CN1191897C - 驱动制造金属带的带材连铸机工作的方法及带材连铸机 - Google Patents
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Abstract
一种制造金属带的带材连铸机(20)具有两个并列设置的且构成一道浇缝的浇注辊(22，24)及在浇注辊(22，24)两侧分别具有一块与浇注辊相接的密封板(61)的侧封闭装置(25)。可以测量把密封板(61)压紧在浇注辊(22，24)上的压下力和/或浇注辊与密封板之间的摩擦状况。密封板(61)在有或没有压下力的情况下被定位成，在工作时，其距浇注辊(22，24)端面(22′，24′)的距离分别小于零点几毫米或整个贴在端面(22′，24′)上，从而在被加热的状态下，也能很精确地保持密封板相对浇注辊端面的额定位置。
Description
技术领域
本发明涉及驱动制造金属带的带材连铸机工作的方法，该带材连铸机具有两个并列设置的并形成一道浇缝的浇注辊以及在浇注辊两侧分别具有一个与浇注辊相接的密封板的侧封闭装置，在这里测量把密封板压紧在浇注辊上的压下力和/或两者间的摩擦状况，可如此相对浇注辊端面来定位密封板，即即便在被加热的工作状态下，也能够很精确地保持密封板相对浇注辊端面的额定位置。本发明还涉及执行这种方法的带材连铸机。
背景技术
在如EP-A-0714716所述的类型相符的带材连铸机中，用于侧封闭浇注辊的装置由耐热密封板组成，它们分别被压紧在两个位于相同侧的浇注辊端面上并且密封板在这种情况下防止填充于浇注辊之间的钢水侧漏，就象是在普通结晶器中出现金属液窝那样。这些密封板在被压下时因转动浇注辊而遇到磨损，尤其是在由金属液窝产生强烈热负荷的情况下，它们遇到磨损。因此，在这样的带材连铸机的一个主要问题就是，侧封闭装置在整个浇注期内提供可靠的密封。
在约500毫米-800毫米的细浇注辊的情况下，设置相应较小的窄边部密封装置。但由于金属液窝体积小，所以出现不平静的液池表面。相反，当浇注辊较粗如约1500毫米粗细时，液池表面因液窝体积庞大而比较平静，这是有利的。为此需要比较大且成本高的侧封闭装置。由于浇注辊的加工公差、装配公差、不均匀磨损和由可能有的时效处理引起的不同加热，辊的密封边或密封面可能无法精确地相互对准。
在文献EP-A-0692330中，通过测量压下力以及摩擦状况来测量封闭壁和浇注辊之间的接触状态并且在与额定值比较后或许调整至少其中一个浇注参数。为此，封闭壁被这样一个装置固定住，该装置由一个可沿辊轴向运动的主支架和一个主支架上水平导向移动的支架构成。通过这种装置和对封闭壁的控制，无法提供封闭壁和浇注辊之间完美且长久密封的最佳前提条件，尤其是当要用粗达一米或一米以上的浇注辊进行浇注时。
另一篇文献即日本专利摘要第16卷第576号(M-1345，1992年12月16目)和JP04224052A研究了测量带材连铸机的浇注辊端面之间的摩擦测量以及相应确定的压下力调整问题。为了理想地形成在浇注辊端面上的密封板密封，设置了可工作的活塞缸单元，它们控制活塞压力并且具有一个用于定位密封板的位移传感器。当浇注辊端面没有相互对准时，无法通过控制压下力来确保借助密封板的浇注辊端面密封。
发明内容
基于这些已知的解决方案，本发明的任务是提供一种上述类型的驱动带材连铸机工作的方法以及上述类型的带材连铸机，通过所述带材连铸机，可以在侧封闭装置中实现在整个浇注期内所需的密封，在使用最佳浇注辊直径的情况下，实现了这种密封。
根据本发明，如此完成该任务，即在浇注辊轴线方向上测量浇注辊端面的位置，至少其中一个浇注辊尤其是可以在轴向上进行调整，以便尽可能平地相互校准浇注辊端面。
根据本发明，在一种带材连铸机中如此完成该任务，即设置了具有在浇注辊轴向上测量浇注辊端面位置的测量装置的位移传感器，该位移传感器与一个用于使浇注辊轴向移动并校准要封闭的浇注辊端面方位的装置有效连接。
通过本发明的带材连铸机，得到了对浇注辊的最佳侧封闭，在浇注辊辊径粗达1米以上的情况下，这样的最佳侧封闭也提供了完美且在整个浇注时间内稳定不变的工作性能。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的一个实施例及其它优点。
图1是具有本发明的侧封闭装置的带材连铸机的横截面图；
图2是图1所示侧封闭装置的纵截面图；
图3是沿图2的线III-III的侧封闭装置的截面图；
图4以侧封闭装置的示意图和俯视图示出了侧封闭装置的监测系统的框图；
图5是浇注辊的局部纵截面图。
具体实施方式
图1示出了一台可按照连铸方法制造的金属带15且尤其是带钢15的带材连铸机20。带材连铸机20放置在一个示出的钢制构架12上并且由一个立于其上方的中间包来供应金属液，如同在普通的连铸机中所知道的那样。中间包适当地具有一个可用塞子或类似件封闭的出浇口，金属液可以经过该浇口流出。
带材连铸机20主要具有两个大致平行并列的浇注辊22、24，它们具有近似水平的旋转轴线分布，其中一个侧封闭装置25可分别被压紧在两个端面上，由此一来，形成了一个具有一个向下开放的浇缝的四周封闭的开口。浇注辊22、24在两测分别可转动地支承在一个机架32上并且分别被一个电动机控制着被驱动。在这种情况下，安放在所示钢制构架12′或类似部件上的带材连铸机20被一个外壳30包围起来，从而可以用保护气体而与空气隔绝地进行带材浇注。在外壳30的顶面上，设置了滑动门35以便打开或封闭外壳。
侧封闭装置25分别具有一块可被一压下装置压紧在浇注辊22、24端面上的密封板61，所述密封板产生了机械密封效果。这种三角形的且由耐热材料制成的密封板61近似覆盖住浇注辊端面22′、24′的上部。
根据图2、3，各密封板61被设置成可被压下装置移向浇注辊端面22′、24′并且还通过一个万向连接机构(在这里是通过一个球窝接手81)浮动支承着，以便获得保持不变的定位及其密封面精确地与两个在一个平面内延伸的浇注辊端面平行。
最好设置三个分别具有一个活塞72的可近似垂直于密封板61地转动的缸71，所述缸以三点支承方式通过一个支架64、65把近似不变的可控压力施加到各密封板61上，其中这些缸71适当地对因浇注辊布局而近似成三角形的密封板61的各自一角部施加作用力。
根据本发明，密封板61在有压下力或没有压下力的情况下被布置成其与浇注辊22、24端面22′、24′的距离总是小于零点几毫米或者完全贴在端面22′、24′上，从而即使在被加热的工作状态下，也可以很精确地保持各密封板相对浇注辊端面的额定位置。
在按照本发明地相对浇注辊22、24端面22′、24′定位密封板61的情况下，得到了对这两个浇注辊的最佳调整，不管密封板在有或没有压下力的情况下能够被定位成接触浇注辊还是有利地贴着浇注辊。因此，一方面可以获得最佳的密封效果，另一方面，即便是与邻近的浇注辊端面接触的密封板也可能性最小地被磨损。
支承密封板61的支架64、65通过万向连接机构66、67支承在一个连接板80上，该连接板本身通过球窝接手81浮动固定在支承件41上，其中支架64、65通过一个弹性连接机构即带拉杆的可调拉簧65而在该连接机构和连接板80之间被始终压紧到压下装置的活塞72上。万向连接机构分别包括一个近似水平的万向连杆和一个垂直布置的万向连杆66、67，其中万向连杆66、67在一端上象球那样支承在支架64上并在另一端上象球那样支承在连接板80上，从而密封板61可以平行与连接板80地水平和垂直运动。通过这样最佳地支承密封板61，在任何情况下且即便是在整个侧封闭装置被加热的状态下，都可以长久不变地消除密封板被卡死或锁死。
此外，在球窝接手82中设置了一个突出的对中销82，可以借助该对中销使支承件41相对装置85对中。一个偏心轮83或类似件可以使侧封闭装置25相对支承件41垂直对中。一个灵活的固定件84设置在连接板80和支承件41头部41′之间。一个在该头部41′上的定位螺栓86限定了板80的转动范围。
在图1中还示出了，把保持侧封闭装置25的支承件41配属于一个机械手40，借助该机械手，各侧封闭装置可以被送向浇注辊22、24侧旁或离开浇注辊。在侧封闭装置25被送入浇注辊22、24侧旁的位置后，侧封闭装置25被一个设置在浇注辊机架32上的装置85对中并且其缸71与各自的驱动机构连接。相反地，侧封闭装置25可以在使装置85离开机械手后被送出以便维修。装置85设置在机架32上，但它也可以在机械手上。
一个如图4所示的在侧封闭装置25中的监测调整系统可以最佳地相对浇注辊22、24调节密封板61并且通过尤其是对密封板的在线故障排除来预防性地监测和尽早识别故障、泄漏等类似问题。
通过测量器件151、152、153来测量缸71的活塞行程值并用位移传感器127、128、129来测量浇注辊端面位置并且也把测量结果传给一个接收机150并再由此传给计算机100。位移传感器127、128、129可以测量浇注辊的膨胀和磨损情况。通过活塞行程测量，可以分析出密封板61的位置并在压下时分析出磨损程度，这种磨损可能是在浇注过程中明确地由转动的浇注辊以及由此产生的滑动摩擦而引起的。当快速磨损时，最好降低压下力并颠倒过来。
在整个监测控制系统中，设置了三个温度计111、112、113，借助这些温度计来测量在密封板61在其端部区域内接触浇注辊22、24位置上的温度。所述温度随后借助一个接收机110被记录下来并最好由一台中心计算机100与理论曲线进行比较。只要在接触位置上的温度小于金属液温度，则可能是起因于正常工作。但是，一旦至少其中一个温度不成比例地升高，则肯定起因于在密封板61和至少一个浇注辊22、24之间出现泄漏。随后，计算机100通过线路101发出马上在中间包中堵上塞子的信号并由此在阻断了在浇注辊间金属液流动。
大致在其中心，给密封板61的支架65设置了另一个温度计114。可以根据在该位置上测量的温度推断出支架65的功能性且尤其是其变形。
此外，在这个监测系统中，在缸71中设置三个测压头121、122、123。在这些有利地连续测量的压力被送入一个适当的接收机中120时，一方面，可以在计算机中并在与缸压力的理论曲线进行比较的情况下产生压力调整。
此外，在万向连杆66、67中设置电阻应变片131、141也在本发明的范围内，借助这些电阻应变片和接收机130、140可以确定力的变化曲线曲线并由此确定密封板61与浇注辊22、24之间的摩擦状况。当压下力保持不变时的摩擦系数增大可能表明密封板61磨损加剧，而减小可以推断出垂直力矩减小，由此必须采取压下力加强意义上的修正。
通过测量平放的万向连杆66的膨胀，尤其是可以确定浇注辊之间22、24相对密封板61的不同摩擦力。在补偿摩擦力的情况下，万向连杆66上的力近似为零。在摩擦力有差异时，通过计算机和控制阀105并借助压力调整来控制其中一个缸71，以使水平力又变为零。
在开始浇注前，由耐热材料构成的密封板61在成另外一种变形方式被缸压在端面22′、24′上并且受到摩擦。借助电阻应变片131、141，可以测量出浇注辊和密封板之间的摩擦力并将其调整到限定大小。
作为其它测量仪器，可以有利地将一个测振仪161安装在密封板61和支架65之间以便测量浇注过程中的振动情况。借助测振仪161和信号接收器160，可以在偏离理论振动的情况下快速确定实际干扰，例如当在一个浇注辊和一个浇注板之间出现泄漏时，在它们之间产生的振动强度被迫改变。在振动缓慢改变到如正常振动的50％时，也可以接近额定值地修正压下力。这种振动测量原则上导致了由耐热材料制成的密封板61的更好的使用情况及坚固性能。
通过该监测调整系统，存储这些值并且可以作为长期存储值地由计算机100读取这些值并由此推算出统计值，可以有利地在线引用这些统计值。
也可以设想到，温度调整机构110、100可以对图4所示的要更换的侧封闭装置的加热装置155的控制机构106施加影响。
在图5中，示出了一个使要封闭的浇注辊22端面22′轴向移动并校准的装置。浇注辊22由一个静止不动的且带有轴颈2的轴1构成，轴颈本身支承在机架3上。浇注辊22包括一个环形支承件4，它借助楔紧机构6与圆筒形套5相连。外套5在其周面上配设有轴向延伸的冷却孔7，这些冷却孔和在支承件4、轴1和机架3中的其它输送和排出冷却介质的孔9、10、11连通。外套5和支承件4由一个未详细示出的电动机/齿轮箱装置驱动。为了相对另一个未示出浇注辊端面地把浇注辊22端面22′校准成在一个平面上，外套5和支承件4一起可移动地设置在静止不动的轴1上。这种移动是通过双向工作的环形活塞缸单元13实现的，所述活塞缸单元不仅属于支承件4，它也属于轴1，并且被安装在浇注辊22的端部中。支承件4上的活塞环14有间距地嵌入轴1的环槽16中，从而在活塞环14两侧形成了缸腔17，这些缸腔分别通过压力管路p1、p2接受压力介质。借助压力差，造成支承件4和进而浇注辊22端面22′总是向其中一侧轴向移动了一段最大距离如8毫米。
借助计算机100，在调整过程中通过位移传感器127、128、129测量在轴向上的浇注辊位置，在浇注辊22、24之间有差异时，在这样的意义上进行修正，即在浇注辊其中一侧上的端面22′、24′又被校准成平坦的。这是通过借助一个未示出的阀来操作活塞缸单元13而实现的。
如果其中浇注辊的长度因磨损、加工公差或类似原因小于另一个浇注辊的长度如0.3毫米，则很有利地分别在两侧以长度差一半的值(如0.15毫米)来定位整个浇注辊。由此一来，提供了避免泄漏的附加有效手段。
通过上述实施例充分说明了本发明。但是本发明可以通过其它变形方式体现出来。因此，可以设置这样一个侧封闭装置25，即它包括一个机械的和/或磁性的密封结构。为了构成一种简单的监测系统，可以只设置一个或两个测量器件，而不是三个。
Claims (13)
1、一种驱动制造金属带的带材连铸机工作的方法，该带材连铸机具有两个并列设置的且构成一道浇缝的浇注辊(22，24)以及在浇注辊(22，24)两侧分别具有一块与浇注辊相接的密封板(61)的侧封闭装置(25)，在这里测量把密封板(61)压紧在浇注辊(22，24)上的压下力和/或浇注辊与密封板之间的摩擦状况，可如此相对浇注辊(22，24)端面(22′，24′)来定位密封板(61)，即在被加热的工作状态下，也能够很精确地保持密封板相对浇注辊端面的额定位置，其特征在于，在浇注辊轴线方向上测量浇注辊(22，24)端面(22′，24′)的位置，至少其中一个浇注辊(22，24)可以在轴向上进行调整，以便尽可能平地相互校准浇注辊端面(22′，24′)。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在其中一个浇注辊的长度因磨损、加工公差而小于另一个浇注辊的长度的工作情况下，在两侧分别以长度差的一半设置该浇注辊。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在浇注辊轴线方向上测量密封板(61)的位置并分别在一个调整过程中与额定位置进行比较并移动到额定位置上。
4、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，密封板(61)在有或没有压下力的情况下被定位成其距浇注辊(22，24)端面(22′，24′)的距离总是小于零点几毫米或完全贴在端面(22′，24′)上。
5、一种用于制造金属带的带材连铸机，它具有两个并列设置的且构成一道浇缝的浇注辊(22，24)以及在浇注辊(22，24)两侧分别具有一块与浇注辊相接的密封板(61)的侧封闭装置(25)，在这里测量把密封板(61)压紧在浇注辊(22，24)上的压下力和/或浇注辊与密封板之间的摩擦状况，可相对浇注辊(22，24)端面(22′，24′)来定位密封板(61)并且设置一个用于在工作过程中调整和控制侧封闭装置(25)的计算机(100)，其特征在于，设置了具有在浇注辊轴向上测量浇注辊(22，24)端面(22′，24′)位置的测量装置的位移传感器(127，128，129)，位移传感器(127，128，129)与一个用于使至少其中一个浇注辊轴向移动并校准要封闭的浇注辊(22)端面(22′)的装置有效连接。
6、如权利要求5所述的带材连铸机，其特征在于，密封板(61)在有或没有压下力的情况下被定位成其距浇注辊(22，24)端面(22′，24′)的距离总是小于零点几毫米或完全贴在端面(22′，24′)上。
7、如权利要求5或6所述的带材连铸机，其特征在于，设置至少一个用于在浇注辊(22，24)轴向上调整各密封板(61)的缸(71)，其活塞行程可以由一个测量器件(151，152，153)来测量且其位置被传送给一个接收机(150)并从该接收机中传给计算机(100)。
8、如权利要求7所述的带材连铸机，其特征在于，给各缸(71)配备了一个测压头(121，122，123)，可以借助所述测压头测量密封板(61)的压下力。
9、如权利要求5或6所述的带材连铸机，其特征在于，各侧封闭装置(25)被固定在一个支承件(41)上并且由密封板(61)、一个支承密封板的支架(64，65)、作用于该支架的缸(71)和一个在支承件(41)上的浮动承座组成。
10、如权利要求9所述的带材连铸机，其特征在于，支承密封板(61)的支架(64，65)分别通过一个设置成近似水平的和一个设置成垂直的万向连杆(66，67)支承在一个连接板(80)上，其中万向连杆(66，67)在一端上象球那样支承在支架(64)上并在另一端上象球那样支承在连接板(80)上。
11、如权利要求10所述的带材连铸机，其特征在于，万向连杆(66，67)分别配备有一个电阻应变片(131，141)，借助所述电阻应变片推断力的变化曲线以及由此推断密封板(61)与浇注辊(22，24)之间的摩擦状况。
12、如权利要求5或6所述的带材连铸机，其特征在于，在密封板(61)接触浇注辊(22，24)的位置上，设置多个温度计(111，112，113)，可以借助所述温度计来预防性监测和尽早识别故障、泄漏。
13、如前述权利要求5或6所述的带材连铸机，其特征在于，在密封板(61)中设置一个测振仪(161)，以便测量侧封闭装置在浇注时的振动。
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