專利名稱：連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規(guī)格或型鋼坯規(guī)格的連鑄坯的連鑄和隨后加工變形的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規(guī)格或型鋼坯規(guī)格的連鑄坯的連鑄和隨后加工變形的方法和裝置，其中使二次冷卻和連鑄坯導(dǎo)向適應(yīng)于連鑄坯橫截面的冷卻狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，如此解決所提出的任務(wù)，即分別使二次冷卻的幾何形狀設(shè)計(jì)近似匹配于在以后的連鑄坯移動(dòng)路程上的連鑄坯凝固截面形狀，連鑄坯支承也根據(jù)在各自后續(xù)的移動(dòng)路程上的連鑄坯凝固截面形狀被相似地減少?？梢匀绱藦乃拿媸惯B鑄坯支承適應(yīng)于坯殼的生長，即輥盒長度等于或小于液心寬度，在此避免了邊緣冷卻。這樣一來，澆注材料的組織和表面明顯得到改善。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施形式，連鑄坯橫截面的角部隨著移動(dòng)路程的增大而比中心部更弱地受到冷卻。在這種情況下，多個(gè)側(cè)面受到更少的水沖擊地被冷卻，從而使連鑄坯橫截面內(nèi)的溫度分布最佳化，在此也影響了后續(xù)的軟壓下過程。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式建議，在二次冷卻內(nèi)的射流以其噴射角如此適應(yīng)于坯殼厚度，即給變小的液心寬度配屬更小的噴射角。這樣一來，使二次冷卻的噴射角適應(yīng)于坯殼的生長并且在連鑄坯橫截面內(nèi)并在表面上出現(xiàn)最佳的溫度分布，其中在邊緣上獲得了較小的溫降。
當(dāng)液心寬度逐漸縮小時(shí)，可以如此得到類似效果，即根據(jù)凝固截面形狀來調(diào)節(jié)產(chǎn)生射流的噴嘴與鑄坯表面的距離。
根據(jù)其它特征，如此防止繼續(xù)散熱，即連鑄坯橫截面的角部隨著移動(dòng)路程增大而比中心部更弱地受到支承。因此，缺少較長支承輥的接觸防止了散熱。
溫度分布和均勻化的措施的一個(gè)改進(jìn)形式在于，該連鑄坯橫截面的角部和/或側(cè)面被防止散熱地隔絕起來。在按照工藝而適于得到最佳凝固組織的二次冷卻中，進(jìn)行目的明確的連鑄坯橫截面絕熱，以便為軟壓下過程產(chǎn)生一個(gè)軟的連鑄坯橫截面芯。
還規(guī)定，除了隔絕連鑄坯橫截面的角部和/或側(cè)面外，還通過冷卻介質(zhì)有選擇地強(qiáng)冷鑄坯頂面和鑄坯底面。為此，尤其是要考慮中央部，從而出現(xiàn)液心寬度的進(jìn)一步縮小。在軟壓下段之前，在鑄坯頂面和鑄坯底面上為軟壓下過程進(jìn)行對作為較硬的且已加工硬化的壓制面的表面的冷卻。
在連鑄坯橫截面層范圍內(nèi)已出現(xiàn)連鑄坯橫截面溫度的明顯均勻化后，連鑄坯橫截面通過所謂的軟壓下方法從上向下地接受軋制，這是有利的。
根據(jù)本發(fā)明，一種用于連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規(guī)格的連鑄坯的連鑄和隨后加工變形的裝置，其中可以使二次冷卻和連鑄坯導(dǎo)向適應(yīng)于連鑄坯橫截面的冷卻狀態(tài)，如此完成所提出的任務(wù)，即根據(jù)凝固截面形狀和移動(dòng)路程，二次冷卻可以先以基本上整個(gè)鑄坯寬度來進(jìn)行，并且二次冷卻和連鑄坯支承可以根據(jù)在移動(dòng)路程內(nèi)的連鑄坯的凝固截面形狀如此減少，即連鑄坯在進(jìn)入軟壓下段之前仍只在連鑄坯寬度的鑄坯底面上受到支承。這樣一來，除了工藝技術(shù)得到改善外，還可以獲得裝置成本的改善，其中通過適應(yīng)于負(fù)荷地設(shè)計(jì)設(shè)備部件，降低了機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。
為避免在連鑄坯橫截面邊緣上的過度散熱而建議，在二次冷卻和連鑄坯支承內(nèi)，在連鑄坯橫截面的側(cè)面和/或角部上設(shè)有覆蓋件。
另一個(gè)改進(jìn)形式規(guī)定，軟壓下段配備有設(shè)置在頭端和尾端上的并帶有被驅(qū)動(dòng)的夾送輥的夾送機(jī)架，軟壓下段由至少兩個(gè)其輥對不帶驅(qū)動(dòng)裝置的軋輥機(jī)架構(gòu)成，在這里，上框架可以分別通過液壓方式被壓下到下框架上。這樣一來，在軟壓下段內(nèi)，通過一個(gè)多輥扇形段進(jìn)行軟壓下。一個(gè)穩(wěn)定的斜率在可選長度范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)軟壓下過程。在最終凝固區(qū)的最后一米中的液心厚度的理論預(yù)算結(jié)果可以推斷出適當(dāng)?shù)男甭收{(diào)整及其長度。
其它特征在于，在連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向上，在軟壓下段之前和之后設(shè)有一個(gè)或多個(gè)夾送機(jī)架。由此一來，連鑄坯在加工變形區(qū)內(nèi)被充分地輸送并且獲得了足夠大加工變形力。
根據(jù)其它特征規(guī)定，在一個(gè)矯直傳動(dòng)裝置之前和/或之后，設(shè)有一個(gè)用于連鑄坯橫截面的鑄坯頂面和鑄坯底面的強(qiáng)冷裝置。在利用所謂的“淬火”的進(jìn)一步加工中，一些鋼種顯示出更好的表面組織。與在軟壓下過程前的冷卻結(jié)合地，也能獲得這種效果。利用機(jī)械裝置(扇形段、夾送機(jī)架)進(jìn)行的軟壓下的作用還可通過熱軟壓下來加強(qiáng)。為此，在與之有關(guān)的區(qū)域內(nèi)，附加地且目的明確地給鑄坯供應(yīng)水。
另一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在于，在一個(gè)軟壓下段的前面，設(shè)有一個(gè)用于連鑄坯橫截面的鑄坯頂面和鑄坯底面的強(qiáng)冷裝置。
如此得到另一個(gè)實(shí)施形式，即軟壓下段構(gòu)成一個(gè)可沿連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向或與連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向相反地移動(dòng)的單元，該單元被安置在一個(gè)或多個(gè)夾送機(jī)架的前面。
此外，有利的是，軟壓下段作為矯直-軟壓下段被設(shè)置在夾送機(jī)架之間。這樣，得到了機(jī)械軟壓下和熱軟壓下的組合形式還規(guī)定，軟壓下段在連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向上可以被設(shè)置在矯直輸出裝置(夾送機(jī)架)的后面。


圖1作為第一取代方案地示出了帶有軟壓下裝置的方坯弧彎連鑄機(jī)的側(cè)視圖；圖2A示出了在液心寬度仍較大且坯殼仍較薄時(shí)的二次冷卻中的連鑄坯橫截面；圖2B示出了射流寬度縮小且液心寬度縮小的連鑄坯橫截面；圖2C示出了在鑄坯頂面和鑄坯底面上的射流寬度進(jìn)一步縮小且液心寬度進(jìn)一步縮小的連鑄坯橫截面；圖3A示出了具有對應(yīng)于圖2A的坯殼厚度和寬的連鑄坯支承的連鑄坯橫截面；圖3B示出了具有對應(yīng)于圖2B的坯殼厚度和縮小的連鑄坯支承的連鑄坯橫截面；圖3C示出了具有對應(yīng)于圖2C的坯殼厚度和在鑄坯頂面和鑄坯底面上的連鑄坯支承的連鑄坯橫截面；圖4A示出連鑄坯橫截面，此時(shí)一般已完全凝固，但沒有按本發(fā)明遮蓋住側(cè)面；圖4B示出了連鑄坯橫截面，此時(shí)在軟壓下段內(nèi)沒有按照本發(fā)明的壓力分布，在這里形成了收縮；圖5A示出了連鑄坯橫截面，此時(shí)為了獲得溫度分布而進(jìn)行了覆蓋；圖5B示出了連鑄坯橫截面，此時(shí)在軟壓下段中存在按照本發(fā)明的溫度分布。
圖6作為第二取代方案地示出了帶有軟壓下裝置的方坯弧彎連鑄機(jī)的側(cè)視圖。
這種調(diào)整例如如此實(shí)現(xiàn)，即在二次冷卻4中的射流7以其噴射角7a這樣適應(yīng)于當(dāng)時(shí)的坯殼厚度5b，即給變小的液心寬度8配備一個(gè)更小的噴射角7a。
或者，產(chǎn)生射流7的噴嘴10與鑄坯表面1d的間距根據(jù)自身變化的凝固截面形狀5來改變即減小(圖2B)。
在這個(gè)意義上，連鑄坯橫截面1a的角部1b隨著移動(dòng)路程6的延長而比中心部1c少地受到支承(圖3A、3B、3C)。
圖4A、4B示出了在外部區(qū)域內(nèi)具有盡可能均勻的溫度分布的完全凝固的連鑄坯1，其中甚至形成了不希望有的收縮18(圖4B)。
為了使熱均勻分布以便進(jìn)行隨后的加工變形，連鑄坯橫截面1a的角部1b和/或側(cè)面1e被防止散熱地隔絕起來(圖5A、5B)。由此一來，形成了溫度分界區(qū)19、20、21。在連鑄坯橫截面1a的中心，存在這樣的溫度分界區(qū)21(圖5B)，即在該區(qū)域中，可以通過從上向下壓制來完成加工變形。因此，在該中央?yún)^(qū)內(nèi)，溫度仍要比整個(gè)上方的或整個(gè)下方的高。此外，通過這種方式，偏析分布輕微并消除了孔隙。
除了隔絕連鑄坯橫截面1a的角部1b和/或側(cè)面1e外，通過冷卻介質(zhì)有選擇地強(qiáng)烈冷卻鑄坯頂面1f和鑄坯底面1g。
在其它工序中，連鑄坯坯橫截面1a從上向下地按照所謂的軟壓下方法進(jìn)行軋制，在這里，不發(fā)生常見的“壓破”。
用于連鑄鋼坯1且尤其是具有方坯規(guī)格2的連鑄坯的連鑄和隨后加工變形的所示裝置是如此設(shè)計(jì)的，其中使二次冷卻4和連鑄坯支承1適應(yīng)于連鑄坯橫截面1a的冷卻狀態(tài)，即根據(jù)凝固截面形狀5和所經(jīng)過的移動(dòng)路程6，二次冷卻4首先按照基本上整個(gè)鑄坯寬度1h來進(jìn)行，根據(jù)在移動(dòng)路程6內(nèi)的連鑄坯1凝固截面形狀5，如此減少連鑄坯支承11和二次冷卻4，即，使連鑄坯在進(jìn)入一個(gè)軟壓下段之前仍然依靠連鑄坯寬度1h上的連鑄坯底面1g來支承。為了在中心留有能變形的一層地獲得理想的溫度分布，在二次冷卻4和連鑄坯支承11內(nèi)，能夠設(shè)置在連鑄坯橫截面1a的側(cè)面1e和/或在角部1b上地設(shè)置覆蓋件13，所述覆蓋件能夠構(gòu)成角件13a。
在頭端12a和尾端12b，給軟壓下段12配備了具有被驅(qū)動(dòng)的夾送輥14a的夾送機(jī)架14。軟壓下段12本身包括兩個(gè)或多個(gè)軋輥機(jī)架12c，其成對的輥沒有驅(qū)動(dòng)裝置。一個(gè)上框架12d分別可通過液壓方式被壓下到一個(gè)下框架12e上。
此外，在連鑄坯移動(dòng)方向15上，在軟壓下段12之前和之后設(shè)有一個(gè)或多個(gè)夾送機(jī)架14。
為了在完全凝固的水平層中獲得理想的溫度分布，在一個(gè)軟壓下段12之前，設(shè)有一個(gè)用于連鑄坯橫截面1a的頂面1f和底面1g的強(qiáng)冷裝置17。它提高了強(qiáng)度并且構(gòu)成軟壓下準(zhǔn)備段。對鑄坯頂面1f和鑄坯底面的強(qiáng)冷不僅可以有意義地用在矯直傳動(dòng)裝置16之前，而且也可以被用在可移動(dòng)的軟壓下段12之前或矯直傳動(dòng)裝置16之后。
在圖6中示出了第二替代實(shí)施方案。在那里，軟壓下段12被設(shè)計(jì)成一個(gè)可在連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向15上或與連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向15相反地移動(dòng)的單元12f，它在連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向15上被安置在一個(gè)或多個(gè)夾送機(jī)架14的前面。
通常，在矯直傳動(dòng)裝置區(qū)域內(nèi)的軟壓下段12與初軋?jiān)O(shè)備中的輸出裝置構(gòu)想有關(guān)地被設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)矯直點(diǎn)?？紤]到材料在彎矯過程中的彈塑性狀況，連鑄坯1成直線形。與其中鑄坯通過一條彎曲軌跡轉(zhuǎn)入直線形狀的板坯設(shè)備不同，在初軋坯中，在矯直區(qū)內(nèi)出現(xiàn)彎曲線，該彎曲線視連鑄坯的慣性矩和溫度的影響程度和在連鑄坯橫截面1a內(nèi)的溫度分布的不同而不同，它甚至例如在每個(gè)矯直點(diǎn)后在短暫路段上部分地偏離基準(zhǔn)彎曲線并且具有彎曲翻轉(zhuǎn)點(diǎn)，使連鑄坯1在該區(qū)域內(nèi)具有一個(gè)特別強(qiáng)的蠕變性能。由于在軟壓下段12內(nèi)設(shè)定曲線軌跡，所以可預(yù)定出一個(gè)實(shí)際測量的允許伸長率E。通過彎曲過程產(chǎn)生的彈塑性特性將連鑄坯帶入一個(gè)狀態(tài)(理論延伸極限值、屈服值等)以便附加地進(jìn)行軟壓下，這個(gè)狀態(tài)通常不需要太費(fèi)力就能實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規(guī)格或型鋼坯規(guī)格的連鑄坯的連鑄和隨后加工變形的方法，在此使二次冷卻和連鑄坯導(dǎo)向適應(yīng)于連鑄坯橫截面的冷卻狀態(tài)，其特征在于，分別使二次冷卻的幾何形狀設(shè)計(jì)近似地匹配于在以后的連鑄坯移動(dòng)路程上的連鑄坯凝固截面形狀并且連鑄坯支承也根據(jù)在各自后續(xù)的移動(dòng)路程上的連鑄坯凝固截面形狀被相似地減少。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，連鑄坯橫截面的角部隨著移動(dòng)路程的增大而比中心部少地受到冷卻。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在二次冷卻內(nèi)的射流以其噴射角如此適應(yīng)于坯殼厚度，即給變小的液心寬度配屬變小的噴射角。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，根據(jù)凝固截面形狀來調(diào)節(jié)產(chǎn)生射流的噴嘴與鑄坯表面的距離。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，連鑄坯橫截面的角部隨著移動(dòng)路程的增大而比中心部少地受到支承。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，該連鑄坯橫截面的角部和/或側(cè)面被防止散熱地隔絕起來。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，除了隔絕連鑄坯橫截面的角部和/或側(cè)面外，還通過冷卻介質(zhì)有選擇地強(qiáng)冷鑄坯頂面和鑄坯底面。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，連鑄坯橫截面通過所謂的軟壓下方法從上向下地接受軋制。
9.連鑄鋼坯且尤其是具有方坯規(guī)格的連鑄坯的連鑄和隨后加工變形的裝置，其中可以使二次冷卻和連鑄坯導(dǎo)向適應(yīng)于連鑄坯橫截面的冷卻狀態(tài)，其特征在于，根據(jù)凝固截面形狀(5)和移動(dòng)路程(6)，二次冷卻(4)首先按照基本上整個(gè)鑄坯寬度(1h)來進(jìn)行，二次冷卻(4)和連鑄坯支承(11)根據(jù)在移動(dòng)路程(6)內(nèi)的連鑄坯(1)凝固截面形狀(5)可如此減少，即連鑄坯(1)在進(jìn)入軟壓下段(12)之前仍只在連鑄坯寬度(1h)的鑄坯底面(1g)上受到支承。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，在二次冷卻(4)和連鑄坯支承(11)內(nèi)，在連鑄坯橫截面(1a)的側(cè)面和/或在角部(1)上設(shè)有覆蓋件(13)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，軟壓下段(12)配備有設(shè)置在頭端(12a)和尾端(12b)上的并帶有被驅(qū)動(dòng)的夾送輥(14a)的夾送機(jī)架(14)，軟壓下段(12)由至少兩個(gè)其輥對不帶驅(qū)動(dòng)裝置的軋輥機(jī)架(12c)構(gòu)成，其中上框架(12d)可以分別通過液壓方式被壓下到下框架(12e)上。
12.如權(quán)利要求9-11之一所述的裝置，其特征在于，在連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向(15)上，在軟壓下段(12)之前和之后設(shè)有一個(gè)或多個(gè)夾送機(jī)架(14)。
13.如權(quán)利要求9-12之一所述的裝置，其特征在于，在一個(gè)矯直傳動(dòng)裝置之前和/或之后，設(shè)有一個(gè)用于連鑄坯橫截面(1a)的鑄坯頂面(1f)和鑄坯底面(1g)的強(qiáng)冷裝置(17)。
14.如權(quán)利要求9-13之一所述的裝置，其特征在于，在一個(gè)軟壓下段(12)的前面，設(shè)有一個(gè)用于連鑄坯橫截面(1a)的鑄坯頂面(1f)和鑄坯底面(1g)的強(qiáng)冷裝置(17)。
15.如權(quán)利要求9-14之一所述的裝置，其特征在于，軟壓下段(12)構(gòu)成一個(gè)可在連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向(15)上或與連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向(15)相反地移動(dòng)的單元(12f)，該單元被安置在一個(gè)或多個(gè)夾送機(jī)架(14)的前面。
16.如權(quán)利要求9-15之一所述的裝置，其特征在于，軟壓下段(12)作為矯直-軟壓下段被設(shè)置在夾送機(jī)架(14)之間。
17.如權(quán)利要求9-16之一所述的裝置，其特征在于，軟壓下段(12)在連鑄坯運(yùn)動(dòng)方向(15)上被設(shè)置在矯直輸出裝置的后面。
全文摘要
連鑄鋼坯(1)且尤其是具有方坯規(guī)格(2)或型鋼坯規(guī)格的連鑄坯的連鑄和隨后加工變形的方法和裝置，其中使二次冷卻(4)和連鑄坯導(dǎo)向(11)適應(yīng)于連鑄坯橫截面的冷卻狀態(tài)，這樣的裝置和方法考慮到了其中偏析和孔隙對深加工和最終用途很重要的鋼種并且能夠除改善內(nèi)部質(zhì)量外地如此實(shí)現(xiàn)用于改善表面質(zhì)量的措施，即，使二次冷卻(4)的幾何形狀設(shè)計(jì)近似地匹配于在以后的連鑄坯移動(dòng)路程(6)上的連鑄坯(1)凝固截面形狀(5)，連鑄坯支承(11)也根據(jù)在各自后續(xù)的移動(dòng)路程(6)上的連鑄坯(1)凝固截面形狀(5)被相似地減少。
文檔編號B22D11/12GK1469789SQ01817686
公開日2004年1月21日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月20日
發(fā)明者A·扎貝爾, T·費(fèi)斯特, A 扎貝爾, 固 申請人:Sms迪馬格股份公司