CN112512725A - 尤其在立式铸造设备中用于铸钢的连铸方法 - Google Patents

Abstract

在一种尤其是在用于铸钢的立式铸造设备中用于连续或半连续线锭铸造的工艺中，在铸造过程结束时，已经停止供给熔料之后，线锭(5)在冷却的模具(1)中被向下抽取。在充填水平面(15’)到达模具(1)的下端之前，线锭(5)被停止。管件(2)的下端(2’)浸入模具(1)内的金属熔料中，使得金属熔料的充填水平面(15’)升至尽量接近模具的上端，如在铸造过程中那样。由于需被切除的线锭上端更短，这种简单的工艺确保了更高的生产率。

Description

尤其在立式铸造设备中用于铸钢的连铸方法

本发明涉及一种尤其是在用于铸钢的立式铸造设备中用于连续或半连续铸造的方法，其中在铸造结束，已经停止供给熔料后，线锭在冷却的模具中下降。

已知这种立式铸造系统用于生产具有较大横截面规格的较短线锭。这种情况下，从冶金容器例如盘或中间容器，通过浇注管将熔融金属送入由例如铜材制成的水冷模具中。其中形成的线锭被竖直向下倒出，直至达到设定长度。这些较短线锭的产量在各种情况下均取决于铸造材料尤其是钢在固化过程中的空缺。这种空缺导致在固化的线锭上端形成漏斗而没有合适的对策。为了减小或甚至防止这种漏斗并因此增加连续或半连续铸造线锭的产量，提出了各种方法。

例如，在根据出版物WO-A-2015/101553所知的这种立式铸造设备中的工艺中，在规定铸造过程已结束时，液体金属以特定量连续给送。还可以围绕线锭的上端部分设置加热器来控制在线锭内部顶端的金属积液。至少在固化过程中产生的熔融金属缩陷因此得以补偿，并且在上部线锭区域出现的缩孔得以减少。

还已知将耐火材料制成的套筒体放在模具上，由此形成用于被隔热的熔料积液的空间，熔料随后自其沉入下面的模具区域，线锭在此开始固化。在熔料供给已经结束后，由于铸造线锭的固化所造成的缺陷得以通过这种积液来补偿。

然而，这些已知用来减少线锭或铸块中的缩孔的方法具有结构比较复杂的缺点。第二种工艺的试验研究表明，从被隔热的“积液区”向冷却模具的过渡难以做到操作安全。

本发明所基于的任务是大幅度消除这些缺点并获得一种开始就提及的方法类型，其特征在于，在较短的大尺寸线锭的连续或半连续铸造过程中的简单处理以及由于较少缩孔所导致的较高产率，并且因此还能够节省成本。

该任务根据权利要求1的特征加以解决。

根据本发明的系统具有的优点是在铸造过程结束后仅需将管件浸入模具，并且如果需要时在熔融金属上添加隔热铸造或覆盖粉末。由于需被切除的线锭上端较短，这种简单工艺保证了更高的产率。

这样，有利地由耐火材料制成的管件可以方便地在熔料供给结束后被引入模具，本发明要求管件的外部尺寸稍微小于模具的内部尺寸，其间形成的间隙尺寸相应设计为，使得间隙尺寸例如近似对应于在正常铸造过程中的模具内形成的线锭壳的厚度或选择得更小。该间隙中的熔料的固化速率取决于模具冷却。线锭外壳和管材之间的连接可以同时用作用于管件的保持件，由于管件的隔热效果，在管件内部熔融金属的固化过程则以显著降低的固化速率延续。

有利地是，在铸造结束之后，顶部仍然是液态的线锭在模具中下降，使得插入管件之后移置到管件外侧的熔料不会流出模具，而是上升至如同在铸造时那样的近似相同水平面。

如果管件的外轮廓适配于模具的内轮廓，以使其间形成的间隙在整个周向上尺寸均匀，这将是有利的。

从制造观点来看，如果管件在其整个长度上具有均匀壁厚也是适宜的。为了提高其在模具中的稳定性并进一步提高产量，可以在其下端布置内凸环附件。

有利地是，管件还可以由不同管段组装而成，以例如通过管段部件构造用于不同铸造规格的模块化管件。

下面参照附图利用示例性实施方式更加详细地说明本发明。所示：

图1立式铸造机的模具区域的简化示意性纵剖面，具有浸入熔融金属之前的管件；

图2矩形模具和位于其中的管件的示意性横截面；

图3a-图3d根据本发明的方法的模具区域的纵剖面，同样以简化示意方式示出；

图4根据图1的模具区域的纵剖面，具有处于浸入状态的管件变型；以及

图5矩形模具和位于其中的多部件式管件的示意性横截面。

图1示意性示出了具有立式铸造系统10的模具1的模具区域，其用于连续或半连续铸造生产尤其是短的大规格线锭。在半连续铸造的情形下，生产的线锭5竖直向下移出模具1，自下被支撑并可具有例如几米至20米的长度。用于固化线锭的常规冷却区设置在模具下面，但它们未被详细示出。

图3a-图3d示意性示出了熔料供入模具结束后，立式铸造系统10的铸造结束时的根据本发明的工艺，如下所述：

图3a示出了自未更详细示出的冶金容器，例如盘或用作中间容器的分配器，通过浇注管13浇注熔融钢的过程中的模具1。采用传统方式，通过可调式封塞件例如插塞或滑动封塞，熔融钢以受控模式被连续浇注于模具上端的给定充填水平面15，线锭5相应地以一抽取速度降出模具。

铸造结束后，线锭5以预定长度铸成时，容器连同铸管13被移除，如图3b所示，线锭15并且因此模具中的水平面15’下降。但是，在充填水平面15’到达模具1的下端之前，线锭被停止。

在接下来的工艺步骤中，如图1所可见，管件2，例如带有配重19，借助于未被详细示出的操纵器被插入模具1。为了将管件连接于位于其上的配重，以例如可缩回并可抽出的螺栓9等形式提供了紧固或对接装置，其可释放地接合入管件上的相应孔洞中。

如图3c所可见，根据本发明，该管件2下端2’浸入模具1内的熔融金属中，使熔融金属的充填水平面几乎升至模具1的上端，如在铸造过程中那样。管件2任选借助于配重19被压下，并在该管件中形成金属积液12，其顶部可盖以隔热材料，优选覆盖粉末11。

根据图2，管件2被加工成由耐火材料制成的套筒形体，其尺寸稍窄小于模具1的内部尺寸。在模具1的整个周向上形成有间隙7，其尺寸设计成使管件2位于在铸造过程中形成在模具内的线锭壳5’之内，同时由于管件的隔热效果，与管件外部状况相比，在管件内部熔融钢的固化过程以显著降低的固化速度延续。

管件2的外轮廓与模具1的内轮廓适配，使得其间的间隙7尺寸设计成在整个周向上具有近似均匀厚度d。这样，当管件被浸入该间隙时，移置出的熔料在固化后形成用于管件的最佳保持环，其同样具有均匀壁厚。有利的是，该形成的间隙7尺寸设计成约为模具1内部尺寸的1至10％，以能够由围绕管件的这种保持环实现最佳状况。

模具和管件为矩形横截面。当然，它们也可以形成不同的形状，例如圆形、方形、多边形或其它形状。

在熔料供给完成后管件2被浸入模具1这样一段长度，如图3c所可见，使得其下端2’近似对应于线锭5及管件内的熔料固化之后在线锭上端的缩陷漏斗12内形成的深度14。鉴于线锭的固化以及管件内的固化，位于管件内部的熔料体补偿由于位于管件之下的线锭的固化而造成的缺陷，这样必须确保来自管内熔料体的尚未固化的熔料能够流入下面的线锭。

管件2的壁厚优选为，在浸没状态，其在设定深度所具有的浸没体积使得熔融金属的充填水平面15接近模具的上端，如在铸造时那样。

另外，该管件2具有这样的长度，在设定浸没深度的状态下其相对上端能够伸出模具1。在其上端，其可有利地加载配重19，配重19防止管件的较轻耐火材料漂浮在熔料中并可以用作对接操纵器或吊机的管件连接装置。这允许它由后者给送，经过模具并随后被浸入其中。此外，在管件的该伸出区域，这种隔热材料，优选为覆盖粉末11，可以被充填到熔融金属12上。

最后，根据图3d，线锭5与管件2一起被导出模具，并且在管件2内部的熔料固化之后，线锭5的上部12——管件2浸没于其中——被分断。这样，由铸造金属的固化产生的缩孔14得以保留得很短。

图4示出了在铸造阶段中参照图3c阐释的管件22的变型。其与管件2的不同仅在于内凸环肩18被布置在其下端。

图5示出了模具1中的管件24的横截面由几个管段25、26组成。管件24的外轮廓同样适配于模具1的内轮廓，使得其间在整个周向上有均匀厚度间隙7。这些管段25、26是例如所示的平壁状或拐角形状，并且有利地被灰浆粘在一起。根据尺寸，也可以使用更多或更少的这种管段。

上述示例性实施方式足以说明本发明。作为变型，已经停止供给熔料后，线锭正在模具中下降时，该陶瓷管件已可被浸没在熔料中。这仅会稍微降低充填水平面。

原则上，陶瓷管件的外部和/或内部形状可以具有沿铸造方向锥缩的横截面。可以选择外侧模具的锥度来匹配固化的线锭壳，其沿铸造方向增大。这样，管件与内侧线锭型体之间的空间得以优化。

理论上，管件也可以由金属例如钢制成，或一部分陶瓷一部分钢。在管件外侧有利地由钢部分制成的设计允许管件与位于管件和模具之间的间隙7内的熔料熔合——由于模具冷却所确定的固化，这会产生间隙7中线锭外壳与管件之间的牢固连接，以使配重19在铸造结束后可被尽早移除。

管件也可以被推入模具而无需这种间隙7，由此近似具有模具的内部尺寸。

与可胜任的隔热粉末相关联的管件的隔热效果有利地选择为，尽管管件内在缓慢进行固化，仍使积液维持这样长一段时间，以使位于管件之下的线锭的缺陷，由于那里的固化比位于管件内的熔料中的固化进行得更快，得以大致或完全补偿。

Claims (13)

1.用于连续或半连续铸造的方法，尤其在立式铸造系统中用于铸钢，其中在停止供给熔料之后，铸造结束时，线锭(5)在冷却的模具(1)中下降，其特征在于

在水平面(15’)到达模具(1)的下端之前停止线锭(5)，并将管件(2)的下端(2’)浸入模具(1)内的熔融金属中，使得熔融金属的充填水平面(15’)近似升至模具的上端，如在铸造过程中那样。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于

管件(2)的外部尺寸稍窄小于模具(1)的内部尺寸，其间形成的间隙(7)在模具的整个周向上尺寸设计成使管件(2)位于在铸造过程中形成在模具内的线锭壳(5’)之内，在管件(2)内部熔融金属的固化过程则以正常或降低的固化速率延续。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于

从横截面来看，管件(2)的外部尺寸与模具(1)的内部尺寸适配，使得其间形成的间隙(7)在整个周向上具有模具(1)内部尺寸的约1至10％的均匀厚度(d)。

4.根据权利要求1-3之一的方法，其特征在于

在熔料供给结束后管件(2)被浸入模具(1)这样一段长度，使得其下端(2’)近似对应于线锭(5)已经固化之后在线锭上端形成的缩陷深度(14)。

5.根据权利要求1-4之一的方法，其特征在于

管件(2)的壁厚为，在浸没状态，其在设定深度所具有的浸没体积使得熔融金属的充填水平面(15)界定至接近模具的上端，如在铸造情形下那样。

6.根据权利要求1-5之一的方法，其特征在于

管件(2)具有这样的长度，在设定浸没深度的状态下其相对上端伸出模具之上，并且其上端设有连接装置，以使其能够被操纵器带至模具上方并随后被浸没在其中。

7.根据权利要求1-5之一的方法，其特征在于

管件(2)具有这样的长度，在设定浸没深度的状态下其相对上端伸出模具之上，并且在这个地方，优选为覆盖粉末(11)的隔热材料被充填到熔融金属上。

8.用于根据权利要求1-7之一的方法的管件的用途，其特征在于从横截面看的管件(2)的外部尺寸或其长度适配于模具(1)的内部尺寸或缩陷深度(14)。

9.根据权利要求8的管件的用途，其特征在于

管件(2)由陶瓷耐火材料制成。

10.根据权利要求8的管件的用途，其特征在于

管件(2)由耐火材料和钢护套的组合制成。

11.根据权利要求8或9的管件的用途，其特征在于

管件(2)为圆柱形并在整个长度上具有均匀壁厚，或内凸环肩(18)布置在其一端。

12.根据权利要求8-11的管件的用途，其特征在于

管件(24)由不同的管段(25、26)构成。

13.根据权利要求8-12的管件的用途，其特征在于

管件(2)的隔热效果使管件内的固化如此进行，以使由于位于管件之下的线锭(5)中的固化而造成的缺陷得以通过管件内部的熔料大致或完全补偿。

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