CN111659863A - 用于钢坯或初轧坯的连铸设备的改装 - Google Patents

用于钢坯或初轧坯的连铸设备的改装 Download PDF

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CN111659863A CN202010152535.6A CN202010152535A CN111659863A CN 111659863 A CN111659863 A CN 111659863A CN 202010152535 A CN202010152535 A CN 202010152535A CN 111659863 A CN111659863 A CN 111659863A
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Abstract

本发明涉及一种用于对用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的连铸设备（1）进行改装的方法以及经过改装的连铸设备（1）。本发明的任务在于，通过所述改装不仅提高所述连铸设备（1）的生产率而且提高所生产的铸坯的冶金质量。该任务通过以下步骤来解决：i）沿着浇注方向移动火焰切割机（6），从而在最后一个拉出单元（5）和移动的火焰切割机（6）之间产生自由空间（F）；ii）将至少一个轻压下单元（8）安装到所述自由空间（F）中，其中每个轻压下单元（8）具有调整装置（9）和能通过所述调整装置来调整的、用于对所述铸坯进行厚度减小的铸坯导辊（10）。

Description

用于钢坯或初轧坯的连铸设备的改装
技术领域
本发明涉及连铸的技术领域。在连续运行的连铸设备中，现今每年生产的世界钢材量的大部分被浇注成具有不同横截面的铸坯（板坯、钢坯、初轧坯、型材等）。
已知用于将液态钢连续地浇注成具有钢坯横截面（英语：billet）或初轧坯横截面（英语：bloom）的铸坯的连铸设备。
一方面，本发明涉及一种用于对用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的连铸设备进行改装的方法。
另一方面，本发明涉及用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的经过改装的连铸设备。
背景技术
对现存的用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯（Strang）的连铸设备进行改装，以用于提高连铸设备的生产率和/或所生产的铸坯的质量，这一点由于所存在的框架条件而经常是困难的、耗时的且昂贵的。一方面，铸坯导引机构的弧形半径由于建筑方面的情况（例如车间高度或现存的地基）或者经济上的限制而无法容易地加以改变。对于现存的连铸设备来说，铸坯的凝固点典型地处于拉出单元的区域中。通过浇注速度的提高，凝固点沿着浇注方向向后移动。如果不应该显著地移动所述凝固点，那么这就要么要求在铸坯导引机构中对铸坯进行更加强烈的二次冷却要么要求降低浇注速度。更加强烈的或更加猛烈的冷却对铸坯的内部质量产生负面影响；浇注速度的减小降低了生产率。另一方面，存在着通过铸坯横截面的扩大来提高生产率的可行方案。但是这种措施要求所述铸坯导引机构或者其节段必须与变化的铸坯横截面相匹配，这大大提高了成本。此外，通常经营者不希望改变规格，因为这会改变产品混合或其它进一步加工的机组。
从现有技术中还没有得知，如何能在较低的改装成本、较短的改装时间和现存的构件的较高的可再用性的方面对现存的用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的连铸设备实施改装并且此外还能提高所生产的铸坯的冶金质量。
发明内容
本发明的任务在于，找到一种用于对现存的用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的连铸设备进行改装的方法，从而能以较小的改装成本、较短的改装时间和现存的构件的较高的可再用性来实施改装。此外，应该提高所生产的铸坯的冶金质量。
该任务通过一种根据权利要求1所述的方法来解决。优选的实施方式是从属权利要求的主题。
具体而言，通过一种用于对用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的连铸设备进行改装的方法来解决所述技术任务，其中所述连铸设备在改装之前包括：
—用于将液态钢浇注成具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的结晶器和用于使所述结晶器振荡的振荡单元；
—用多个布置在所述铸坯两侧的铸坯导辊对所述铸坯进行支撑、导引和冷却的弧形的铸坯导引机构，其中所述铸坯在所述铸坯导引机构中通过冷却喷嘴来得到冷却；
—至少一个具有各一个能调整到所述铸坯上的、被驱动的铸坯导辊的拉出单元，所述拉出单元用于将所述铸坯从所述结晶器中拉出；
—用于将所述铸坯切割成铸坯分段的火焰切割机；和
—用于将辊道上的所述铸坯分段卸下的出料区域；
所述方法具有以下方法步骤：
i）沿着浇注方向移动所述火焰切割机，从而在最后一个拉出单元和移动的火焰切割机之间产生自由空间；
ii）将至少一个轻压下单元安装到所述自由空间中，其中每个轻压下单元具有调整装置和能通过所述调整装置来调整的、用于对所述铸坯进行厚度减小的铸坯导辊。
通过按本发明的改装方法，一方面能通过浇注速度的提高来提高所述连铸设备的生产率，其中不仅所述结晶器、至少所述铸坯导引机构的部件、所述拉出单元而且所述出料区域都能保持完全不变。只有顺着水平方向沿着浇注方向移动所述火焰切割机，从而在沿着浇注方向的最后一个拉出单元和移动的火焰切割机之间产生的自由空间中能装入至少一个轻压下单元（英语：Soft-reduction unit）。通过所述轻压下单元将部分凝固的铸坯的两个铸坯外壳挤压到彼此上面，由此改进所述铸坯的内部质量。在此，所述轻压下单元的至少一个铸坯导辊通过调整装置（典型地是液压缸）被调整到所述铸坯上，由此减小所述铸坯的厚度。如果除了提高浇注速度之外也提高所述钢坯或初轧坯的横截面，那就必须使所述结晶器和所述铸坯导引机构与改变的横截面相匹配。
在一种有利的实施方式中，在所述铸坯导引机构的后面的端部或者所述铸坯导引机构的沿着浇注方向的最后一个节段和所述拉出单元之间装入用于对铸坯进行绝热的第一隔绝隧道。
此外有利的是，在所述拉出单元和沿着浇注方向的第一轻压下单元之间装入用于对铸坯进行绝热的第二隔绝隧道。
在这两种情况下，使所述铸坯的凝固点沿着浇注方向移动，使得所述铸坯以较高的温度进入到出料区域中。
有利的是，通过设备调节机构来调节经过改装的连铸设备的浇注速度和/或冷却强度，使得所述铸坯的凝固点处于第一轻压下单元的辊子的旋转轴线与最后一个轻压下单元的辊子的旋转轴线之间。由此，能在所述轻压下单元中通过适度的力来改变所述铸坯的横截面。所述铸坯的凝固点理想地处于最后一个轻压下单元的中心的区域中。
通常可能的是，布置在最后一个拉出单元之后的冷铸坯拉出单元也在改装之后在相对于所述连铸设备未移动的情况下继续使用。
已经证实为有利的是，所述铸坯在已经以曲率半径R1弯曲的情况下离开所述结晶器。这样的结晶器被称为弧形结晶器。
在此，对于所述结晶器中的铸坯的曲率半径R1来说适用0.9·R1≤R≤1.1·R1，优选R＝R1，其中R是所述铸坯导引机构的曲率半径并且R1是所述结晶器中的铸坯的曲率半径。
本发明的任务同样通过一种根据权利要求9所述的连铸设备来解决。优选的实施方式是从属权利要求的主题。
具体而言，所述解决方案通过一种用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的连铸设备来实现，包括：
—用于将液态钢浇注成具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的结晶器、优选弧形结晶器和用于使所述结晶器振荡的振荡单元；
—用于用多个布置在所述铸坯两侧的铸坯导辊对所述铸坯进行支撑、导引和冷却的弧形的铸坯导引机构，其中所述铸坯在所述铸坯导引机构中通过冷却喷嘴来得到冷却；
—至少一个具有各一个能调整到所述铸坯上的、被驱动的铸坯导辊的拉出单元，所述拉出单元用于将所述铸坯从所述结晶器中拉出，其中所述拉出单元布置在所述弧形的铸坯导引机构的后面的端部之后；
—用于将冷铸坯从所述结晶器中拉出的冷铸坯拉出单元；
—至少一个具有调整装置的轻压下单元和能通过所述调整装置来调整的、用于对所述铸坯进行厚度减小的铸坯导辊，其中所述至少一个轻压下单元布置在自由空间中，所述自由空间在留在其原始位置上的最后一个拉出单元与所述火焰切割机的朝铸坯的出料方向移动的新位置之间；
—用于将所述铸坯切割成铸坯分段的火焰切割机；和
—用于将辊道上的所述铸坯分段卸下的出料区域。
优选的是，不仅在所述铸坯导引机构的后面的端部或者沿着浇注方向的最后一个节段与第一拉出单元之间布置了用于对所述铸坯进行绝热的第一隔绝隧道而且在最后一个拉出单元与第一轻压下单元之间布置了用于对所述铸坯进行绝热的第二隔绝隧道。
此外有利的是，所述弧形的铸坯导引机构的曲率半径R处于8 m和12 m之间、优选处于9 m和11 m之间。
为了在不同的浇注速度下也能可靠地实现厚度减小，有利的是，经过改装的连铸设备具有4至6个的轻压下单元。
附图说明
本发明的其它优点和特征由下面对非限制性的实施例所作的说明中得出，其中以下附图示出：
图1示出了用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的连铸设备在改装之前的图示；
图2示出了按照图1的连铸设备在改装之后的图示；
图3示出了关于图2的具有铸坯导引机构的图示的细节；
图4示出了关于图2的具有拉出单元与火焰切割机之间的区域的图示的另一细节；
图5示出了图2和图4的轻压下单元8的正视图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的连铸设备1。在附图的左上区域中示出了具有桶（Pfanne）的桶转塔。通过完全在上面示出的起重机，借助于桶给连铸设备1供给钢水。钢水从桶开始并且本身以已知的方式通过阴影管被导入到分配器中并且从那里典型地通过潜管（英语：SEN）被装填到结晶器2中。在得到冷却的结晶器2中构成恒定的浇注液面以及具有一个液态的芯部和两个凝固的铸坯外壳的部分凝固的铸坯。为了防止铸坯外壳粘附到结晶器2上，将浇注粉末施加到浇注液面上并且通过振荡单元2a基本上沿着竖直方向使所述结晶器2振荡。所述部分凝固的铸坯在紧接在结晶器2之后的弧形的铸坯导引机构3中得到支撑、导引并且通过冷却喷嘴进一步得到冷却。在图1中，为了支撑和导引所述铸坯而示出了一个具有多个布置在铸坯两侧的铸坯导辊的节段4。所述弧形伸展的铸坯由具有至少一个被驱动的铸坯导辊、在这里是两对或三对被驱动的拉出辊的拉出单元5从所述结晶器2中拉出并且沿着水平方向矫直。为了能实现冷铸坯的所谓“底部供给（bottom feeding）”而存在冷铸坯拉出单元13，该冷铸坯拉出单元能在连铸设备1浇注之后接纳同样弧形的冷铸坯。随后所述铸坯在辊道上被输送给火焰切割机6并且在那里被切割成铸坯分段。所述铸坯分段要么在出料区域7中被卸下要么被紧接在所述出料区域7之后的轧机机架进一步加工成线材、型材或类似产品。
这样的连铸设备1在购置和运行方面是有利的，但是不仅在设备的生产率方面而且在所制造的铸坯的质量方面都比不上现代的连铸设备。因此，需要对现存的连铸设备进行改装，以用于提高所制造的铸坯的质量和/或提高连铸设备的生产率。
尽管现代的连铸设备通过在结晶器、振荡单元、铸坯导引机构、更好的浇注粉末的领域内的进步并且尤其通过大为改善的铸坯冷却和设备自动化而允许高得多的浇注速度或者质量，但是这些进步不能直接套用到现存的连铸设备上。
一方面，所述铸坯导引机构中的铸坯的凝固点在浇注速度更高时沿着材料方向向后移动、也就是说朝出料区域7的方向移动。因此，为了可靠地防止部分凝固的铸坯的切割，要么必须通过铸坯冷却机构更加强化地对所述铸坯进行冷却要么必须提高所述铸坯导引机构的弧形半径。然而，这两项措施都成问题，因为一方面更加强化的铸坯冷却会使铸坯的质量变差，并且另一方面更大的弧形半径提高了连铸设备的结构高度，这对于现存的具有预先给定的高度的车间来说很成问题。
根据本发明，所述技术任务通过以下方式来解决，也就是：使所述火焰切割机6沿着浇注方向向后移动，从而在最后一个拉出单元5和移动的火焰切割机6之间产生自由空间F，并且将至少一个轻压下单元8安装到所述自由空间F中，其中每个轻压下单元8具有调整装置9和能通过所述调整装置来调整的、用于对铸坯进行厚度减小的铸坯导辊10。
通过这些措施来可靠地防止部分凝固的铸坯的切割并且此外提高铸坯的内部质量。
经过改装的连铸设备1在图2中示出并且在图3至5中的其它细节中示出。
如在图1中通过箭头所示，使所述火焰切割机6沿着材料流方向朝出料区域7的方向移动。通过所述火焰切割机6的移动，在拉出单元5的后面的端部与火焰切割机6的前面的端部之间形成自由空间F（参见图2）。所述轻压下单元8或多个这样的单元8a...8e被装入到这个自由空间F中。所述轻压下单元8的装入典型地通过起重机来进行，如在图4中的轻压下单元8b、8c处所示。
通过按本发明的改装方法，能将所述拉出单元5和冷铸坯拉出单元13典型地保持在相同的位置上（参见图3和图4），这进一步减少了改装时间和改装费用。为了使所述铸坯的凝固点进一步朝出料区域7的方向移动，能在所述铸坯导引机构3的最后一个节段4与所述拉出单元5之间并且在所述拉出单元5与所述轻压下单元8之间安装第一和第二隔绝隧道11、12（参见图2）。
在理想情况下，经过改装的连铸设备的凝固点处于第一轻压下单元8a与最后一个轻压下单元8e之间的区域中。这在连续运行中通过设备调节机构来保证。
在实践中已经证实为有利的是，所述结晶器2构造为弧形结晶器并且所述结晶器2的半径以及所述弧形导引机构3的半径R在8m与12m之间、优选在9m与11 m之间。
在图5中示出了五个轻压下单元8a...8e。每个压下单元8具有调整装置9 （在这里为液压缸），所述液压缸能使上铸坯导辊10b朝下铸坯导辊10a的方向移动。通过将所述上铸坯导辊10b调整到未示出的铸坯上这种方式，降低所述铸坯的厚度。所有压下单元8a...8e都相同地构成并且经由底座与地基相连接。关于轻压下单元的其他细节是多余的，因为这些细节例如由WO 2009/144107 A1中已知。
附图标记列表：
1连铸设备
2结晶器
2a振荡单元
3铸坯导引机构
4铸坯导引机构的节段
5拉出单元
6火焰切割机
7出料区域
8、8a...8e轻压下单元
9 调整装置
10、10a、10b铸坯导辊
11第一隔绝隧道
12第二隔绝隧道
13冷铸坯拉出单元
F自由空间
R、R1曲率半径。

Claims (13)

1.用于对用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的连铸设备（1）进行改装的方法，其中所述连铸设备（1）在改装之前包括：
—用于将液态钢浇注成具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的结晶器（2）和用于使所述结晶器（2）振荡的振荡单元（2a）；
—用于用多个布置在铸坯两侧的铸坯导辊对所述铸坯进行支撑、导引和冷却的弧形的铸坯导引机构（3），其中所述铸坯在所述铸坯导引机构（3）中通过冷却喷嘴来得到冷却；
—至少一个具有各一个能调整到所述铸坯上的、被驱动的铸坯导辊的拉出单元（5），所述拉出单元用于将所述铸坯从所述结晶器（2）中拉出；
—用于将所述铸坯切割成铸坯分段的火焰切割机（6）；和
—用于卸下所述铸坯分段的出料区域（7）；
所述方法具有以下方法步骤：
i）沿着浇注方向移动所述火焰切割机（6），从而在最后一个拉出单元（5）和移动的火焰切割机（6）之间产生自由空间（F）；
ii）将至少一个轻压下单元（8、8a...8e）安装到所述自由空间（F）中，其中每个轻压下单元（8）具有调整装置（9）和能通过所述调整装置来调整的、用于对所述铸坯进行厚度减小的铸坯导辊（10）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述铸坯导引机构（3）的后面的端部与所述拉出单元（5）之间装入用于对所述铸坯进行绝热的第一隔绝隧道（11）。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述拉出单元（5）和沿着浇注方向的第一轻压下单元（8、8a）之间装入用于对所述铸坯进行绝热的第二隔绝隧道（12）。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过设备调节机构来调节经过改装的连铸设备的浇注速度和/或冷却强度，使得所述铸坯的凝固点处于第一轻压下单元（8a）和最后一个轻压下单元（8e）之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在改装所述连铸设备之后继续使用布置在最后一个拉出单元（5）之后的冷铸坯拉出单元（13）。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在改装时不移动所述冷铸坯拉出单元（13）。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述铸坯在以曲率半径（R1）弯曲的情况下离开所述连铸机（1）的结晶器（2）。
8.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对于所述结晶器（2）中的铸坯的曲率半径（R1）来说适用0.9·R1≤R≤1.1·R1，优选R＝R1，其中R是所述铸坯导引机构（3）的曲率半径。
9.用于连铸具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的连铸设备（1），包括：
—用于将液态钢浇注成具有钢坯或初轧坯横截面的铸坯的结晶器（2）、优选弧形结晶器和用于使所述结晶器（2）振荡的振荡单元（2a）；
—用于用多个布置在所述铸坯两侧的铸坯导辊对所述铸坯进行支撑、导引和冷却的弧形的铸坯导引机构（3），其中所述铸坯在所述铸坯导引机构（3）中通过冷却喷嘴来得到冷却；
—至少一个具有各一个能调整到所述铸坯上的、被驱动的铸坯导辊的拉出单元（5），所述拉出单元用于将所述铸坯从所述结晶器（2）中拉出，其中所述拉出单元（5）布置在所述弧形的铸坯导引机构（3）的后面的端部之后；
—用于将冷铸坯从所述结晶器（2）中拉出的冷铸坯拉出单元（13）；
—至少一个具有调整装置（9）的轻压下单元（8）和能通过所述调整装置来调整的、用于对所述铸坯进行厚度减小的铸坯导辊（10），其中所述至少一个轻压下单元（8）布置在自由空间（F）中，所述自由空间在留在其原始位置上的最后一个拉出单元（5）与所述火焰切割机（6）的朝铸坯的出料方向移动的新位置之间；
—用于将所述铸坯切割成铸坯分段的火焰切割机（6）；和
—用于卸下所述铸坯分段的出料区域（7）。
10.根据权利要求9所述的连铸设备（1），其特征在于，在所述铸坯导引机构（3）的后面的端部与第一拉出单元（5）之间布置了用于对所述铸坯进行绝热的第一隔绝隧道（11）。
11.根据权利要求9或10所述的连铸设备（1），其特征在于，在最后一个拉出单元（5）与所述第一轻压下单元（8、8a）之间布置了用于对所述铸坯进行绝热的第二隔绝隧道（12）。
12. 根据权利要求9至11中任一项所述的连铸设备（1），其特征在于，对于所述弧形的铸坯导引机构的曲率半径（R）来说适用12 m≥R≥8 m、优选11 m≥R≥9 m。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的连铸设备（1），其特征在于，所述经过改装的连铸设备（1）具有4至6个轻压下单元（8、8a...8e）。
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