长度(l_seg,fixed)。

另外，本实施方案也与图3的实施方案相同，固定框架164和活动框架161的辊子162、165的数量(N_loosed，N_fixed)不同，由此，平均间距满足如下公式(2)。

$\frac{P_{\mathrm{avg},\mathrm{loosed}}}{P_{\mathrm{avg},\mathrm{fixed}}}=(1-\frac{t_{\mathrm{slab}}}{r})*\frac{N_{\mathrm{fixed}}}{N_{\mathrm{loosed}}}$   ...公式(2)

在活动框架161和固定框架164中，任一侧的辊子162、165的平均间距和另一侧的辊子162、165的平均间距之差越大，就越抑制模具内液面波动。尤其，如图4的实施方案所示，活动框架161的长度(l_seg,loosed)小于固定框架164的区段长度(l_seg,fixed)，因此，固定框架164的辊子165的数量(N_fixed)多于活动框架161的辊子162的数量(N_fixed)，由此能够增大平均间距之差，从而能够有效防止由板坯形状引起的模具内液面波动。

图5示出包括本发明的区段150、160的连铸设备。本发明的连铸设备100包括：铁水包110，其用于装入在炼钢工艺中被精炼的铁水；中间包120，其通过连接于所述铁水包110的注入喷嘴来供应铁水，并且临时储存该铁水；模具130，其承接临时储存在中间包120的铁水并以规定形状进行初始凝固；以及冷却线140，其设置在模具的下部并布置有多个区段150、160，以冷却未完全凝固的板坯并进行一系列的成型作业。

在本发明的连铸设备100的导架140中，使用了活动框架151、161的辊子152、162的数量(N_loosed)多于固定框架154、164的辊子155、165的数量(N_fixed)(N_loosed>N_fixed)的区段150、160，由此，对辊子的平均间距(P_avg)而言，固定框架154、164大于活动框架151、161(P_avg,loosed<P_avg,fixed)。

据此，即使采用本发明的连铸设备100进行高速铸造过程的情况下，也可以降低由板坯形状引起的模具内液面波动(Hunting)，从而可以改善所生产的板坯的质量。

图5的实施方案中，导架140在弯曲部141和水平部142中使用了活动框架151、161的辊子152、162的数量(N_loosed)均多于固定框架154、164的辊子155、165的数量(N_fixed)(N_loosed>N_fixed)的区段150、160，但也可以采用如下方式：在弯曲部141中包括活动框架151、161的辊子152、162的数量(N_loosed)多于固定框架154、164的辊子155、165的数量(N_fixed)(N_loosed>N_fixed)的区段150、160，而在水平部142中包括活动框架151、161的辊子152、162的数量(N_loosed)少于固定框架154、164的辊子155、165的数量(N_fixed)(N_loosed<N_fixed)的区段150、160。

Claims (7)

1.一种连铸设备，其包括：

模具，用于提供板坯；和

多个区段，配置为引导所述板坯通过导架并对板坯进行冷却，其中，

所述区段包括：内侧框架；外侧框架，与所述内侧框架间隔地配置；以及，多个辊子，通过辊子支撑部分别被布置在所述内侧框架和外侧框架上，

所述外侧框架上布置的辊子的数量(N_fixed)和所述内侧框架上布置的辊子的数量(N_loosed)被设定为不同，由此降低由所述板坯的形状引起的模具内液面波动。

2.根据权利要求1所述的连铸设备，其特征在于，

所述外侧框架的平均辊子间距(P_avg,fixed)和所述内侧框架的平均辊子间距(P_avg,loosed)互不相同。

3.根据权利要求2所述的连铸设备，其特征在于，

所述内侧框架和所述外侧框架具有相同的区段长度，以配置在所述导架的水平部或者竖向部中。

4.根据权利要求2所述的连铸设备，其特征在于，

所述外侧框架具有的区段长度大于所述内侧框架的区段长度，所述外侧框架和所述内侧框架配置在所述导架的弯曲部中，并且所述外侧框架的平均辊子间距(P_avg,fixed)和所述内侧框架的平均辊子间距(P_avg，loosed)满足如下关系，

$\frac{P_{\mathrm{avg},\mathrm{loosed}}}{P_{\mathrm{avg},\mathrm{fixed}}}=(1-\frac{t_{\mathrm{slab}}}{r})*\frac{N_{\mathrm{fixed}}}{N_{\mathrm{loosed}}}$

其中，t_slab是板坯的厚度，r是导架的半径。

5.根据权利要求4所述的连铸设备，其特征在于，

所述内侧框架所具备的辊子的数量多于所述外侧框架所具备的辊子的数量，即(N_fixed<N_loosed)。

6.根据权利要求1所述的连铸设备，其特征在于，

所述内侧框架和外侧框架分别包括用于拉拔穿过的板坯的夹送辊，所述外侧框架的夹送辊的中心和所述内侧框架的夹送辊的中心错开配置。

7.根据权利要求1所述的连铸设备，其特征在于，

所述外侧框架为固定框架，所述内侧框架为可移动的活动框架。