CN1048669C - 生产比铸造状态更薄的板坯的连续铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产比铸造状态更薄的板坯的连续铸造方法，在其过程中，局部凝固的铸坯被送入辊对之间，同时，单个辊轮可对于铸坯进行厚度调节。为了获得高成分的轧制组织，可以根据本发明以驱动辊轮的转速施加影响作用，对此，就单个辊对的转速进行测定并实行调节。

Description

生产比铸造状态更薄的板坯的连续铸造方法
本发明涉及一种根据权利要求1的构思进行的连续铸造方法。
板坯是生产板材和带材的原材料。厚度大于100毫米的板坯在连续铸造设备中生产，常发生偏析问题。西德专利DE-OS2444443可以解决这个问题，它是在连续铸造设备中，在(strang)凝固区以内并尽可能在完全凝固以前不久使铸坯产生一个具有减缩率从0.1到2％的变形。
最近力求使连续铸造的板坯的厚度尺寸愈来愈多地与欲生产的制成品相适应，为此就有类如接近最终尺寸铸造及生产薄板坯或预制带(Vorbnder)的概念。对此在连续铸造设备中所生产的薄板坯或预制带生产具有40到50毫米之间的预制带厚度，所生产的预制带或薄板坯具有铸造组织。在离开连续铸造设备(输送辊)以后铸坯就切断(abgelargt)，而薄板坯的各部段就引入一个均热炉，而且紧接着被轧制(参见钢和铁，1988年，第3期，99页)。
在这些方法中其缺点是机械技术的费用很高，而且在薄板坯的情况下有铸造组织。
本发明的任务是要提供一种方法，用连续铸造设备供应一小高成分(≥80％)轧制组织的产品，它具有离开浇铸设备的厚度尺寸，且能卷绕(Coilfahig)。
本发明从生产比铸造状态厚度减小的板坯的连续浇铸方法出发发，其中钢浇铸在连续铸锭的结晶器(或锭模)中，再由锭模拉出一个在截面中部分凝固的铸坯。铸坯在辊对之间导引，某些辊对可以组合成扇形，对于铸坯的输送可以由某几个辊子来传动。辊子或扇形可以相对铸坯进行液压调正，辊子或某些辊子或辊子扇形既在凝固区段内，也在完全凝固的范围内对铸坯施加形变，变形率或者可以通过调正装置的液压调正，或者由辊子旁的挡块(距离保持器)来限制。
根据本发明，每个可调的传动辊都补装一个调节器，它检测辊子转数和挤压力以及辊子传动机构的电流，并按预定额定值对其调节，此外每个调节器都与装在上面的调节器相连接，对于装在上面的调节器来说，作为实际值的液池顶点的位置(凝固区的末端)是已知的。这个调节器就这样地调节了任何单个可调辊对以及锭坯速度，即使液池顶点位于辊对中或紧靠它的前面，辊对可以相对挡块调节它的距离，由此确定铸坯最终尺寸对及铸坯的接出速度以及在完全凝固的范围内的变形程度。液池顶点的位置可以由不同的转数，两个相邻辊对的传动机构的电流消耗以及铸坯的反作用力来得到，因为在铸坯变形时，凝固区和完全凝固范围之间的铸坯速度也改变。铸坯反作用力可以由变形力——例如通过液压介质的压力测量或辊子轴辊上的测力计——以及所作的变形功(辊子的调整)之间的差别求得的。
另外在本发明的其余安排中，装在上面的调节器进一步由连续铸造设备的机械数据得到关于钢水温度，质量，铸坯拉出速度的信息，并根据这时辊对上自由调节的每道压下量得到辊子状况信息。这些数据同样被补入各个调节器的理论值中。本发明调节方法的优点是，铸坯的变形分布在凝固区和完全凝固区域的范围内可自由调节，铸坯具有与其质量相适合的变形处理，引起变形的辊子的负荷较少以及生产具有高成分轧制组织的产品。与流行的制造方理相比较，通过它也可以使成品的机械性能得到改善。
在现有的安排方面，每个辊子的转数是提高或降低，直到全部传动装置的电流消耗相等为止。本发明装在上面的调节器完成此功能，它由每个传动装置的电动机电流之总和得出电流平均值。传动装置电动机电流与平均值之差异是通过每个调节器的转数理论值的修正来补偿的。
在调节的辊子碰到挡块的情况下，这表示辊子与板坯没有充分接触，而辊子是在极限转数中启转，而没有参加辊子的输送。
为了要识别和排除辊子与板坯的脱离接触，也就是发生滑脱。根据本发明的其余安排，辊子转数可以依靠平均值来复核和修正。它是由三辊组组合的，传动的和直接串联的辊子的第一个辊和第三个辊的转数所组成的，因此中间辊的转数是与公差范围内的平均值相符合的，它并不大于第一辊和第三辊转数之差。
兹结合实施例和附图对本发明详细地叙述。
图1表示连续浇铸设备的原理图
图2表示根据本发明的调节装置
图3表示变动的调节装置(权利要求5)
在下列的说明中同样的部件具有同样的标号。
钢水浇铸在厚度大约60毫米(结晶器宽边之距离)的结晶中，辊子2装在结晶器1的后面是考虑用来支持部分凝固的铸坯3的还薄的铸坯外壳。辊子2后有一区段，在这一段中辊子组合成一个扇形4。扇形4的任一个辊子5均可被驱动。辊子5单独地或作为扇形依靠液压缸6可以相对地调正。在铸坯由此而产生的变形的情况下，液槽顶点是通过辊子转数的影响而保持在扇形4的范围以内。辊子导轨部分(扇形4)可跟随一个区段7，在这段内辊子8被驱动，而且向着未表示的挡块可相互地调正到一定的尺寸，以便得到一个一定的铸坯压下量。而且铸坯的一定的最终厚度也是可调的。通过铸坯在完全凝固区域内的变形，辊子转数随着每个辊对之间所作的每道压下量(Stichabnahme)而改变。因为辊子距离仅在最终尺寸之上大约20到15毫米，转数必须能在一个宽的范围内变化。每个辊子的转数是由每个辊子的传动机构的电流消耗，液压和辊子距离确定和调正的。为了要实施这个方法，就使用在第二图中所表示的调节回路。由结晶器出来的铸坯3达到第1个辊对9，9′，辊子9可由液压缸11调整。辊子9装备一个调节器10，它将检测到的液压介质的压力与预定的理论值相比较，并且按理论值1相应地调正铸坯3上的辊子9的挤压力，从辊子9 ′求得转数，而且引入调节器10′，它根据理论值相应地调节转数。通过辊子9的挤压力可以控制铸坯3的变形。在第一个少量变形以后，铸坯3达到下一个辊对12，12′。该辊对12，12′与辊对9，9′相应地支配了调正装置11和本身的调节器13，13′。在现有的情况下辊对9，9′和12，12′是在凝固段范围内，也即在完全凝固点(液池顶点)14之前，所以辊子9，9 ′和12，12′都以相同的转数驱动。
在铸坯方向的下一个辊对15，15′处，进行铸坯3在完全凝固区域内的变形。所作的变形功通过一个位移传感器(Weganfnehmer)16获得，并被引入调节器17。同样变形功也将通过液压缸11的挤压力来控制。铸坯3在完全凝固区域内产生的变形使铸坯延伸，从而使下一对的辊对18，18′中铸坯速度明显提高。利用辊对18，18′同时可以确定离开浇铸设备的铸坯3的最终厚度。最终厚度既可利用液压缸11和调节器19，也可以通过未表示的间隔块来实现，间隔块可以确定辊子18，18′相隔之距离。调节器19′确定辊对18，18′所必需的转数。全部调节器10，10′，13，13′17和1919′都与装在上面的调节器20连接。在调节器20中掌握每个铸件的全部有关数据，如钢水分析，钢水温度以及浇铸速度，以及每个调节器所掌握的数据，如辊子挤压力，辊子转数和辊子传动机构的电流消耗，而且返回于各个调节器作为理论值。每个调节器所预定的理论值由此可以这样地改变，即在每个辊子的负荷尽可能小的情况下，预定铸坯最终厚度尽可能使变形功发生均匀的分配，此外装在上面的调节器确定了转数，该转数与变形程度，完全凝固区域的大小以及在凝固区范围内发生的变形有关。因此可根据最终厚度以及铸坯的原始尺寸，保持液池顶点在浇铸设备的一定范围以内。由此可生产一个具有很高轧制组织比例的铸坯。
此外所提供的调节也允许在这样的一个导向段内分配变形功，在该导向段中辊子相对挡板是可以调整的，而且是在铸坯的完全凝固区上延伸的。因此根据使用关系，铸坯的最终尺寸有可能是用第一个辊对得到的。在铸坯拉出方向排列的辊对应不变地保持同确定最终尺寸辊对速度的一致。若由于铸坯变形阻力增大，例如通过温度下降，变形功必需分配于更多辊对时，那么后序辊对中的一个承担起“确定铸坯厚度”功能，所以在铸坯的方向，装在前面的辊对并不相对挡块，却是根据调节的状况自由隔开，装在前面或后面的辊子的转数也相应地产生。
附图3表示根据权利要求5的调节装置原理图，它的优点是避免传动辊在铸坯上滑脱。而辊子通过调节回路保持它预先的位置。此外这系统能够测得辊子直径偏差以及实现向新的额定转数自动地调整。
三辊组的辊子n，n+1，n+2是各由电动机M驱动的，在此转数由转速表TD得到。
在预先考虑调节方案中，辊子不与板坯相接触，它也有滑脱，但是辊子可在极限转数1运转。滑脱的辊子可以引起表面的损坏，另一方面重新又啮合的辊子短暂地使铸坯加速，以致使由结晶器出来的铸坯发生裂纹。如果只考虑三个相邻辊子的转数，那么中间的辊子根据变形程度可以接受第一个或最后一个辊子的转数，该转数(与板坯接触为先决条件)，不可能比三辊组的最后一个辊更快些，也不比三辊组的第一辊更慢些。联锁的辊子就在电流极限中运转，而且因为故障而发生信号。滑脱的辊子被各调书器识别为没有参加输送，但如果中间辊的转数大于三辊组的最后一个辊子，它只可能是辊子与板坯失去接触，所以也就滑脱了。
一个滑脱的辊子，它可以由转数比较而被识别出来，它也可以作为故障而发生信号，它可以通过调节器的接合而导回三辊组的平均值转数，如果重又接触，那么重又参加输送。
辊子的调整或辊距的调整是通过液压缸发生的。必需的压力是在压力调节液压站产生的。最大的压力只是由浇铸设备的机械零件的强度来确定的。正如上面已经说过的一样，必须在每个液压缸上装一个行程测量装置，只有依靠行程测量装置的帮助才可以识别调整的咬死(verklemmen)以及其他的故障。上述行程调整是通过伺服阀产生的，行程测量装置用作实际值的传感器。
对于传动调节还应该提到，每个传动辊通过一小作为转数调节器作用的调节器而被驱动。在上面安装了多个辊子的调节器，在传统的连续浇铸设备上具有这个任务，即消除小的故障。对此平均值是由每个传动装置的电动机电流之总和构成的。每个辊子电动机电流与平均值之偏差可以作为理论值之修正值而输人。利用这个装置可以控制不同的辊子直径的影响以及其他故障的影响。必要的修正只是很微小的。
在芯部完全凝固的变形区域内铸轧薄板坯时，修正调节器必须核算到一个显著大的修正范围。在某个过程中，从最后的修正值出发，可以重新核算。因为转数的修正很大程度上可以取决于分电流与电流平均值的差值，电动机在运转的辊子滑脱时(不与铸坯接触)可以进入极限转数，所以这些滑脱的辊子可以通过监控来识别。

Claims (4)

1.一种生产比铸造状态更薄的板坯的连续铸造方法，其中钢水浇铸在贯通的结晶器(1)中，而且在辊对(9，9’；12，12’)之间引入一个在截面中部分凝固的铸坯，它依靠传动辊子脱出，而辊对的每个辊子(9，12，15，18)是液压传动的，可相对正在变形的铸坯进行调整，其特征在于，为生产具有高轧制组织的产品，传动辊的转数，电流消耗以及辊子的挤压力被检测并都引入一个调节器(10，10’，13，13’，17’，18，18’)，确定每个传动辊转数的调节器是通过一个装在上面的调节器(20)这样地调节，即至少通过一个相对挡块可以调整的，确定铸坯厚度的、使铸坯已完全凝固的部分发生变形的辊对(15，15’，18，18’)来确定铸坯之最终尺寸以及拉出速度，装在前面和/或装在后面的辊子在转数方面以及辊子的传动机构的电流消耗都根据相对挡块可调节的辊子所产生的铸坯变形而调节，其中，从电流消耗，铸坯反作用力以及辊子距离的测量值求得液池顶点的位置(凝固区的末端)；并且对可调辊子的压力这样进行调节，即使液池位于至少一对相对挡块可按预定距离调节的辊对之前。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于装在上面的调节器是一个计算机，它由所掌握的钢不连续浇铸设备的测量值得到给与各个调节器的理论值，并依照使在产生变形的辊子负荷尽量少和辊子的挤压力也尽量小的要求预理论值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于计算机在计算各个调节器的理论值时，考虑了浇铸速度、欲浇铸钢水的温度和质量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，辊子的转数根据平均值来复核和修正，此平均值由于驱动的、直接串联的并组成三辊组的第一和第三辊子的转数构成，而中间辊子的转数相适应于在公差范围以内的平均值，公差不大于第一辊子和第二个辊子转速之差值。
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