CN106457371B - 钢带的半连续铸造 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在连铸机中半连续铸造钢制铸坯（1）的方法以及该连铸机本身。本发明的目标是设计用于半连续铸造钢制铸坯（1）的方法，该铸坯具有少的中心偏析及孔隙率，又能被快速铸造。为了这个目的，使用下列方法步骤：‑连铸机的铸造开始，钢液被倾倒至由冷铸坯（6）封闭的开放式模具（2）中，并且钢液与冷铸坯一起形成完全凝固的铸坯始端（1a）并且随后半凝固铸坯（1b）；‑从开放式模具（2）提取半凝固铸坯（1b）；‑在铸坯导架（3）中支撑并引导半凝固铸坯（1b），该半凝固铸坯（1b）通过二次冷却（4）冷却；‑连铸机的铸造结束，结束钢液至开放式模具（2）中的倾倒并且形成铸坯末端（1c）；‑从开放式模具（2）提取铸坯末端（1c）；‑结束提取使得铸坯末端（1c）位于开放式模具（2）外侧；‑结束二次冷却（4）；‑受控或可调地冷却半凝固铸坯（1b）直到在连铸机的三次冷却区（5）中获得完全凝固的铸坯（1），该冷却效果在铸坯始端（1a）处更强并且朝向铸坯末端（1c）渐减；以及‑从连铸机卸下铸坯（1）。

Description

钢带的半连续铸造

技术领域

本发明涉及用于在连铸机中半连续铸造由钢制成的铸坯，优选地锭块，的方法，并且涉及适用于该方法的连铸机。

背景技术

现今所生产的钢总量的大部分在具有高生产量的连续操作的连铸机中被铸造成铸坯。仅钢总量的大约5%被铸造成锭块。锭块铸造例如在ASM手册中被描述（第15卷：铸造，“钢锭铸造”章节，第911-917页，DOI：10.1361/asmhba0005295）。尽管使用所谓的锭块方法被铸造成锭块的钢液的比例较小，但考虑到其对于特殊钢种和规格的适用性，锭块方法是非常有利润的。

锭块铸造的优点是：

- 产品尺寸的高度灵活性，有利于小批量大小，独特的大规格；

- 适用于特殊钢种（例如，适用于冷镦质量（CHQ）钢；HSLA钢；具有大约5%合金含量（诸如，Cr、Ni、Mo）的高合金钢；链钢；具有高含量的S、Pb、Bi的易切削钢；具有大约1%C、1.2%Cr、0.25% Ni、0.25% Mo等的轴承钢）；以及

- 就避免中心偏析和孔隙，尤其是在铸坯的中心的线孔隙（Fadenporosität）来讲，更好的质量。

锭块铸造的缺点是：

- 在锭块模制中缓慢却仅非充分地可控的冷却速率；

- 通过切断锭块的头部和脚部导致更高的产量损失；

- 更高的操作成本；以及

- 降低的显微组织对称性和纯度。

发明内容

由申请人进行的实验已经表明的是，关于中心偏析和孔隙，锭块铸造的更高质量主要由缓慢的凝固速率以及在锭块的中心区域中从铸坯始端朝向铸坯末端定向的凝固引起。在中心的凝固以球状的方式进行，或者利用轴向定向的凝固前沿进行，使得避免任何枝晶，其可以出现，在中心的形成桥并且阻碍熔体的供给。在中心中的线孔隙因此很大程度上被阻止。与其相反，在连续铸造期间，这些性质刚好相反。在锭块铸造中的极低冷却速率在连续操作的连铸机中不能实现，因为机器长度受到经济原因的限制。与凝固（在连续铸造中该凝固趋于从外侧向内径向地定向）相关联的更高的冷却速率引起枝晶凝固并且因此引起中心偏析和孔隙。因此，根据现有技术，意在基本上没有中心偏析和孔隙（尤其是线孔隙）的大规格经由锭块方法生产。在此，更高的操作成本、更低的产量和在锭块的显微组织对称性和纯度方面的缺点被接受。

本发明的目标是克服现有技术的缺点，并且提供用于半连续铸造由钢制成的铸坯，优选地锭块，的方法，其中，该铸坯：

- 具有低的中心偏析和孔隙率，以及

- 然而能够被快速地铸造，即，具有高的生产量。因此，半连续铸造的铸坯一方面预期具有与通过传统锭块方法生产的锭块相比相似或甚至更好的冶金性质；然而，另一方面，该铸坯预期能够在连续操作的连铸机中以相似的高生产量生产。

最后，适用于该方法的连铸机将被详述。

这个目标由下述方法实现：

一种用于在连铸机中半连续铸造由钢制成的铸坯的方法，其中，所述连铸机具有

- 用于所述铸坯的初次冷却的冷却的开放式模具，接着是

- 用于支撑并引导所述铸坯的铸坯导架，所述铸坯导架具有用于冷却所述铸坯的二次冷却，接着继而是

- 用于进一步冷却所述铸坯的三次冷却，

包括下述方法步骤：

- 在所述连铸机中的铸造开始，其中，钢液被倾倒至通过引锭杆封闭的所述开放式模具中，并且所述钢液与所述引锭杆形成完全凝固的铸坯始端并且然后部分凝固的铸坯；

- 从所述开放式模具提取所述部分凝固的铸坯；

- 在所述铸坯导架中支撑并引导所述部分凝固的铸坯，其中，所述部分凝固的铸坯通过所述二次冷却冷却；

- 在所述连铸机中的铸造结束，其中，终止将钢液倾倒至所述开放式模具中，并且铸坯末端形成；

- 从所述开放式模具提取所述铸坯末端；

- 结束提取，使得所述铸坯末端位于所述开放式模具外侧；

- 结束二次冷却；

- 受控或可调地冷却所述部分凝固的铸坯直至所述铸坯在所述连铸机的三次冷却区中完全凝固，其中，所述受控或可调的冷却在所述铸坯始端处更强烈且以朝向所述铸坯末端渐减的方式进行；

-从所述连铸机卸下所述铸坯。

根据本发明，在用于在连铸机中半连续铸造由钢制成的铸坯（优选地锭块）的方法中，其中，连铸机具有冷却的开放式模具，用于铸坯的初次冷却；接着是铸坯导架，用于支撑并引导所述铸坯，其具有二次冷却（通常包括多个冷却喷嘴），用于冷却所述铸坯；接着继而是三次冷却，用于进一步冷却所述铸坯；下列方法步骤被执行：

- 开始在连铸机中的铸造，其中，钢液被倾倒至开放式模具中，该模具通过引锭杆封闭，并且钢液与引锭杆形成完全凝固的铸坯始端，以及然后部分凝固的铸坯；

- 从开放式模具提取部分凝固的铸坯；

- 在铸坯导架中支撑并引导该部分凝固的铸坯，其中，该部分凝固的铸坯通过二次冷却被冷却；

- 结束在连铸机中的铸造，其中，终止将钢液倾倒至开放式模具中，并且铸坯末端形成；

- 从开放式模具提取铸坯末端；

- 结束提取，使得铸坯末端定位在开放式模具外侧（即，在连铸机的二次冷却区或三次冷却区的区域中）；

- 结束二次冷却；

- 在连铸机的三次冷却区中受控或可调地冷却该部分凝固的铸坯直至铸坯完全凝固，其中，冷却在铸坯始端处更强烈且以朝向铸坯末端渐减的方式进行；

- 从连铸机卸下铸坯。

在该过程中使用的连铸机被构造为三个部分。用于初次冷却铸坯的冷却的开放式模具（通常由铜或铜合金组成）之后是用于支撑和引导铸坯的铸坯导架，其具有二次冷却，通常包括多个单物质喷嘴（通常被称为仅水喷嘴）和/或多物质喷嘴（通常被称为气雾喷嘴），用于冷却部分凝固的坯壳；以及用于进一步冷却铸坯的三次冷却区。

为了避免铸坯的弯曲或者反向弯曲，有利的是连铸机被构造为立式连铸机，其具有立式模具、立式铸坯导架和立式三次冷却区。

根据本发明的方法如下述进行：在连铸机中开始模制时，将钢液倾倒（通常从诸如浇包或中间包的冶金容器）至由引锭杆封闭的开放式模具中，其中，钢液与引锭杆形成完全凝固的铸坯始端以及接着铸坯始端的部分凝固的铸坯（即，凝固的坯壳和液芯）。从冶金容器到开放式模具中的通流能够例如经由滑阀闭合件或止动器驱动器设定。随后，从开放式模具中提取部分凝固的铸坯，其中，在模具中的弯液面（该弯液面由钢液到模具中的流入量以及通过从动铸坯导架滚子对部分凝固的铸坯的提取被设定）保持大体上恒定。在开放式模具之后，部分凝固的铸坯被支撑在铸坯导架中，被引导并通过二次冷却进一步冷却。特别地，在相对高的铸造速率下，对于二次冷却有利的是具有多个冷却喷嘴；然而，在慢的铸造速率下，通过辐射的冷却可能已经足以形成可行的坯壳。依据提取速率来设定在初次冷却和二次冷却中的冷却强度，使得部分凝固的铸坯的壳禁得起在连铸机中出现的最大钢液静压力。当铸坯已经达到期望长度或期望重量时，结束铸造操作，例如通过关闭冶金容器。因此，铸坯的典型地没有完全凝固的铸坯末端形成。现在从开放式模具中提取铸坯末端至少至这样的程度：该铸坯末端开始安置在连铸机的二次冷却或三次冷却的区域中。最后，当铸坯末端已经穿过二次冷却区时，二次冷却结束。现在（与连续铸造相对）部分凝固的铸坯在连铸机的三次冷却区中以受控或可调的方式缓慢地冷却，直至完全凝固。在该过程中，冷却以受控的方式进行-在足部区域中（即，在铸坯始端的区域中）更强烈，并且以朝向铸坯头部（即，在铸坯末端的区域中）渐减的方式。因此，在中心区域中引起从底部向上定向的凝固前沿。在部分凝固的铸坯的中心中，建立仅具有极小偏析和孔隙率的球状或枝晶显微组织。在枝晶凝固的情况中，枝晶不能在铸坯中心结合，结果避免了在铸坯中心的线孔隙。最终，从连铸机卸下完全凝固的铸坯。

部分凝固的铸坯在三次冷却区中的冷却以受控或可调的方式进行。在铸坯的中心中实时计算（在2维或3维模型中，该模型包括用于铸坯的热等式，并且可选地考虑在显微组织转变期间的过程）的铸坯的表面温度或优选地显微组织组成能够用作冷却的设定点数值。因此，冷却和铸坯中的显微组织形成能够被非常准确地设定。在三次冷却中，铸坯主要通过热辐射冷却，并且可选地通过对流冷却；通常不需要喷雾冷却。

由于铸坯的缓慢冷却，为了应力消除及进一步的结构改进的目的，铸坯的任何必要的退火处理能够已经在连铸机的三次冷却区中实现。

有利地，铸坯的缓慢、可调的或受控的冷却受到下述措施中的至少一个的影响：

a）铸坯的热绝缘的影响；

b）铸坯的加热；

c）铸坯的表面冷却。

由于热绝缘的针对性影响，所以在没有额外能量的情况下，冷却能够被设定成在铸坯始端处比在铸坯末端处更强烈。由于对铸坯进行针对性加热，所以这能够利用额外能量来确保。最终，铸坯的过慢冷却（可选地仅局部存在）能够通过铸坯的表面冷却来弥补。

为了防止部分凝固的铸坯在三次冷却区中冷却得过快，有利的是在三次冷却区中通过加热装置（优选地感应式加热装置）来加热部分凝固的铸坯，优选地其侧向表面。然而，替代地，铸坯还能够通过燃烧器来加热。

虽然根据本发明不应该发生部分凝固的铸坯的过慢冷却，但是当部分冷却的铸坯在三次冷却区中通过冷却装置（优选地能位移的）冷却时，能够防止局部地过慢冷却。

特别有利的是加热装置能在连铸机的提取方向上位移。因此，铸坯的温度能够仅受到单个加热装置影响，而无需为此目的以分布的方式布置的装置。

为了设定凝固，特别有利的是通过热绝缘件防止部分凝固的铸坯在三次冷却区中过快冷却。有利的是热绝缘件在铸造开始之前被预加热。额外地促进尚未凝固的熔体的脱气并且进一步防止氧化起皮的特别有效的热绝缘件在于将铸坯保持在真空下或保持在保护气氛下。

对于热绝缘件，有利的是静态地预设定绝缘效应或在操作期间以受控或可调的方式设定绝缘效应。该设定能够例如通过能枢转的绝缘板条进行。绝缘板条能够在三次冷却阶段期间沿着铸坯长度设定在不同的但静态恒定的摆动角处。然而，还可能的是，依据生产程序，在冷却阶段动态地调整摆动角。例如，摆动角能够被设定成在底部处（即，在铸坯始端的区域中）比在顶部处更大，结果，铸坯末端区域比铸坯始端区域更慢地冷却。

为了增加半连续铸造操作的生产量，极有利的是，在铸坯末端已经穿过二次冷却之后，冷却的开放式模具，优选地开放式模具以及二次冷却区，与三次冷却区分离（例如提升）并且该分离部件横向于连铸机的提取方向位移至另一个铸造站，即，至另外的冷却区。在另外的冷却区中，能够铸造另外的铸坯，同时之前生产的铸坯在三次冷却区中缓慢地冷却。由于这些措施，所以高质量的锭块铸造能够与连续铸造的高生产率结合。

在冷却的开放式模具、或开放式模具和二次冷却区一起，与三次冷却区分离之后，对于铸坯末端有利的是通过热绝缘件保护其免于过快冷却。

另外，有利的是通过加热装置，尤其是通过感应式加热装置（电弧炉、等离子体加热器）或通过放热性覆盖粉末的燃尽来加热铸坯末端。

由于绝缘和铸坯末端的加热，铸坯的上部区域与液体根部保持一致，直到完全凝固结束，并且确保熔体馈送至铸坯中心。由于这些措施，实现高的质量并且避免在铸坯末端中形成过度漏斗。然而，相似的措施在铸坯的下部区域中也是可能的。由于这些措施，产量损失被降低，因为仅铸坯始端和铸坯末端的相对短的部分需要被切断。

为了实现常规的内部结构，诸如搅拌盘管的搅拌装置是有利的。这能沿着铸坯轴线方便地位移。替代地，部分凝固的铸坯能够围绕其自身轴线在三次冷却区中在顺时针方向和逆时针方向上交替地旋转。由于方向反向，确保了在铸坯的内部中尤其均匀的混合。

为了使铸造铸坯尽可能快地获得可行壳，并且因此二次冷却的时长能够保持尽可能得短，有利的是使铸坯具有圆形横截面。在具有圆角三角形、圆角矩形等的横截面的铸坯的情况下也能够实现相似效果。

根据本发明的目标同样地通过具有下述特征的装置实现：

一种用于执行本发明的方法的连铸机，其具有

- 用于从开放式模具提取铸坯的装置，以及用于将所述铸坯从所述连铸机卸下的装置；

- 用于所述铸坯的初次冷却的所述冷却的开放式模具，接着是

- 用于支撑并引导所述铸坯的铸坯导架，所述铸坯导架具有用于冷却所述铸坯的二次冷却区，接着继而是

- 用于进一步冷却所述铸坯的三次冷却区，其特征在于，所述三次冷却区具有加热装置，其用于所述部分凝固的铸坯的受控或可调的冷却。

根据本发明的连铸机包括

- 用于从开放式模具中提取铸坯的装置以及用于从连铸机卸下铸坯的装置；

- 用于初次冷却铸坯的冷却的开放式模具，接着是

- 用于支撑和引导铸坯的铸坯导架，其具有用于冷却铸坯的二次冷却区，通常包括多个冷却喷嘴，接着继而是

- 用于进一步冷却铸坯的三次冷却区，

其特征在于，三次冷却区具有加热装置（优选地是感应式加热装置），该加热装置尤其能在连铸机的提取方向上位移，用于受控或可调地冷却部分凝固的铸坯。

代替能在三次冷却区中位移的加热装置，根据本发明的连铸机还能够具有热绝缘件，该热绝缘件能被静态地预设定或者能以受控或可调的方式动态地设定（即，在操作期间）。

由于加热装置，铸坯的侧向表面能够被加热，结果在部分凝固的铸坯的中心区域中的冷却（以及因此显微组织形成）能够在连铸机的三次冷却区中被精确地设定。

为了在加热装置的低能量消耗的情况下允许部分凝固的铸坯的缓慢冷却，对于三次冷却区有利的是具有热绝缘件，该热绝缘件尤其能静态地设定或是能以受控或可调的方式动态地设定。

对于开放式模具便利的是，二次冷却区和三次冷却区成直线布置。

如果连铸机具有横向于连铸机的提取方向偏置的多个三次冷却区的话，那么半连续铸造机的生产力显著地增加，其中，包括开放式模具及优选地二次冷却区的连铸机的机头可连接至三次冷却区，并且能从三次冷却区分离，并且至少该机头能横向于提取方向位移。如上面所述，单个机头能够服务于多个三次冷却区，使得尽管部分凝固的铸坯缓慢冷却，但也实现高的生产量。

优选地，机头位移至另外的三次冷却区，同时铸坯是静止的。因此，在铸坯的中心区域中的受控或可调的缓慢冷却没有被干扰。然而，替代地，铸坯（可选地与三次冷却一起）也能够移动远离机头。

在热绝缘件的调整期间，对于可调整的热绝缘件有利的是具有至少一个绝缘板（也称为板条）（有利地具有多个绝缘板），该至少一个绝缘板能在连铸机的提取方向上位移或能关于提取方向枢转。因此，部分凝固的铸坯的冷却速率能够被动地被设定，即，在没有额外的能量输入的情况下。

如果连铸机的机头具有多个冷却的开放式模具和布置在其后的具有二次冷却区的多个铸坯导架的话，那么能够同时生产小规格的多个铸坯。

简单且坚固的连铸机具有用于提取铸坯的铸坯提取架，其中，该铸坯提取架能在提取方向上位移，例如通过主轴驱动器、齿条和小齿轮驱动器或气缸驱动器。

在这个情况中，铸坯始端经由引锭杆支撑在铸坯提取架上。

在根据本发明的连铸机的一个实施例中，铸坯提取架连接至机头，其中，铸坯提取架能与机头一起横向于提取方向位移。在这个情况中，在铸造结束之后，铸造铸坯放置在例如大厅地板的平台上，并且机头与铸坯提取架一起位移至另一个三次冷却。放置的铸坯的缓慢冷却能够例如通过套在铸坯上的热罩确保。

替代地，还将可能的是机头是固定的并且铸造铸坯能横向于提取方向位移。在这个情况中，铸造铸坯放置在例如平台上，其中，该平台能够与铸坯一起位移至另外的三次冷却区。

附图说明

本发明的另外的优点和特征能够从非限定性的示例性实施例的下列描述中获悉，其中，在附图中：

图1在子图1A-1F中示意性地示出由钢制成的锭块的半连续铸造的方法步骤。

图2A和图2B示出用于由钢制成的锭块的半连续铸造的三次冷却的两个替代性实施例。

图3示出用于在三次冷却中加热锭块的加热单元的时间顺序。

图4示出铸坯1在三次冷却区5中冷却期间的温度。

图5示出关于图4的随时间的温度分布图。

图6A和图6B在立视图和横截面视图中示出根据本发明的连铸机。

图7在两个视图中示出根据本发明的连铸机的机头。

图8A和图8B示意性地示出从三次冷却区卸下完全凝固的铸坯。

具体实施方式

图1A-1F示出在连铸机中半连续铸造铸坯1的方法步骤。

在图1A中，钢液经由浸没的入口喷嘴从浇包中间包（未单独地示出）倾倒至冷却的开放式模具2中，其中，在连铸机中的铸造开始时，开放式模具2通过引锭杆6以不漏流体的方式封闭，使得弯液面M在模具中设定。由于钢液连接至引锭杆6的头部，所以形成完全凝固的铸坯始端1a（见图1C）。由于冷却的开放式模具2的初次冷却，所以在与提取方向A相反的方向上接着完全凝固的铸坯始端1a的部分凝固的铸坯1b没有完全凝固，而是仅具有薄的坯壳和液芯。为了保持在模具2中的弯液面M大体上恒定尽管钢液经由浸没的入口喷嘴流入，因此从模具2中提取铸坯1。为此，连铸机具有铸坯提取架11，其包括引锭杆6本身、丝杠12、螺母13以及马达14，用于在提取方向A上位移铸坯提取架11。马达14经由传动装置和丝杠12连接至螺母13并且具有用于丝杠12的驱动轴。

在图1B中，铸坯1已经从开放式模具2中被进一步提取，其中，铸坯1通过多个铸坯导架滚子3a被支撑在紧接着模具2的铸坯导架3中，被引导并通过多个冷却喷嘴4a在二次冷却4中冷却。在该过程中，铸坯1形成可行坯壳，该坯壳能够禁得起钢液静压力。以此方式，防止铸坯1的溃裂。

在图1C中，铸坯始端1a已经穿过连铸机的二次冷却3，并且已经进入三次冷却区5中。在三次冷却区5中，铸坯1以受控或可调的方式缓慢地进一步冷却，使得在部分凝固的铸坯1b的中心中以向上定向的方向发生完全凝固。因此，避免线孔隙的球状或至少枝晶显微组织形成。为了防止部分凝固的铸坯1b冷却得过快，三次冷却区5具有热绝缘件9和加热装置7，在图1F中图示。图2A示出用于三次冷却的热绝缘件9的示例，其中，在铸坯1和热罩9之间的气氛通过真空泵（在这个情况中是喷射泵15）抽空。为此，喷射泵15的压力端口连接至压缩空气系统，并且喷射泵15的吸入端口连接至热绝缘件9内侧的空间。 通过这个措施，额外地防止铸坯1的氧化（即，氧化起皮）；而且，由于真空处理，铸坯中尚未完全凝固的熔体被脱气。热绝缘件9具有多个绝缘板9a，其能够彼此独立地关闭（打开角度0°）、打开（打开角度90°）或部分打开（90°>打开角度>0°）。

在图1D中，在连铸机中的铸造已经结束，并且因此铸坯末端1c形成。根据方法步骤1a-1c，由于从模具2提取铸坯末端1c，所以弯液面M在通过虚线图示的弯液面下方。

图1E示出在铸坯1的铸坯末端1c已经穿过二次冷却区3之后的情况，二次冷却已经结束，并且铸坯末端1c与三次冷却区5的上端齐平终止。在三次冷却区5中，部分凝固的铸坯1b的缓慢、受控或可调冷却通过热绝缘件9及通过能在提取方向A上位移的加热装置7（见图1F）对该铸坯的加热来确保。在机头（包括开放式模具2、铸坯导架3和二次冷却4）从三次冷却5分离并提升之后，铸坯末端1c通过感应式头部加热10加热，以便防止铸坯末端1c冷却得过快。

根据图1A-1F，生产了直径为1200 mm且长度为10 m的圆形钢铸坯1。从开放式模具2中提取铸坯1的速率为0.25 m/min。由于热绝缘件9和通过能位移的加热装置7对铸坯1的再加热，铸坯1的完全凝固仅在13h后实现。然而，铸坯的铸造（在铸坯没有在三次冷却区5中缓慢冷却的情况下）在46 min后已经结束。由于与缓慢的完全凝固相比，铸造已经快速地结束，因此为了提高半连续铸造方法的生产量，有利的是，将机头（在图1F中不再图示）与三次冷却区5分离并且横向于提取方向A位移至另外的三次冷却区5。在那里，能够铸造新的铸坯，同时在图1F中图示的铸坯1继续缓慢地冷却。在铸坯1缓慢冷却直至其完全凝固之后，该铸坯例如通过根据图8A和图8B的装置从连铸机卸下。

图2A图示来自图1的三次冷却区5的第一替代方案。在这个情况中，在铸坯1和热绝缘件9之间的空间通过喷射泵15抽空，结果实现良好的热绝缘和缓慢冷却。另外，铸坯1的表面被保护防止氧化起皮并且剩余熔体被脱气。喷射泵简单且无磨损；其压力端口连接至压缩空气端口P并且其吸入端口连接到在三次冷却区内待抽空的空间。泄气能够相对环境压力U进行。与等离子体加热相比，感应式头部加热10是有利的，因为磁场还通过铸坯末端1c的热绝缘件起作用。

图2B示出来自图1的三次冷却区5的二次替代方案。在这个情况中，热绝缘件9的绝缘板条9a能关于提取方向枢转，使得在环境空气和在三次冷却区9内部的铸坯1之间的空气交换是可设定的。仅仅为了图示绝缘板条9a的功能，绝缘板条9a已经被图示为在铸坯1的右手侧上关闭并且在左手侧上关于提取方向A打开10°。板条9a的调整能够手动地或通过致动器进行。

图3示意性地示出用于再加热铸坯1的侧向表面的感应式加热装置7的位移路径s的时间顺序。在这个情况中，加热装置7在铸坯1的上部区域中通过实线并且在下部区域中通过虚线图示。由于在冷却期间凝固前沿从底部向上移动（即，从铸坯始端1a至铸坯末端1c），所以加热装置7的位移路径s也随时间变短。作为能位移的加热装置7的代替方案，还能够使用在提取方向A上以沿着三次冷却区5的长度分布的方式布置的多个加热装置。

图4在截面图示中示出在铸造开始3 h后（子图1）、铸造开始8.3 h后（子图2）以及在铸坯1完全凝固时（大约铸造开始13 h后）（子图3），根据图1生产的铸坯1的温度（单位℃）。在图5中图示在表面上的不同位置处以及在铸坯中心的铸坯1的温度的时间顺序。由此明显的是，铸坯的铸造以及因此还有初次和二次冷却在铸造开始46 min后结束，并且随后铸坯1以受控的方式仅通过三次冷却5冷却。

图6A和图6B在两个视图中图示根据本发明的立式连铸机。钢液经由套管从浇包30倾倒至中间包31中，并且随后熔体经由浸没的入口喷嘴（SEN，未图示）流动到开放式模具2中。由于在模具2中的初次冷却，所以具有可行坯壳的部分凝固的铸坯1形成。在模具2中，熔体另外受到可选的搅拌装置32的影响。铸坯1被支撑在铸坯导架3中，被引导并在二次冷却区4中被进一步冷却。至少开放式模具2、搅拌盘管32、具有二次冷却区4的铸坯导架3以及可选地还有三次冷却区5能在铸造平台G上的铸造车33上位移。铸坯1与引锭杆6一起经由铸坯提取架11从开放式模具2中提取。为此，铸坯提取架11经由4个丝杠12驱动，并且通过额外的导轨34引导，其中，马达经由传动装置和丝杠12连接至螺母13。在铸造操作已经结束并且铸坯1已经放置在砧座40上之后，铸造车33能够横向于提取方向A位移至另外的铸造站，因为部分凝固的铸坯的铸造（即，在没有铸坯1的三次冷却的情况下）相比直至其完全凝固的铸坯1的三次冷却要求更少的时间。在三次冷却区5中，铸坯1通过热绝缘件9以及可选地通过加热装置（这里未图示）缓慢地冷却，使得在铸坯中心的凝固在向上定向的凝固前沿的情况下进行。

在图7中图示来自图6A和图6B的连铸机的机头的更详细的图示。

图8A和图8B示意性地示出从三次冷却区卸下完全凝固的铸坯1的实施例。铸坯1通过两个支架38被横向地支撑，使得即使非常不同的直径（见图8A中的轮廓线）也能够在连铸机中铸造。在图8A中，铸坯1已经关于竖立方向枢转离开并且安置在支架38上。在图8B中，铸坯1经由枢转驱动器39安置在滚子床37上，在这里，其能够在箭头的方向上被移出。

尽管已经通过优选的示例性实施例更详细地描述并图示了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且本领域技术人员能够在不脱离保护范围的情况下从其推出其他变型。

附图标记列表

1 铸坯

1a 铸坯始端

1b 部分凝固的铸坯

1c 铸坯末端

2 开放式模具，初次冷却

3 铸坯导架

3a 铸坯导架滚子

4 二次冷却，二次冷却区

4a 冷却喷嘴

5 三次冷却，三次冷却区

6 引锭杆

7 加热装置

9 热绝缘件

9a 绝缘板

10 头部加热

11 铸坯提取架

12 丝杠

13 螺母

14 马达

15 喷射泵

30,30' 浇包

31 中间包

32 搅拌盘管

33 铸造车

34 导轨

35 摆动装置

36 水剥离器

37 滚子床

38 支架

39 枢转驱动器

40 砧座

A 提取方向

G 铸造平台

M 弯液面

P 在压缩空气系统中的压力

s 位移路径

U 环境压力。

Claims (19)

1.一种用于在连铸机中半连续铸造由钢制成的铸坯（1）的方法，其中，所述连铸机具有

- 用于所述铸坯（1）的初次冷却的冷却的开放式模具（2），接着是

- 用于支撑并引导所述铸坯（1）的铸坯导架（3），所述铸坯导架具有用于冷却所述铸坯（1）的二次冷却（4），接着继而是

- 用于进一步冷却所述铸坯（1）的三次冷却（5），

包括下述方法步骤：

- 在所述连铸机中的铸造开始，其中，钢液被倾倒至通过引锭杆（6）封闭的所述开放式模具（2）中，并且所述钢液与所述引锭杆形成完全凝固的铸坯始端（1a）并且然后部分凝固的铸坯（1b）；

- 从所述开放式模具（2）提取所述部分凝固的铸坯（1b）；

- 在所述铸坯导架（3）中支撑并引导所述部分凝固的铸坯（1b），其中，所述部分凝固的铸坯（1b）通过所述二次冷却（4）冷却；

- 在所述连铸机中的铸造结束，其中，终止将钢液倾倒至所述开放式模具（2）中，并且铸坯末端（1c）形成；

- 从所述开放式模具（2）提取所述铸坯末端（1c）；

- 结束提取，使得所述铸坯末端（1c）位于所述开放式模具（2）外侧；

- 结束二次冷却（4）；

- 受控或可调地冷却所述部分凝固的铸坯（1b）直至所述铸坯（1）在所述连铸机的三次冷却区（5）中完全凝固，其中，受控或可调的冷却在所述铸坯始端（1a）处更强烈且以朝向所述铸坯末端（1c）渐减的方式进行；

-从所述连铸机卸下所述铸坯（1），

其特征在于，所述部分凝固的铸坯（1b）在所述三次冷却区（5）中的冷却通过影响来自下述的组中的至少一个被设定：

- 所述铸坯（1、1b）的热绝缘；

- 所述铸坯（1、1b）的加热；

- 所述铸坯（1、1b）的表面冷却，

其中，所述部分凝固的铸坯（1b）通过热绝缘件（9）被保护免于在所述三次冷却区（5）中冷却得过快。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部分凝固的铸坯（1b）在所述三次冷却区（5）中通过加热装置（7）加热。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热装置（7）能在所述连铸机的提取方向（A）上移位。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热绝缘件（9）的绝缘效果被设定。

5.如权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，所述铸坯末端（1c）通过头部加热（10）加热。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述铸坯末端（1c）通过头部加热（10）加热。

7.如权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，所述部分凝固的铸坯（1b）的表面在所述三次冷却区（5）中通过冷却装置（4a）冷却。

8.如权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，所述部分凝固的铸坯（1b）在所述三次冷却区（5）中通过搅拌盘管（32）被搅拌，所述搅拌盘管（32）是静止的或者能在提取方向（A）上移位，或者所述部分凝固的铸坯（1b）围绕其自身轴线在所述三次冷却区（5）中在顺时针和逆时针方向上交替地旋转。

9.一种用于执行如权利要求1至8中的一项所述的方法的连铸机，其具有

- 用于从开放式模具（2）提取铸坯（1）的装置，以及用于将所述铸坯（1）从所述连铸机卸下的装置（37、38、39）；

- 用于所述铸坯（1）的初次冷却的所述冷却的开放式模具（2），接着是

- 用于支撑并引导所述铸坯（1）的铸坯导架（3），所述铸坯导架具有用于冷却所述铸坯（1）的二次冷却区（4），接着继而是

- 用于进一步冷却所述铸坯（1）的三次冷却区（5），其特征在于，所述三次冷却区（5）具有加热装置（8），其用于所述部分凝固的铸坯（1b）的受控或可调的冷却，

其中，所述三次冷却区（5）具有热绝缘件（9），所述热绝缘件（9）能静态地设定或者能以受控或可调的方式设定。

10.如权利要求9所述的连铸机，其特征在于横向于所述连铸机的提取方向（A）偏置的多个三次冷却区（5），其中，所述连铸机的机头可连接至三次冷却区（5）并且能从所述三次冷却区域（5）分离，所述机头包括所述开放式模具（2）以及所述二次冷却区（4）。

11.如权利要求10所述的连铸机，其特征在于，多个三次冷却区（5）以弧形或线性方式一个接着一个地布置。

12.如权利要求9所述的连铸机，其特征在于，可调整的热绝缘件（9）具有至少一个绝缘板（9a），所述至少一个绝缘板（9a）能在提取方向（A）上移位，或者能相对于所述提取方向（A）枢转。

13.如权利要求10所述的连铸机，其特征在于，所述连铸机具有用于提取所述铸坯（1）的铸坯提取架（11），其中，所述铸坯提取架（11）能在所述提取方向（A）上移位。

14.如权利要求13所述的连铸机，其特征在于，所述铸坯提取架（11）连接至所述机头，并且这两者能横向于所述提取方向（A）移位。

15.如权利要求10所述的连铸机，其特征在于，所述机头是静止的，并且所述铸坯（1）能横向于所述提取方向（A）移位。

16.一种用于执行如权利要求1至8中的一项所述的方法的连铸机，其具有

- 用于从开放式模具（2）提取铸坯（1）的装置，以及用于将所述铸坯（1）从所述连铸机卸下的装置（37、38、39）；

- 用于所述铸坯（1）的初次冷却的所述冷却的开放式模具（2），接着是

- 用于支撑并引导所述铸坯（1）的铸坯导架（3），所述铸坯导架具有用于冷却所述铸坯（1）的二次冷却区（4），接着继而是

- 用于进一步冷却所述铸坯（1）的三次冷却区（5），其特征在于，所述三次冷却区（5）具有热绝缘件（9），所述热绝缘件能静态地设定或者能在操作期间以受控或可调的方式动态地设定。

17.如权利要求16所述的连铸机，其特征在于，可调整的所述热绝缘件（9）具有至少一个绝缘板（9a），所述至少一个绝缘板（9a）能在提取方向（A）上移位，或者能相对于所述提取方向（A）枢转。

18.如权利要求16或17所述的连铸机，其特征在于，所述热绝缘件（9）在铸造开始之前被预加热。

19.如权利要求16或17所述的连铸机，其特征在于，所述热绝缘件（9）将所述铸坯（1）保持在真空下或保持在保护气氛下。