CN1064569C - 在辊间连续铸造薄金属制品的方法和装置 - Google Patents

Abstract

该装置包括两个被驱动转动的辊(1，1′)，两个贴靠在辊的前端(11)的侧壁(3)和使侧壁(3)压靠在辊上的推力装置(6)。还包括在辊转动过程中测定推力的装置(14，14′，14″)和测定辊作用在侧壁(3)上的摩擦力的装置(9，9′)。

表示每个侧壁/辊的接触表面的摩擦状态从而表示接触状况的摩擦系数是由同时测定的这些力推出的，这样，可随这个接触状况的变化调节各铸造参量。

该装置用于在辊间连续铸造薄钢带。

Description

在辊间连续铸造薄金属制品的方法和装置

本发明涉及根据在两个反向转动的辊间连续铸造的技术连续铸造薄金属制品，特别是薄金属带，具体地说，本发明涉及在这两个辊的两前端和两侧壁之间的接触和润滑的控制，这两侧壁和这两前端接触，以便限定限定在这两个辊间的铸造空间。

已知的在两个辊间连续铸造的装置包括两个从内部冷却的辊，这两个辊的轴线是水平的，且相互平行，被驱动在相反的方向转动，它们之间隔开一个与铸造制品所要求的厚度相应的距离。

在铸造过程中，将熔化的金属注入限定在这两个辊间的铸造空间，与这两个辊接触时凝固，随着辊的转动形成薄带被向下排出。为了容纳熔化的金属，侧壁正好压在辊的前端。这种侧壁通常是用耐熔材料制造的，至少部分地与熔化的金属接触。

因此，必需确保辊和侧壁之间的密封，为此，要使这些侧壁压在辊的端部，为了减小辊转动过程中产生的摩擦，通常通过在接触面处涂自耗润滑剂或利用润滑材料，在辊和侧壁之间的接触面进行润滑。

然而，实际上形成这种密封和在铸造过程中保持这种密封产生许多困难，这特别是由于：

辊和侧壁的几何变形，特别是在铸造开始阶段，这种变形是由装置的各零件的膨胀而引起的；

作用在这些零件上的力，特别是由铸造的金属在辊的轴向作用在侧壁的力，这种力可使所说的侧壁与辊分开；

侧壁或辊的侧面的冷却壁的磨损，这种磨损在接触区域的整个接触面上总是不均匀的；

可在侧壁和辊之间开始渗入铸造的金属，这可使侧壁与辊分开。

为了尽可能设法确保这种密封，避免在侧壁和辊之间渗入铸造的金属，有许多已公知的方法，具体包括：

调节侧壁作用在辊上的压力，使其保持在规定值的范围；

调节侧壁的位置，确保在侧壁和辊之间有一个最小的间隙；

测定这个间隙，并以此调节压力。

对于确保在整个铸造过程中的密封，这些方法中没有一个已证明是令人满意的，或至少是足够的，因为这只能测定作用在侧壁上的合力，或这个壁的总位置，不能把位于面的小范围上的分力和间隙考虑进去。

已提出在整个铸造过程中通过辊对侧壁的摩擦，导致侧壁的受控磨损来解决这个问题。这样做的目的是不断更新侧壁和辊之间的接触面，使这个接触面的整个面积的接触条件尽可能一致。例如，文献EP-A-546206描述一种实现此目的的方法，在铸造开始前，使侧壁强有力地压在辊上，以便通过对辊的侧面的研磨对侧壁进行一种所谓的抛光，然后减小这个压力，并在铸造过程中使侧壁以一个预定的速度连续移向辊，以便连续地确保有意的磨损程度，因而设法保持接触面的整个面积的均匀接触。

然而，这种方法不能考虑到在铸造过程中所发生的接触条件的偶然变化，即使当接触条件令人满意不会使这种磨损产生时，这种方法导致侧壁严重磨损。

因此，本发明的目的是解决上述问题，改进侧壁和辊之间的接触的控制，从而避免所说的侧壁的严重磨损。具体地说，本发明的目的是增进在连续铸造过程中侧壁和辊之间实际接触状态的认识，使得有可能按施加压力和使侧壁压在辊上的方法相应地动作。

为了实现这些目的，本发明的技术方案具体地说是一种在两个反向转动的辊之间连续铸造薄金属制品的方法，根据该方法，将熔化的金属注入由所说的辊的圆筒形壁和两个侧壁限定的一个铸造空间，凝固的薄制品在排出方向被排出，推力在与辊的轴线平行的方向作用在所说的侧壁上，以使其贴靠在圆筒形壁的前端，并测定所说的力，其特征在于，为了判断在连续铸造过程中侧壁和圆筒形壁之间的接触状态，测定在排出方向作用在每个侧壁上的驱动力，这种测定是对每个辊处的每个侧壁进行的，一个表示每个侧壁和圆筒形壁的接触面处的摩擦状况的参数由压力的测定值和驱动力的测定值推出，将所说的参数与一个预先设定值进行比较，随着比较结果的不同，至少调节一个铸造参量，以使这个参数恢复到设定值。

因此，由于在已有测定作用在所说的侧壁上的推力和它的位置的基础上又增加了测定表示摩擦状况的参数例如摩擦系数，本发明的方法可更好地认识实际的侧壁和辊之间的接触状态。这便可以确定与参考值相比较表面摩擦状况的变化，例如与将熔化的金属注入铸造空间之前的状态进行比较。将对摩擦状况的认识和对侧壁的位置及作用在侧壁上的推力的认识结合在一起，例如便可以确定，由于耐熔材料的不均匀磨损，由于铸造金属渗入辊和侧壁之间，要么由于侧壁与辊的前端面不平行，有效接触面积发生了变化。还可以确定润滑可能失效。为了消除这些缺陷，只要考虑造成这些缺陷的原因，通过手动或自动作用于某些铸造参量，例如作用在侧壁上的推力，侧壁的位置，要么是辊的夹紧力，它们的转速等，从而可恢复到原来状态。

本发明的另一个目的是提供一种在辊间连续铸造薄金属制品的装置，包括：

-两个具有平行的转动轴和圆筒形冷却壁的辊，这两个辊相对一个中间排出平面对称地设置，并在相反的方向被驱动转动，

-两个贴靠在所说的圆筒形壁的前端的侧壁，

-用推力使所说的侧壁贴靠在圆筒形壁上的推力装置，和

-测定推力的装置，

其特征在于，包括在辊转动过程中测定辊作用在所说的侧壁上的摩擦力的装置。

用于测定每个侧壁摩擦力的装置最好包括用于测定每个辊作用在所说的侧壁上的摩擦力的两个力传感器。因此，通过分别确定每个辊的侧壁和辊之间的接触状态，增进对侧壁和辊之间的接触状态的认识。

按照一个具体的设置，力传感器分别位于所说的中间平面的两侧，侧壁在排出方向只由分别靠近所说的侧壁的侧端设置的两个支承装置支承，所说的力传感器位于所说的支承装置上。

这种设置使得该装置简单，例如，所说的支承装置可以是水平地固定在用于安装和调节侧壁位置的结构上的测力轴，所说的侧壁可容易地装在该结构上。

通过对本发明用于在辊间连续铸造薄钢带的一个装置的实例和它的工作过程的描述，本发明的其它技术特征和优点会显现出来。

涉及的附图如下：

图1是一个铸造装置的局部剖视示意图；

图2是侧壁及其支承的正视图。

图1表示该装置的辊1，1′中的一个的端部和使一个侧壁3贴靠在辊的端面11上的组件2。该组件本身以本来已公知的方式被支承在铸造装置的支架4上。

组件2包括一个沿辊的轴向在支架4上定向移动的主滑架5。主滑架5的移动受动力油缸6的控制，动力油缸6可调节组件2从而调节侧壁3相对辊1的位置，并使侧壁3以一个可调节的力贴靠在辊的端面上。

主滑架5装有一个在所说的主滑架5上水平定向移动的副滑架7，因此，副滑架7可由用标号8示意地表示的动力油缸在与辊的轴向成横向的方向移动，以便调节侧壁3相对辊的横向位置。

副滑架7的上部装有在辊的轴向水平伸出的两个销轴9，9′，它们相对该装置的纵向中间平面P对称地设置。

用耐熔材料制造的侧壁3被固定安装在其上部有吊耳12的支承板10上。

每个吊耳都有一个孔13，13′，销轴9，9′进入孔13，13′中。

一个销轴9几乎是没有间隙地进入相应的孔13中，而另一个孔13′被加工成水平长方形孔，这样便可允许支承板10和副滑架7之间具有不同的膨胀，对销轴9，9′没有约束。

因此，侧壁3及其支承10被简单地吊在销轴9，9′上，销轴9，9′包括用于测定从与它们的轴成横向的方向作用在其上的力的装置。实际上，销轴9，9′构成了测力轴，可测定支承10作用在其上的力，这些力来自由支承10和侧壁构成的组件的重量，铸造金属向下作用在侧壁3上的推力，尤其是当辊转动时辊的端面对侧壁的摩擦力。

此外，支承10的后表面在辊的轴向压在其它测力轴14，14′，14″上，测力轴14，14′，14″固定安装在副滑架7上，并构成用于测定使侧壁3贴靠在辊上的水平力的装置。其中两个测力轴14，14′设置在组件2的上部，位于平面P的两侧，第三个测力轴14″朝下位于该组件的下端。

因此，支承10具有排列成三角形的三个承压区，这样，便可以测定使侧壁3压在辊上的推力在垂直方向(销轴9，9′)和水平方向(轴14，14′，14″)的分布情况。因此，可以测定分别与每个辊有关的推力的分力值，将该值与由位于相应侧的测力值9，9′测定的力值相结合，计算出具体到每个侧壁和辊的接触面的摩擦系数。

例如，称

F_V1为由测力轴9测定的垂直力，

F_V2为由测力轴9′测定的垂直力，

F_H1为由测力轴14测定的水平力，

F_H2为由测力轴14′测定的水平力，

F_H3为由测力轴14′测定的水平力，

F_V为作用在侧壁上的垂直摩擦力，

F_H为使侧壁贴靠在辊上的全部的力，

得出F_V=F_V1+F_V2

F_H=F_H1+F_H2+F_H3。

由于F_H3是在侧壁下部的侧壁的作用力，它可被分解为一个作用在辊1上的力K．F_H3和一个作用在另外的辊1′上的力(1-K)．F_H3，K表示两个辊间的力F_H3的分布，取值范围为0至1，这取决于侧壁的下部只压在一个辊上，还是压在另一个辊上，或同时压在两个辊上。

将F_H1和KF_H3与F_H2和(1-K)F_H3相比较得到使侧壁贴靠在每个辊上的状态的印象。侧壁贴靠在每个辊上的摩擦系数绝对值的大小由下面的式子表示：

测力轴9，9′，14，14′，14″与计算和调节装置15相连，该装置既能显示表示这些摩擦系数的数据，给操作人员指出异常，让他调整铸造的各参量，使异常得到纠正，又能直接调整这些参量，例如，通过调整动力油缸6的供油压力来改变侧壁3贴靠在辊上的作用力或通过使所说的动力油缸作适当的移动来改变侧壁相对辊的端面的位置。

该装置还包括在图2中示意地表示出的位置传感器16，例如，将传感器16装在支承10上，最好象测力轴14，14′，14″那样排列成三角形。传感器16既可检测侧壁3相对固定的参照物又可检测侧壁3相对辊的侧面或相对两者的位移。对侧壁的不同的区域这种检测是独立地进行的。

因此，传感器16既可检测和测定支承10在轴向的整个位移，又可检测和测定侧壁3相对与辊的轴线垂直的标准参照平面的偏斜。该位移可在轴向离开辊，例如，若铸造金属渗入侧壁3和辊的侧面之间则会使它们分开。该位移也可在轴向朝向辊，例如，在侧壁的耐熔材料磨损后，引起侧壁在位于发生磨损侧的辊的承压力自动减小，并使动力油缸相应动作，移动组件2，直到所说的承压力恢复到足够的值。

鉴于上这的实例，本发明的全部优点必定已被理解。这些优点是，可以同时测定侧壁3的支承相对固定参照物的位置，或该侧壁直接相对辊的位置，及相应于侧壁3作用在一个或另一个辊上的压力的力。

通过增加在铸造过程中作用在所说的侧壁3上的垂直力的测定，对每个辊的侧壁和辊间的接触状态的可以获得的认识得到进一步的增进。

例如，在由测力轴14，14′，14″中的一个测定的侧壁在辊的侧面上的承压力不变的情况下，由一测力轴9，9′测定的一垂直力增加则指示润滑失效。

通过测定侧壁3的垂直力和承压力，从此可推断出侧壁和一个辊间的接触面处的摩擦系数，从此可推断出由铸造金属产生的使分开辊的力增加的摩擦力的水平分力；通过测定辊的全部固紧力，即使它们相互保持适当距离所施加的力，从此通过减法可推断出该力具体地相应于由铸造金属产生的力的部分，这部分力指示铸造制品的凝固状态。

将所有这些测定结合在一起可以获得许多有关侧壁和辊之间的接触状态的附加信息，并可据此调整铸造参量，以使铸造装置处于良好状态，使监测到的开始变坏的情况就在这些开始变坏成为不可改变并会造成铸造停车前进行迅速调整。

尤其是，可随检测到的摩擦系数的变化，调节侧壁在辊上的压力，或该侧壁的位置，这既可通过手动也可通过自动来实现。

为了进一步增进对侧壁和辊之间的接触状态的认识还可将一个振动传感器安装在侧壁或其支承上，所检测到的振动的增加同样指示接触状态变坏。

应指出的是，即使侧壁及其支承不与中间滑架或组件2铰接，在该组件中不可避免的结构间隙导致所说的侧壁及其支承在理论上与辊的轴线垂直的它们的平面内进行有限定的转动。这可防止例如在侧壁和一个辊之间产生大的间隙，造成该辊这侧比另一个辊较明显的磨损。对于这样一种情况，在由动力油缸6施加的推力的力的作用下，侧壁3将会稍微倾斜地贴靠在辊上。增加推力则会导致磨损较少的一侧优先摩擦，从而导致主要磨损该侧，使侧壁恢复到它的整个平面的正常方位，与辊的轴线精确垂直。同样的效应会发生在靠近侧壁的下部比靠近侧壁的上部磨损较严重的场合。

本发明不限于该装置的具体设置或通过实例所描述的上述实施方案。

尤其是，对各力和位移传感器的数目和设置在不脱离本发明的范围的情况可以进行改变。

Claims (11)

1．在两个反向转动的辊之间连续铸造薄金属制品的方法，根据该方法，将熔化的金属注入由所说的辊(1，1′)的圆筒形壁和两个侧壁(3)限定的一个铸造空间，凝固的薄制品在排出方向被排出，推力在与辊的轴线平行的方向作用在所说的侧壁上，以使其贴靠在圆筒形壁的前端(11)，并测定所说的力，其特征在于，为了判断在连续铸造过程中侧壁和圆筒形壁之间的接触状态，测定在排出方向作用在每个侧壁上的驱动力，这种测定是对每个辊处的每个侧壁进行的，一个表示每个侧壁和圆筒形壁的接触面处的摩擦状况的参数由压力的测定值和驱动力的测定值推出，将所说的参数与一个预先设定值比较，随着比较结果的不同，至少调整一个铸造参量，以使这个参数恢复到设定值。

2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，随着表示摩擦状况的测定的参数值的不同，调节所说的压力。

3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，随着表示摩擦状况的测定的参数数值的不同，调节侧壁的位置。

4．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的表示摩擦状况的参数是摩擦系数。

5．在辊间连铸造薄金属制品的装置，包括：

-两个具有平行的转动轴和圆筒形冷却壁的辊(1，1′)，这两个辊(1，1′)相对一个中间排出平面(P)对称地设置，并在相反的方向被驱动转动，

-两个贴靠在所说的圆筒形壁的前端(11)上的侧壁(3)，

-用推力使所说的侧壁贴靠在圆筒形壁上的推力装置(6)，

-测定该推力的装置(14，14′，14″)，其特征在于，包括在辊转动过程中测定辊作用在所说的侧壁上的摩擦力的装置(9，9′)。

6．根据权利要求5所述的装置，其特征在于，用于测定每个侧壁的摩擦力的装置包括用于测定每个辊作用在所说的侧壁上的摩擦力的两个力传感器(9，9′)。

7．根据权利要求6所述的装置，其特征在于，力传感器(9，9′)分别位于所说的中间平面(P)的两侧。

8．根据权利要求7所述的装置，其特征在于，侧壁(3)在排出方向只由分别靠近所说的侧壁侧端设置的两个支承装置(9，9′)支承，所说的力传感器位于所说的支承装置上。

9．根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括用于测定所说的侧壁(3)相对圆筒形壁的前端(11)的位置的位置传感器。

10．根据权利要求5所述的装置，其特征在于，每个侧壁包括一个振动传感器。

11．根据权利要求5所述的装置，其特征在于，用于测定每个侧壁的推力的装置包括设置在中间平面(P)两侧的力传感器(14，14′)，以便测定每个圆筒处的推力。

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