CN105026073B - 铸造设备和使用该铸造设备的铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸造设备以及一种使用该铸造设备的铸造方法，该铸造设备用于生产具有大截面的用于极厚钢材的铸件，并且该铸造设备包括铸造部分、支承部分以及凝固部分；铸造部分具有用于钢水的将钢水铸造成铸件的通道，支承部分与铸造部分隔开布置以在铸件的侧部中的至少一个侧部中接纳并支承铸件，凝固部分布置在设置有第一质量控制装置的铸件的外侧以使铸件凝固，其中该铸造方法包括以下步骤：准备用于铸造的钢水；在允许通道打开或关闭的铸造部分中将钢水铸造成铸件；将铸件运送至凝固部分；以及将凝固的铸件运送至后续工序以提高铸件的质量，因此大幅增加了铸件的收率。此外，通过质量控制装置和凝固诱导装置从铸造开始至铸件凝固结束连续搅拌钢水以提高铸件的等轴表面比率并且降低偏析/孔隙度以及内部缺陷例如在铸件端部处产生的缩孔。另外，当生产具有大横截面的用于极厚钢材的铸件时，铸造部分能够在先前的铸件在凝固部分中被凝固时连续生产另一铸件，因此节约了通过连续凝固部分来使用于极厚钢材的铸件凝固所消耗的时间。这防止铸造工序停止，因此提高了铸件的生产率和铸造设备的效率。

Description

铸造设备和使用该铸造设备的铸造方法

技术领域

本发明涉及一种铸造设备以及一种使用该铸造设备的铸造方法，并且更具体地涉及一种可容易地生产用于极厚钢材的板坯并提高质量、收率百分比和板坯生产率的铸造设备以及一种使用该铸造设备的铸造方法。

背景技术

一般而言，极厚钢材具有至少100mm的厚度，并且内部质量如孔隙度以及机械性能如极厚钢材的冲击韧性利用根据预期用途而限定的厚度减薄率(板坯厚度/产品厚度)进行控制。例如，作为海洋结构钢需要具有4以上的厚度减薄率的极厚钢材，而压力钢和风力结构钢需要3以上的厚度减薄率。

目前，极厚钢材可通过预定的后续工艺例如对通过连续铸造工艺生产的板坯或铸锭进行锻造和轧制来进行生产。当极厚钢材通过铸锭工艺即前一种方法来生产时，铸锭通过锻造工艺或经过附加的轧制工艺而被生产成极厚钢材产品。特别地，由于需要高厚度减薄率的极厚钢材将内部质量作为重要因素，因此主要在铸锭(工艺)中铸造的板坯经历锻造工艺，然后通过轧制工艺来生产。

因此，通过使用在铸锭中铸造的板坯生产极厚钢材可对应于具有高厚度减薄率的极厚钢材的生产并且对于考虑到极厚钢材的需求特征而进行的小批量生产是有利的。然而，使用铸锭工艺生产的板坯需要对不良区域进行切割以移除在冒口和主冒口周围生成的不良区域。因此，由于切隔板坯的上部区域和下部区域而导致板坯的收率百分比下降，因此增加了用于生产极厚钢材的生产成本。

同时，当极厚钢材通过连续铸造工艺即后一种方法进行生产时，通常，通过对经过连续铸造的板坯进行轧制的方法生产极厚钢材。虽然后一种方法与铸锭工艺相比在收率处理方面极佳并且因此在生产成本方面优于铸锭工艺，但问题在于，在生产需要高厚度减薄率的钢产品时，极厚钢材的厚度由于受限的板坯厚度而被限制。

此外，由于极厚钢材与普通板坯相比相对较厚，因此在铸造之后板坯完全凝固需要很长时间。当通过常规铸造方法(在该常规铸造方法中钢水被连续铸造和切割)来生产比通过普通铸机生产的普通板坯更厚的用于极厚钢材的板坯时，凝固向板坯的内侧完成并且因此铸机的设备对于切割工艺而言变得非常长，其导致设备增大，从而在生产成本方面造成巨大的初始成本的消耗。

此外，由于与铸锭材料相比出现板坯内部缺陷的可能性高，因此极厚钢材中保留有连续铸造板坯中的内部缺陷的可能性很高。此外，由于用于生产板坯的连续铸造设备被优化以用于大批量生产，因此在小批量生产方面存在不利的问题。

因此，迫切需要开发新设备及新工艺以生产具有高厚度减薄率的用于极厚钢材的板坯，该板坯不容易在普通铸造设备中生产。也就是说，所需要的是在钢材质量方面能够将内部质量和收率百分比提高至与铸锭板坯相同或比铸锭板坯更优、在生产方面有利于生产各种类型的小批量极厚钢材以及与铸锭板坯的生产率相比能够提高其生产率的设备和工艺。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种容易地生产用于极厚钢材的板坯的铸造设备以及涉及一种使用该铸造设备的铸造方法。

本发明还涉及一种能够提高板坯的质量和收率百分比的铸造设备以及涉及一种使用该铸造设备的铸造方法。

本发明还涉及一种能够提高板坯的生产率和工艺设备的效率的铸造设备以及涉及一种使用该铸造设备的铸造方法。

技术方案

根据本发明的一个实施方案的铸造设备包括铸造装置和凝固装置，铸造装置限定钢水所穿过的通道并且用于将钢水铸造成板坯；凝固装置包括支承装置和第一质量控制器，支承装置与铸造装置间隔开设置并且接纳来自铸造装置的板坯以及设置在板坯侧部中的至少任一位置上以支承板坯；第一质量控制器设置在板坯的外侧上以诱导板坯的凝固。

第一质量控制器可包括第一搅拌器、第二搅拌器以及第一加热器，第 一搅拌器设置成接近板坯的外侧并且能够沿板坯的纵向方向升高；第二搅拌器在第一搅拌器下方隔开设置并且能够沿板坯的纵向方向升高；第一加热器安装成能够在板坯的正上方区域中向前及向后移动并且构造成加热板坯的上部。

第一搅拌器可具有围绕板坯卷绕并且以圆的形式设置的线圈。

铸造装置可包括容置装置、拉拔机以及第二质量控制器，容置装置具有容置钢水的空间；拉拔机将板坯从容置装置拉拔至下部；第二质量控制器设置在通道的外侧上。

容置装置可包括下述结晶器：该结晶器构造成形成供给中间包的钢水所穿过的通道，并且该结晶器可形成为使得板坯具有800mm或更小的厚度以及2000mm或更小的宽度。

第二质量控制器可包括搅拌装置和第二加热器，搅拌装置包括设置在结晶器的外侧上并且构造成对钢水或板坯内的未凝固的钢水中的至少任一者进行搅拌的至少一个搅拌器，第二加热器安装成能够在结晶器正下方的区域中向前及向后移动并且构造成加热板坯的上部。

搅拌装置可包括第三搅拌器和第四搅拌器，第三搅拌器设置成接近结晶器并且能够沿板坯的拉拔方向升高，第四搅拌器在第三搅拌器下方隔开设置并且能够沿板坯的拉拔方向升高。

第三搅拌器可具有围绕结晶器或板坯卷绕并且以圆的形式设置的线圈。

可向铸造装置提供用于使板坯分离于拉拔机的推钢机并且该推钢机可安装成能够朝凝固装置以向前及向后往复移动。

可提供将板坯从铸造装置传送至凝固装置或从凝固装置传送至凝固装置的外部的传送装置。

根据本发明的一个实施方案的铸造方法包括：提供钢水以准备铸造；在允许钢水所穿过的通道打开或关闭的铸造装置中铸造钢水；将通过铸造生产的板坯传送至凝固装置；以及在完成板坯的凝固之后将板坯传送至后续工艺。

在板坯传送至凝固装置之后，可在铸造装置中重复进行钢水的铸造。

当重复进行钢水的铸造时，可进行板坯至凝固装置的传送，同时将钢 水传送至铸造装置，以准备铸造。

当钢水的铸造为单次铸造时，即，为一次铸造时，可在铸造装置中完成板坯的凝固或在将板坯传送至凝固装置之后完成板坯的凝固。

钢水可以0.3m/分钟或更小的铸造速率进行铸造。

有利效果

根据按本发明的实施方案的铸造设备以及使用该铸造设备的铸造方法，可以提高通过连续铸造生产的板坯的收率百分比。也就是说，当铸造装置中铸造的板坯在铸造装置或凝固装置中凝固时，通过使用第二加热器或第一加热器延迟板坯上部的凝固减小了在板坯上部处产生的缩孔(pipe)的长度从而提高板坯的收率百分比。

此外，在铸造期间搅拌保持在结晶器中的钢水以提高内部质量，并且在完成铸造之后搅拌板坯中未凝固的钢水，使得可提高板坯中的等轴晶比率，可降低偏析和孔隙度，以及可减少内部缺陷例如板坯边缘端部处出现的缩孔。

此外，根据本发明，可以在于凝固装置中对板坯进行凝固的工艺期间在铸造装置中连续铸造另一板坯。因此，由于极厚钢材的凝固所需的处理可在凝固装置中完成，可不停止对钢水的铸造，因此能够提高板坯的生产率和工艺设备的效率。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施方案的铸造设备的视图。

图2示出了根据本发明的一个实施方案的铸造方法的流程图。

图3a-图3f示出了根据图2中的铸造方法的铸造设备的工作状态的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对具体实施方案进行详细描述。然而，本发明可按照不同的形式被实施并且不应当被理解为限于文中所陈述的实施方案。而是提供这些实施方案使得本公开内容将更加深入和全面，并将向本领域技术人员全面地传达本发明的范围。相同的附图标记自始至终表示相同的元件。

图1示出了根据本发明的一个实施方案的铸造设备的视图。图2示出了根据本发明的一个实施方案的铸造方法的流程图。图3a-图3f示出了根据图2中的铸造方法的铸造设备的工作状态的视图。图3a至图3f示出了用于生产板坯的铸造设备中的变化。

参照图1，作为根据本发明的一个实施方案的用以生产用于极厚钢材的板坯的设备的铸造设备1包括铸造装置1a和凝固装置1b，铸造装置1a限定了钢水所穿过的通道并且用于将钢水铸造成板坯；凝固装置1b包括支承装置500和第一质量控制器600，支承装置500与铸造装置1a间隔开设置并且接纳来自铸造装置1a的板坯以及至少设置在板坯侧部中的任何一个位置上以支承板坯；第一质量控制器600设置在板坯的外侧上以诱导板坯凝固。

作为对精炼钢水进行连续铸造的部分的铸造装置1a包括：容置装置100、拉拔机200以及第二质量控制器300，容置装置100容置钢水，拉拔机200将板坯从容置装置100拉拔至下部，第二质量控制器300设置在钢水所穿过的通道的外侧上。

容置装置100限定了在钢水铸造之前容置钢水的空间并且包括容置钢水的钢包120、接纳来自钢包120的钢水的中间包140、以及在中间包140下方间隔开设置的结晶器160。

钢包120为用于容置完成精炼之后的钢水的容器并且可生产为具有能够容置钢水的内部空间的各种中空形状。通常，可设置多个钢包120以增加连续铸造设备的循环速率。

中间包140制造成能够容置由钢包120提供的钢水的中空容器的形状。在中间包140的底部形成排放钢水的出口，使得容置在中间包140中的钢水可通过出口排到外部。容置在中间包140中的钢水在中间包140内停留一段时间，因此在钢水中所含夹杂物漂浮之后被倒入结晶器160。

提供结晶器160以使从中间包140倒入的钢水成形为适当的尺寸以生产板坯，因此限定了钢水所穿过的通道的宽度和厚度。本发明的结晶器160可成形为使得板坯具有800mm或更小的厚度以及2000mm或更小的宽度以符合用于极厚钢材的板坯的尺寸。也就是说，与常规铸造设备的结晶器相比厚度大幅增加的结晶器160的使用使得经过锻造工艺和轧制工艺的板坯能够具有用于极厚钢材的厚度。

同时，可提供导向辊170、冷却喷嘴(未示出)以及振动器(未示出)，导向辊170将具有初始壳体的板坯通过结晶器160导向结晶器160外侧，冷却喷嘴冷却由导向辊170引导的板坯，振动器将振动传递至结晶器160，使得结晶器内侧的板坯被容易地拉拔至结晶器160的外侧。在本发明中，不需要特别地限制导向辊170、冷却喷嘴以及振动器的构造，但是它们的各种构造以及操作方法对于本领域技术人员来说已众所周知，从而将省略对其的详细描述。

作为用于将板坯从容置装置100拉拔至下部的机器的拉拔机200包括平面板220，平面板220最初设置在结晶器内侧并且接纳钢水以防止钢水从结晶器160向下溢出并将初步凝固的板坯连接至致动器240，致动器240将板坯拉拔至下部。

提供平面板220以将板坯连接至致动器240，并且具有特定形状表面的板用于容易地连接至板坯。虽然本发明没有限定平面板220的形状和材料，但优选的是平面板220由不会导致变形的材料制成，所述变形可能在与高温板坯接触时由该板坯所导致。

致动器240为用于使平面板220下降的装置，并且连接至平面板220的板坯可通过使连接至致动器240的平面板220下降而被向下拉拔。致动器240可使用能够在板坯被拉拔时下降至下部并且在铸造的初始阶段上升以使得平面板220定位在结晶器160内侧的装置。也就是说，可以使用能够下降及上升的装置作为致动器240。

提供第二质量控制器300以提高由拉拔机200拉拔的板坯的质量并且第二质量控制器300包括搅拌装置320和第二加热器340，搅拌装置320包括设置在结晶器160外侧上并且构造成对结晶器160中的钢水和板坯内部未凝固的钢水中的至少任一者进行搅拌的至少一个搅拌器，第二加热器340安装成能够在结晶器160正下方区域中向前及向后移动并且构造成加热板坯的上部。

搅拌装置320为在结晶器160的外侧上具有至少一个搅拌器以提高板坯质量的装置并且搅拌装置320包括第三搅拌器322和第四搅拌器324，第三搅拌器322设置成接近于结晶器160并且能够沿板坯的拉拔方向升高，第四搅拌器324设置为在第三搅拌器322下方并与第三搅拌器322间隔开并且能够沿板坯的拉拔方向升高。也就是说，搅拌装置320对容置在 结晶器160中的熔融状态的钢水和所生产的板坯中的未凝固的钢水中的至少任一者进行搅拌以进行板坯上的晶粒细化，因此能够提高板坯的质量。

如图1中所示，第三搅拌器322设置为与结晶器160的侧部隔开预定距离，并且第三搅拌器322在铸造期间搅拌容置在结晶器160中的钢水。当铸造开始时，第三搅拌器322与板坯一起下降预定距离以搅拌板坯内部未凝固的钢水。也就是说，当钢水倒至结晶器160时，第三搅拌器322向来自结晶器160的侧部的钢水施加电磁场以搅拌钢水，并且当完成将钢水倒入结晶器160时，第三搅拌器322可在与板坯一起下降至下部的同时搅拌板坯内部未凝固的钢水。电磁搅拌器(EMS)可用作第三搅拌器322。能够用作第三搅拌器322的电磁搅拌器通常具有与足以搅拌熔融态钢水的频率相应的低频(Hz)带。

第四搅拌器324设置在第三搅拌器322下方并与第三搅拌器322间隔开预定距离，并且第四搅拌器324沿板坯的拉拔方向升高以搅拌板坯中未凝固的钢水。最终电磁搅拌器(FEMS)可用作第四搅拌器324。第四搅拌器324与第三搅拌器322相比设置在相对较下部，并且优选的是使用具有比第三搅拌器322更高频率(Hz)的搅拌装置以搅拌存在于板坯下部(就板坯的纵向而言的中心的下部)中的凝固区域内的钢水，在凝固区域中，凝固已进行到一定程度。

因此，搅拌装置320搅拌结晶器中未凝固的钢水和板坯中的未凝固钢水，因此能够提高板坯中的等轴晶比率并且降低偏析和孔隙度。同时，本发明没有限制通过第三搅拌器322和第四搅拌器324搅拌的板坯的搅拌区域并且没有限制搅拌器的升高宽度，并且可根据铸造条件应用各种移动范围。

第二加热器340为设置在结晶器160外侧的装置并且安装成能够在结晶器正下方的区域中(沿板坯的拉拔方向的路径)向前及向后移动以加热铸造板坯的上部(尾部)。在该实施方案中，采用根据感应加热(电磁加热器，EMH)的方法。第二加热器340通过使用由电源在感应加热线圈中产生的电磁场间接地加热板坯的上侧部，并且第二加热器340被卷绕以包围板坯同时与板坯的四个方向侧间隔开预定间隔。因此，第二加热器340优选地使用具有与板坯的截面对应的形状的感应线圈，但不限于此，还可以各种形式进行卷绕。

同时，可向铸造装置1a提供推钢机400以在对钢水完成铸造之后将 板坯传送至凝固装置1b。

推钢机400为设置在面对铸造装置1a的侧部的凝固装置1b的位置中并且推动板坯的侧部以及将板坯与拉拔机200分离以朝着凝固装置1b递送板坯的装置。能够往复移动预定距离的装置可用于推钢机400，例如可使用步进马达、致动器、螺线管等。作为示例，当使用致动器作为推钢机400时，活塞在插入气缸及退出气缸的同时往复移动，因此能够朝凝固装置1b推动板坯并且然后返回至初始位置。将铸造装置1a的板坯递送至凝固装置1b的装置不限制于推钢机400并且可为各种装置。

凝固装置1b为接纳板坯以使从上述铸造装置1a铸造的板坯凝固的部分并且凝固装置1b包括支承装置500和第一质量控制器600，支承装置500设置在板坯的至少任一侧部上以支承板坯，第一质量控制器600设置在板坯的外侧上以诱导板坯凝固。凝固装置1b接纳来自与铸造装置1a间隔开预定距离的部分的板坯、完成板坯的凝固并且然后将板坯传送至后续工艺(例如，锻造或轧制)。

提供支承装置500使得板坯稳定地定位在凝固装置1b中，支承装置500包括支承块520和支承框架540，支承块520设置为接触板坯的底部，支承框架540设置为包围板坯侧部的一部分。然而，支承装置500的构造不限于此，但板坯可在不干扰第一质量控制器600的移动的程度内通过各种装置和方法进行支承。

支承块520使用与铸造装置1a的平面板220形状类似的块体。支承块520起支承沿拉拔方向即纵向方向设置在凝固装置1b中的板坯的下部的作用。

如图1中的放大图中所示，支承框架540可设置成与板坯侧部间隔开预定距离并且包围板坯侧部的一部分以抑制和防止沿纵向方向设置的板坯掉落。

作为设置在板坯外侧上并且确保板坯质量的装置的第一质量控制器600包括第一搅拌器620、第二搅拌器640以及第一加热器660，第一搅拌器620设置成接近板坯的外侧并且能够沿板坯的纵向方向升高，第二搅拌器640设置在第一搅拌器620下方并与第一搅拌器620间隔开并且能够沿板坯的纵向方向升高，第一加热器660构造成加热板坯的上部。也就是 说，由于自然冷却的板坯的凝固没有完成，因此，第一质量控制器600可设置有与铸造装置1a相同或相类似的装置以继续用于提高板坯质量的处理工艺。

作为用于对输送至凝固装置1b的板坯中未凝固钢水进行搅拌的装置的第一搅拌器620设置为与板坯间隔开预定距离。第一搅拌器620可安装成能够以下述方式升高：第一搅拌器620在板坯被输送至凝固装置1b时下降以设置在板坯侧部上，其中第一搅拌器620设置在与第三搅拌器322相同或相类似的高度处。第一搅拌器620设置在板坯外侧的上部中。也就是说，就板坯的纵向方向而言，第一搅拌器620设置在板坯中心的上方。通过第一搅拌器620搅拌的板坯的上部中的未凝固区域与板坯的下部相比经历凝固程度相对较小的凝固，使得与板坯的下部相比，板坯中包括有大量未凝固的钢水。因此，可使用与第三搅拌器322类似的电磁搅拌器(EMS)。

同时，虽然第一搅拌器620使用与第三搅拌器322类似的装置，但是第一搅拌器620与第三搅拌器322可具有由各搅拌器产生的不同大小的频率或具有彼此不同的操作时间。也就是说，第三搅拌器322对结晶器160中的钢水或经过凝固的初始板坯中的钢水进行搅拌，并且因此使用小于约1Hz的频率。第三搅拌器322在以下工艺期间操作：将钢水倒入结晶器160、将钢水铸造成板坯、以及将板坯传送至凝固装置1b。在第一搅拌器620的情况下，由于传送至凝固装置1b的板坯的特征，未对板坯提供结晶器并且与在铸造装置中铸造的板坯相比传送至凝固装置1b的板坯形成较厚的凝固壳。因此，第一搅拌器620使用高至5Hz的频率并且第一搅拌器620运转直至板坯铸造完成为止，使得第一搅拌器620的磁场穿过加厚凝固壳以搅拌板坯中未凝固的钢水。然而，板坯的凝固根据铸造位置和铸造条件以很多种形式发生，使得第三搅拌器322与第一搅拌器620可根据不同的操作模式使用0至5Hz范围的频率。此外，设置在图3d中的凝固装置1b中的第一搅拌器620搅拌板坯中的未凝固的钢水以使在凝固装置1a中的板坯的凝固期间板坯中的未凝固的钢水的温度均衡，因此，在降低板坯内的缩孔缺陷方面能够非常有效地操作，使得第一加热器660加热板坯的上侧部以防止板坯的上部预先凝固。类似地，设置在图3f中的铸造装置1a中的第三搅拌器322搅拌板坯中的未凝固钢水以使在铸造装置1a中的板坯的凝固期间板坯中的未凝固的钢水的温度均衡，因此，在降低板坯内的缩孔缺陷方面能够非常有效地操作，使得第二加热器加热板坯的上侧部以防止板坯的上部预先凝固。

第二搅拌器640设置在第一搅拌器620的下方并与第一搅拌器620间隔开预定距离，并且安装成沿板坯的纵向方向升高以搅拌板坯中的未凝固的钢水。也就是说，就板坯的纵向方向而言，第二搅拌器640设置在板坯中心的下方。虽然第二搅拌器640可使用与第四搅拌器324类似的最终电磁搅拌器(FEMS)以搅拌板坯的外侧的下部区域中的未凝固的钢水，但是第二搅拌器640和第四搅拌器324可具有由各搅拌器产生的不同大小的频率或具有不同于彼此的操作时间。也就是说，第四搅拌器324使用高至约3Hz的频率以搅拌在铸造装置1a中凝固的板坯中的未凝固的钢水。第四搅拌器324在铸造装置1a中铸造的板坯传送至凝固装置1b之前进行操作。在第二搅拌器640的情况下，由于传送至凝固装置1b的板坯的特征，与在铸造装置1a中铸造的板坯相比，传送至凝固装置1b的板坯形成较厚的凝固壳。因此，第二搅拌器640使用高至6Hz的频率并且运转直至板坯铸造完成为止。然而，板坯的凝固根据铸造位置和铸造条件以多种形式发生，使得第四搅拌器324和第二搅拌器640可根据不同的操作模式使用0至6Hz范围的频率。

同时，在该实施方案中，虽然设置有多个第一搅拌器620和第二搅拌器640以分别搅拌板坯的不同区域中的未凝固钢水，但是用于搅拌凝固装置1b中的板坯中的未凝固的钢水的装置和方法不限于此。也就是说，该实施方案可修改成不同方法和装置形状，使得提供单个搅拌器并且可以搅拌从板坯的上部至下部的整个区域，同时改变搅拌器的频率。

因此，第一搅拌器620和第二搅拌器640搅拌钢水直至传送至凝固装置1b的板坯的凝固完成为止，因此，能够提高板坯中的等轴晶比率并且如在铸造装置1a的搅拌装置320中那样通过降低偏析和孔隙度来提高板坯质量。

同时，在第三搅拌器322和第一搅拌器620应用于本发明的情况下，为了在根据与应用于现有连续铸造机的结晶器相比尺寸显著增大的板坯中的钢水中确保均匀的搅拌力，围绕结晶器160或板坯卷绕的线圈以圆的形式设置以在结晶器或板坯中的未凝固钢水上进行旋转式搅拌。

第一加热器660为安装成能够在板坯的正上区域中向前及向后移动以在板坯外侧加热板坯的上部并且构造成加热传送至凝固装置1b的板坯的上部(尾部)的装置。由于第一加热器660具有与第二加热器340类似的构造和效果，因此将不会重复对第一加热器660的详细描述。

上述铸造设备1可包括传送装置，传送装置将板坯从铸造装置1a传 送至凝固装置1b和/或从凝固装置1b传送至凝固装置1b的外侧，即后续工艺。

传送装置700为设置在凝固装置1b的一个侧部上并且形成为能够朝铸造装置或凝固装置向前及向后移动以传送板坯的装置。传送装置700包括倾斜装置720和驱动装置740，倾斜装置720用于使板坯倾斜接触铸造装置1a中的板坯或将板坯从铸造装置1a传送至凝固装置1b，驱动装置740控制倾斜装置720的操作。

倾斜装置720设置在板坯的一个侧部上并且在通过驱动装置倾斜或向前及向后移动时传送板坯，并且凝固装置1b的支承块520被连接以传送板坯。也就是说，板坯可从铸造装置1a传送至凝固装置1b，使得倾斜装置720的一个侧部连接至支承板坯的支承块520，并且板坯设置在支承块520上。当板坯从凝固装置1b传送至凝固装置1b的外侧时，倾斜装置720倾斜成使得板坯接触倾斜装置720的一个侧部，并且板坯可位于沿传送方向设置的倾斜装置上。在倾斜装置720接触板坯的侧部上，可安装辊725以容易地传送板坯。

驱动装置740控制倾斜装置720的操作，并且可允许倾斜装置720向前及向后移动，使得倾斜装置720接近铸造装置1a或从铸造装置1a退回。此外，驱动装置740允许倾斜装置720倾斜并与辊道800连通以将倾斜装置720和板坯引至后续工艺。例如能够往复移动预定距离的铸造装置1a的推钢机400的装置可用于驱动装置740，并且例如，当使用致动器时，倾斜装置720可连接至活塞的一端部以使能够进行角度调节。

以这种方式，在该实施方案中，虽然如上述的方法和装置用于传送板坯的传送装置700，但是用于传送装置700的装置和操作方法不限于此，而是可在板坯从铸造装置1a传送至凝固装置1b或板坯从凝固装置1b传送至后续工艺时使用能够容易地传送板坯的各种装置和方法。

在下文中，将对使用上述铸造设备的铸造方法进行描述。

参照图2，根据本发明的一个实施方案的铸造方法包括：提供钢水以准备铸造；在允许钢水所穿过的通道打开或关闭的铸造装置中铸造钢水；以及将通过铸造生产的板坯传送至凝固装置。

首先，完成精炼之后的钢水容置在钢包120中并且然后传送至铸造装置以开始铸造。传送至铸造装置的钢水由钢包120供给中间包140，然后 在中间包140中使夹杂物进行一段时间的漂浮，以及然后将钢水倾倒至结晶器，因此在铸造装置1a中进行处理(S100)。如图3a-3f中所示，在平面板220定位在结晶器中以防止倾倒至结晶器160的钢水排放至外部的情况下完成铸造的准备(S120)。

在完成铸造的准备之后，如图3b中所示，当拉拔机200运转以降低平面板220并且连接至平面板220的板坯S1被向下拉拔以开始铸造时，板坯被生产(S140)。在铸造开始之前，操作第三搅拌器322以搅拌结晶器中的钢水。生产的板坯的尺寸为最大厚度为800mm、最大宽度为2000mm，并且以0.3m/分钟或更小的铸造速度进行铸造。按照极厚钢材的特征，需要使用板坯厚度增大的结晶器160以获得厚度增大的最终产品。板坯以0.3m/分钟的低铸造速度铸造板坯的原因在于通过以低铸造速度进行铸造来抑制偏析的出现以保护内部质量，以及不同于普通板坯，由于用于极厚钢材的板坯的凝固速度慢，因此需要在铸造期间确保凝固壳的足够厚度。

当铸造进行时，第三搅拌器322连续搅拌结晶器中的钢水并且第四搅拌器324连续搅拌板坯内部的未凝固的钢水，使得根据厚板坯的特征而进行凝固。因此第三搅拌器322和第四搅拌器324可通过连续搅拌钢水来改善(refine)板坯的结构，从而提高板坯的质量和等轴晶比率。

当在铸造装置1a上完成铸造(S160)时，位于铸造装置1a中的板坯S1通过推钢机400与平面板分离并且由传送装置700支承以移动至凝固装置(S200)。当推力通过推钢机400传递至板坯S1时，板坯S1在表面的凝固达到无变形程度的状态下可传送至凝固装置1b。同时，在铸造和凝固板坯中在上部和下部移动的搅拌装置320返回至其初始位置以不干扰板坯S1的传送。

在板坯传送至凝固装置1b之后，板坯S1的最终完成凝固的工艺在凝固装置1b中进行(S300)。也就是说，由于板坯S1在凝固装置1b中凝固，因此可在铸造装置1a中进行铸造工艺。当板坯S1开始凝固时，设置在凝固装置1b中的第一质量控制器600下降或上升以与板坯外侧间隔开设置。也就是说，如图3a-3f中所示，第一搅拌器620和第二搅拌器640设置在板坯的外侧以搅拌板坯S1内部的未凝固的钢水，以操作直至板坯S1凝固完成为止。

在使板坯凝固的工艺中，第一加热器660间接加热各个区域内的板坯的上部以使板坯的上部凝固，同时尽可能地抑制板坯上部的侧部释放热 量。通过间接加热板坯上部的侧部，可抑制或防止板坯上部的未凝固区域而预先凝固，从而将凝固收缩缺陷例如缩孔减至最小。因此，提高了板坯的收率百分比，从而提高了最终板坯的收率百分比。

因此，如图3e所示，当在凝固部分1b中完成板坯凝固S340时，板坯通过传送装置700的倾斜装置720而倾斜并且传送装置700的倾斜装置720连接至邻近传送装置700设置的辊道800，并且板坯沿辊道800传送至后续工艺(S360)。

因此，图3a至图3f的工艺不限制次数并且可重复进行。如图2中所示(b)，在完成铸造装置1a的工艺之后，铸造装置1a的工艺在铸造装置1a中重复进行并且生产另一板坯S₂以能够重复直至获得所需的量为止，同时板坯S₁传送至凝固装置以进行铸造装置1a(应该是凝固装置1b)的工艺(板坯凝固工艺)。

当在重复上述过程工艺之后不再进行铸造装置1a的处理时，也就是说，在图3e中的板坯S2传送至凝固装置1b之后，最后的板坯Se在铸造装置1a中生产，铸造装置1a中的板坯Se可以在铸造装置1a中完成凝固而不传送至凝固装置1b。也就是说，板坯Se通过使用设置在铸造装置1a中的第二质量控制器300完成凝固并且然后可传送至后续工艺(S360)。铸造装置1a的第二加热器340间接加热板坯S_e的上部以执行凝固装置1b的第一加热器600的作用。然而，最后生产的板坯Se可在与先前生产的板坯S₁和板坯S₂类似地传送至凝固装置1b并且然后完成凝固处理之后传送至后续工艺。因此，不对最终板坯S_e的位置进行限制。

在下文中，将通过实验示例对本发明的效果进行更详细的描述。

表1示出了在各种处理条件下最终生产的用于生产极厚钢材的板坯的板坯厚度和收率百分比的变化的结果。

表1

在本文中，初始阶段的板坯厚度表示在完成了铸造的板坯上没有进行附加的后续工艺时的板坯厚度。此外，中间阶段的板坯厚度表示在锻造处理击打或挤压板坯之后的板坯的厚度，最终阶段的板坯厚度表示在轧制处理之后的板坯的厚度。

表1中示出的板坯(比较例1、比较例2以及实施例)中的每一个为在经历铸造处理并且然后经历锻造或轧制工艺中的至少任一者之后作为用于极厚钢材的板坯而生产的板坯，表1可示出如下的以下结果。

【比较例1】

比较例1中的板坯通过铸锭工艺生产，因此，能够通过向结晶器供应钢水并且冷却钢水而获得板坯。如上生产的板坯具有约1500mm的初始厚度。然后，在经历铸造和轧制工艺之后，板坯最终具有约178mm的厚度以形成用于极厚钢材的厚度。然而，可确认的是具有约52％低值的总收率百分比。

【比较例2】

比较例2中的板坯通过普通的铸造设备进行生产，因此能够通过连续倾倒和使由炼钢设备供给至结晶器的钢水凝固来生产板坯。如上生产的板坯具有约95％的非常高的收率百分比。然而，在通常使用的铸造设备中，板坯被生产成具有约450mm的初始厚度，因此在轧制处理完成之后具有约150mm的厚度。因此，可确认在用于极厚钢材时板坯的厚度被限制为约150mm。

【实施例】

实施例中的板坯通过根据本发明的实施方案的铸造设备进行生产，由此生产的板坯具有约800mm的最大厚度和约2000mm的最大宽度。因此，实施例中生产的板坯具有约800mm的初始厚度并且可确认在经历锻造和轧制处理之后最终具有约178mm的厚度。此外，由于铸造设备分成铸造装置和凝固装置并且进行了用于防止板坯的上部预先凝固的处理，因此确认实施例中的板坯具有约89％的收率百分比。

因此，在与比较例1的板坯相比时，实施例中板坯的收率百分比显著提高了约40％，并且在与比较例2的板坯相比时，实施例中的板坯具有 适用于极厚钢材的厚度。也就是说，通过实施例中的设备生产的板坯可解决通过铸锭铸造以及常规的连续铸造生产的板坯的问题。

此外，由于通过对板坯应用钢水搅拌器而获得100％等轴晶比率的宏观质量，根据该实施方案生产的极厚钢材没有被观察到具有通过肉眼识别的表面缺陷(例如，角裂)以及板坯内部产生的偏析。因此，可确认根据本发明的实施方案生产的极厚钢材得到改善。

如上所述，根据本发明的实施方案，由于连续铸造设备被分成铸造装置和凝固装置并且在铸造装置中完成铸造的板坯传送至凝固装置并且在凝固装置中完成凝固的板坯传送至后续工艺，因此极厚钢材可容易地生产并且可提高最终生产的板坯的质量和收率百分比。

更具体地，由于在铸造装置中生产的板坯传送至凝固装置，并且然后板坯的凝固通过第一质量控制器完成并且板坯的上部的预先凝固被抑制或防止以减少缩孔的形成，因此可提高板坯的质量。因此，由于提高的板坯质量而没有进行作为铸锭的问题的切割不良区域，因此可提高板坯的收率百分比。

此外，由于在板坯传送至凝固装置并且然后在凝固装置中凝固时，可在铸造装置中对下一块板坯进行铸造，因此可解决分批处理问题例如常规的连续铸造问题。因此，可提高板坯的生产率。此外，最后的铸造处理中生产的板坯没有传送至凝固装置并且板坯的凝固可通过设置在铸造装置中的第二质量控制器而完成。因此，可提高处理效率。

现将参照附图对本发明进行更全面地描述，在附图中示出了本发明的示例性实施方案。本发明不受实施性实施方案限定而是由权利要求书限定。此外，对于本发明领域的技术人员来说在不背离本发明的基本原理的范围内可以进行各种改变和修改。

附图标记目录

S：板坯 1：铸造设备

1a：铸造装置 1b：凝固装置

100：容置装置 200：拉拔机

300：第二质量控制器 320：搅拌装置

340：第二加热器 400：推钢机

500：支承装置 600：第一质量控制器

620：第一搅拌器 640：第二搅拌器

660：第一加热器 700：传送装置

Claims (15)

1.一种铸造设备，包括：

铸造装置，所述铸造装置限定钢水所穿过的通道并且用于将所述钢水铸造成板坯；以及

凝固装置，所述凝固装置独立地设置为与所述铸造装置间隔开并接纳来自所述铸造装置的板坯，

其中所述凝固装置包括：

支承装置，所述支承装置设置在接纳自所述铸造装置的所述板坯的下部以及侧部中的至少一部分上以支承所述板坯；以及

第一质量控制器，所述第一质量控制器设置在所述板坯的外侧上以诱导所述板坯的凝固。

2.根据权利要求1所述的铸造设备，其中，所述第一质量控制器包括：

第一搅拌器，所述第一搅拌器设置成接近所述板坯的外侧并且能够沿所述板坯的纵向方向升高；

第二搅拌器，所述第二搅拌器设置在所述第一搅拌器的下方并与所述第一搅拌器间隔开并且能够沿所述板坯的所述纵向方向升高；以及

第一加热器，所述第一加热器安装成能够在所述板坯正上方的区域中向前及向后移动并且构造成加热所述板坯的上部，

其中所述第一搅拌器具有围绕所述板坯卷绕并且以圆的形式设置的线圈。

3.根据权利要求1所述的铸造设备，

其中所述支承装置包括：

支承块，所述支承块设置为接触所述板坯的底部；以及

支承框架，所述支承框架设置为与所述板坯的侧部间隔开预定距离并且设置为包围所述板坯的侧部的一部分。

4.根据权利要求1所述的铸造设备，其中，所述铸造装置包括：

容置装置，所述容置装置具有容置所述钢水的空间；

拉拔机，所述拉拔机将所述板坯从所述容置装置拉拔至下部；以及

第二质量控制器，所述第二质量控制器设置在所述通道的外侧上。

5.根据权利要求4所述的铸造设备，其中，所述容置装置包括结晶器，所述结晶器构造成形成供给到中间包的钢水所穿过的通道，并且所述结晶器形成为使得所述板坯具有小于或等于800mm的厚度和小于或等于2000mm的宽度。

6.根据权利要求2所述的铸造设备，

其中，所述铸造装置包括：

容置装置，所述容置装置具有容置所述钢水的空间；

拉拔机，所述拉拔机将所述板坯从所述容置装置拉拔至下部；以及

第二质量控制器，所述第二质量控制器设置在所述通道的外侧上；

所述容置装置包括结晶器，所述结晶器构造成形成供给到中间包的钢水所穿过的通道，并且所述结晶器形成为使得所述板坯具有小于或等于800mm的厚度和小于或等于2000mm的宽度；

其中，所述第二质量控制器包括：

搅拌装置，所述搅拌装置包括设置在所述结晶器的外侧上并且构造成对所述钢水和所述板坯内部的未凝固钢水中的至少任一者进行搅拌的至少一个搅拌器；以及

第二加热器，所述第二加热器设置成能够在所述结晶器正下方的区域中向前及向后移动并且构造成加热所述板坯的上部。

7.根据权利要求6所述的铸造设备，其中，所述搅拌装置包括：

第三搅拌器，所述第三搅拌器设置成接近所述结晶器并且能够沿所述板坯的拉拔方向升高；以及

第四搅拌器，所述第四搅拌器设置为在所述第三搅拌器下方并与所述第三搅拌器间隔开并且能够沿所述板坯的所述拉拔方向升高，

其中所述第三搅拌器具有围绕所述结晶器或所述板坯卷绕并且以圆的形式设置的线圈。

8.根据权利要求5所述的铸造设备，

其中所述拉拔机包括：

平面板，所述平面板接纳钢水以防止钢水从所述结晶器向下溢出并且所述平面板与最初凝固的板坯接触；以及

致动器，所述致动器连接至所述平面板以将所述板坯拉拔至下部。

9.根据权利要求8所述的铸造设备，其中，所述铸造装置设置有用于使所述板坯与所述拉拔机分离的推钢机，并且所述推钢机安装成能够朝所述凝固装置向前及向后往复移动。

10.根据权利要求1所述的铸造设备，其中，设置有传送装置，所述传送装置将所述板坯从所述铸造装置传送至所述凝固装置，或从所述凝固装置传送至所述凝固装置的外侧。

11.一种用于极厚钢材的板坯的铸造方法，包括：

提供钢水以准备铸造；

在允许所述钢水所穿过的通道打开或关闭的铸造装置中铸造所述钢水；

将通过所述铸造生产的板坯传送至独立地设置为与所述铸造装置间隔开凝固装置；

使传送至所述凝固装置的所述板坯凝固；以及

在所述板坯在所述凝固装置中的凝固完成之后将所述板坯传送至后续工艺，

其中在所述板坯传送至所述凝固装置之后，在所述铸造装置中重复进行所述钢水的所述铸造过程。

12.根据权利要求11所述的铸造方法，

其中所述钢水的铸造过程包括在铸造期间搅拌所述钢水；以及

使传送至所述凝固装置的所述板坯凝固包括搅拌传送至所述凝固装置的板坯中未凝固的钢水；

其中使用不同大小的频率或不同的操作时间来实施在铸造期间对所述钢水的搅拌以及对传送至所述凝固装置的板坯中未凝固的钢水的搅拌。

13.根据权利要求11所述的铸造方法，其中，当重复进行所述钢水的所述铸造时，将所述板坯传送至所述凝固装置，同时将所述钢水传送至所述铸造装置以准备所述铸造。

14.根据权利要求11所述的铸造方法，其中，当所述钢水的所述铸造为单次铸造，即，一次铸造时，在所述铸造装置中或在将所述板坯传送至所述凝固装置之后完成所述板坯的所述凝固。

15.根据权利要求11所述的铸造方法，其中，所述钢水以小于或等于0.3m/分钟的铸造速率进行铸造。