CN1302874C - 铸造废料清除方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造废料清除方法和装置。一金属带材连铸设备包括一铸模，一用于清除铸造废料的由一可带有两个箱子的小车形成的装置。小车位于该铸模下方，并且已装满的箱子放置在小车上靠近备用空箱子的自由空间中。然后移动小车使备用空箱子固定在铸模下方。本发明还说明了一种金属废料清除方法。

Description

铸造废料清除方法和装置

技术领域

本发明涉及用于从一金属带材连铸设备中清除铸造废料的一种方法和一种装置。

背景技术

生产金属带材通常是从连续铸造(金属)块或板坯开始的，该块或板坯的厚度是通过一系列相继操作而缩小的，这些操作包括预锻造、热层压和冷层压，以及附加中间处理例如热处理。该操作方法需要非常昂贵的设备并且消耗大量的能量。

因此，有一段时间人们倾向于通过铸造厚度尽可能接近成品的产品降低设备和企业成本；因而，随着板坯连铸技术的引入，板坯的厚度从常规的200-300mm减小到在所谓的薄板坯铸造中获得的60-100mm。然而，从60mm(加工)到2-3mm(热轧带钢的典型厚度)还需要一系列消耗能量的步骤。

考虑到将较大厚度的铸造体减小成薄带材具有固有缺点，人们从十九世纪下半叶以来就已经认识到直接铸造金属带材的内在优势，当ThomasBessemer开发出一种用于连续铸造钢带的机器后——该机器由分开一较小距离的冷却、反向转动金属铸辊组成——就在铸辊间的空隙中铸造金属，金属接触到铸辊的冷表面后凝固，并最终被以等于铸辊相对表面间距离的厚度从(铸辊空隙)中抽出。

在20世纪最后几十年间，这种极其吸引人的技术仅被用于例如铜和铝等金属的铸造，而对于高熔点的金属和合金例如钢，目前这一技术在实际的工业中仍然没有得到应用。

人们在这一领域作了许多努力以便从根本上降低生产成本、能量消耗以及对环境的影响，以及生产出尤其在例如表面质量不是一特定要求或者作为用于其中厚度必须小于一毫米的场合的热层压带材而认为表面质量不是一特定要求的特定应用中可直接使用的薄带材。

尽管由Bessemer设计的机器在通用形式上是当时用于金属带材连铸技术的最理想方案，但是要有效使用该机器还需要解决很多问题，这些问题包括要保证铸辊在其扁平端部的紧密度；满足苛刻工作状况的最合适材料；所有操作、铸造速度及带材抽拉的自动控制；以及带材的缠绕成一盘圈。

一设备设计问题涉及对铸造废料的清除。这种铸造废料产生于例如铸造开始时——当形成一质量不合格的带材端部时，该带材端部不能被送到下一工序而是要被切除并丢弃；或者产生于突发故障时——例如形成铸模的铸辊相互分开使得铸辊之间的液态钢流出。

在铸造作业线上，从铸辊的下游起，带材被弯曲并连续地平放在加工辊和处理辊上。基本位于弯曲部下方并垂直位于铸辊下方的区域通常预留给要被废弃或再利用的金属废料的一收集系统。该收集系统通常包括一涂有耐火材料的箱子，带材端部或液态钢可落到该箱子中。

通过一种合适设计，能够实现具有有效连续功能的铸造方法，并且在该铸造方法中，中断步骤非常有限或根本没有。即使在这种前提下，也必须将废料清除。

在一些情形下，可能出现废料箱易于被较快地装满的情况，由于因总体尺寸该箱子的构造尺寸受一定限制，所以必须将该(已装满的)箱子清空或更换。对箱子的更换必须非常快。

本发明提供了用于清除位于一连铸设备中的一铸模下方的废料的一种装置和一种方法，所述装置和所述方法通过确保在铸造作业线的整个工作过程中始终存在废料收集系统解决了上述现有技术中的问题，且不存在较长时间不能使用废料收集系统的危险。

发明内容

因此本发明的一个目的是通过提供一种金属带材连铸设备来解决上述问题，所述金属带材连铸设备包括一铸模，一用于清除铸造废料的装置，该装置包括一小车，其特征在于，小车供给至少二个箱子，箱子用以容纳废料和金属废料并适于移动以及定位在铸模下方；小车的尺寸设计成容纳至少两个相互靠近的箱子；并且箱子都可与一惰性室的开口匹配。

根据本发明的另一方面，通过一种利用上述装置对带材连铸设备进行金属废料清除的方法来解决所述问题，该方法包括下列步骤：

a)将固定在一惰性室下部一开口上的一第一箱子装满废料，所述惰性室位于铸造作业线的铸模下方；

b)将一小车上的一用于箱子的第一基座定位在所述第一箱子的垂直下方，所述第一基座是空的并且在所述小车的一第二基座上有一第二箱子；

c)利用适当装料/卸料装置将所述第一箱子放置到所述小车的所述空基座上；

d)移动所述小车以将所述第二箱子布置到所述惰性室下部的所述开口下方；

f)利用所述适当装料/卸料装置抓取所述第二箱子并将其提升到所述惰性室下部的所述开口处。

所述方法还优选包括将所述小车以及装满废料的所述第一箱子移走以进一步处理所述废料。

利用所述废料清除方法，所述设备的产量提高，因为将装满的箱子更换为空箱子只要几秒钟并且该第一箱子可从铸模区域快速移走。此外，在更换箱子期间可快速封闭惰性室即包含一含有大气的惰性气体的室，使得泄露到外部的气体非常有限，这提高了设备运行的经济性。

附图说明

从下面结合附图对一具体非限制性实施例的详细说明中，本发明进一步的优点将对本领域技术人员显而易见，其中：

图1示意性地示出根据本发明一优选实施例的用于一用在一连铸设备上的废料清除装置的提升装置的正视图；

图2示意性地示出图1所示装置的一箱子的工作循环的第一卸料阶段的侧视图；

图3和图4示意性地示出图1中装置的工作循环的两个相继阶段的侧视图；以及

图5示意性地示出图1中装置的工作循环的第四装填箱子阶段的侧视图。

具体实施方式

图1和图2示意性地示出根据本发明的一废料清除装置的一优选实施例的正视图和侧视图。

包含在一铸模2中的一对反向转动的铸辊1根据公知连铸工序生产出一带材形式的铸件N。该铸件带材N沿惰性室3内的一弯曲路径前进，该惰性室3由一内部装有一含氧量低的惰性气体的耐火材料室构成。铸造进给方向在离开反向转动铸辊时由垂直方向偏转成离开惰性室3时的水平方向。

惰性室3在其下部开口，并且箱子4a被推压在惰性室3的下边缘，铸造废料从铸模2下方的区域落到箱子4a中。

例如可将废料箱4a构造为一容器，且该容器的壁上涂有耐火材料；在连铸期间保持废料箱4a和惰性室3的边缘相互压靠，以便形成一可将惰性室3内含氧量低的大气与外部大气相隔离的密实封闭件。可有利地设计在开始阶段以及更换箱子时对带有惰性气体的惰性室3进行清洗的阶段。优选地，将用于向惰性室3引入惰性气体的装置设计成优选接近(惰性室3的)下部开口。它们可有利地在更换箱子的步骤中发挥作用。

通过一在轨道或其它适当运动装置上运行的小车5在铸模和初始铸造轴线的垂直下方运送废料箱4a。

利用提升系统6使废料箱4a相对于装载平台或小车5的基座直接上升和下降，其中提升系统6包括例如通过一图中未示出的链条和电动机系统驱动的提升臂7。

有利地，使废料箱4a沿一垂直轨道上升和下降，并用提升臂7将该箱子保持在工作位置中直到进行下一次(箱子的)更换。或者，也可设计其它锁止系统——它也可以附加到提升臂7上——以便在突发故障时使用。

优选地，所述设备的尺寸被设计成一与惰性室3邻接的箱子4a被完全抬升到搁在小车5上的箱子4b处的障碍的上方，而且随着小车5的前进，当从设备中移走箱子4b时，抵靠在惰性室3上的箱子4a与箱子4b之间不会碰撞或干涉。

优选地，将每个小车5制成可设置有用于两个或更多个箱子4a、4b的基座，以便能同时运载至少两个或更多个箱子。尽管可采取其它方案，但优选地，小车可沿与铸模中的铸辊的轴线垂直的方向移动。

下面将说明图1-5中所示设备的工作情况。

图2示出装满废料并仍固定在惰性室3上的一废料箱4a的卸料阶段的一时刻：将小车5定位成小车5的空基座60位于要清空的箱子4a的垂直下方；臂7支承箱子4a向下移动并将箱子4a放在小车5装载平台的空基座60上。继而如图3所示，小车5向图中左侧行驶，直至已经设置在小车5上的空的第二箱子4b定位于惰性室3开口底部的下方。

小车5现在如图4所示。继而，机械臂7与空箱子4b的适当部分接合，并将箱子4b提起以使其如图5所示贴靠惰性室3的边缘。

此时惰性室3与新箱子4b再次限定一密实地隔离外界大气的环境，并可在其中填充一可控制的例如含氧量低的大气。金属带材铸造方法可不间断地进行下去。移动小车5以及装满废料的箱子4a以进一步使用或卸载废料并使箱子4a变成一空箱子。

有利地，(在原来小车的位置)立即放置另一小车，其装载平台的空位置预备容纳正在使用的箱子，该装载平台的另一位置上有一空箱子以在需要时立即提升进行(箱子的)更换。

例如，可将带有已装满的箱子的小车立即替换为另一个带有空箱子的小车。为此，可有利地为每台铸造机器设计两个或更多个小车，这还可应对小车或设置在车上的箱子出现问题的情况，例如由于耐火材料的损耗引起的问题。或者，可将带有一装满的箱子的小车立即送到一卸料场所，然后再将它立即放回铸造机器下方的适当位置。

一箱子装满铸造废料的时间可为5-10分钟。所述更换操作一般需要不到3分钟的时间，例如大约1分钟。

在不脱离本发明范围的情况下，前面讨论的装置可进行多种改进。

Claims (7)

1.一种金属带材(N)连铸设备，它包括一铸模(2)，一用于清除铸造废料的装置，该装置包括一小车(5)，其特征在于，

所述小车(5)供给至少二个箱子(4a、4b)，所述箱子(4a、4b)用以容纳废料和金属废料并适于移动以及定位在所述铸模下方；所述小车(5)的尺寸设计成容纳至少两个相互靠近的箱子(4a、4b)；并且所述箱子(4a、4b)都可与一惰性室(3)的开口匹配。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述箱子具有适于与位于所述铸模下方由铸造带材穿过的惰性室(3)的开口封接以限定一不与外部环境连通的区域的开口。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，设置有提升装置(7)，所述提升装置位于所述铸模下方并适于从所述小车(5)提升和适于更换所述小车(5)上的至少一个所述箱子(4a、4b)。

4.根据前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述小车(5)可同时容纳至少三个箱子。

5.一种从根据前述任一权利要求所述的一金属带材连铸设备上清除金属废料的方法，该方法包括下列步骤：

a)将固定在一惰性室(3)下部一开口上的一第一箱子(4a)填装废料，所述惰性室(3)位于所述连铸设备的铸模下方；

b)定位具有位于所述第一箱子(4a)的垂直下方的一空箱子基座(60)和由一第二箱子(4b)占用的一第二基座的一小车(5)；

c)利用适当装料/卸料装置(7)将所述第一箱子(4a)放置到所述小车(5)的所述空箱子基座上；

d)移动所述小车(5)以将所述第二箱子(4b)布置到所述惰性室(3)下部的所述开口下方；

e)利用所述适当装料/卸料装置(7)抓取所述第二箱子(4b)并将其提升到所述惰性室(3)下部的所述开口处。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，它还包括将所述小车(5)以及装有废料的所述第一箱子(4a)移走以进一步处理所述废料的步骤。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，它包括在箱子更换过程中将一惰性气体引入所述惰性室(3)中的步骤。

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