專利名稱：金屬帶的雙輥連續(xù)鑄造設(shè)備的側(cè)表面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬的連續(xù)鑄造。本發(fā)明更特別涉及稱為“雙輥鑄造”的薄金屬帶的連續(xù)鑄造設(shè)備，更確切地說，涉及封閉鑄造空間的耐火材料側(cè)表面。
背景技術(shù)：
可以在一個稱為“雙輥鑄造”的設(shè)備上直接從液體金屬(例如鋼或銅)鑄造厚度為幾毫米的薄金屬帶，通過一個澆鑄口從一個分配器提供液體金屬。該機(jī)械具有一個錠模，其鑄造空間的長邊由一對內(nèi)冷卻的、具有平行水平軸的軋輥形成，這對軋輥圍繞水平軸向相反的方向轉(zhuǎn)動，它的短邊由一些耐火材料的封閉板(稱為側(cè)表面)形成，這些側(cè)表面貼靠軋輥的端面。液體金屬的固化應(yīng)該只在軋輥的柱形冷卻表面上產(chǎn)生，通過形成固化表皮固化，在頸部處(軋輥表面之間的距離最小處)使這些固化的表皮再結(jié)合，以便形成金屬帶，然后將金屬帶連續(xù)從鑄造空間取出。
但是，在實(shí)際應(yīng)用中，很難永久性地避免出現(xiàn)稱為“寄生固化”的固化，即產(chǎn)生在側(cè)表面某些區(qū)域的固化金屬層。這種寄生固化是由于這些區(qū)域附近的液體金屬的溫度可能低于它的正常溫度，因此容易在接觸側(cè)表面時(shí)局部固化。這種低溫可能是由于不利的水動力條件，這些條件使液體金屬在這些區(qū)域不能得到足夠的更新，或者由于鑄造前的預(yù)熱不好而使側(cè)表面的溫度不夠。當(dāng)然，這些因素中的幾個因素可能共同起作用。當(dāng)產(chǎn)生這些寄生固化的固體金屬被帶到鑄造空間的下部時(shí)，這種固體金屬必須在軋輥之間通過，因此產(chǎn)生一個加在產(chǎn)品正常厚度上的金屬厚度。于是軋輥必須臨時(shí)吸收一個附加的力，該力迫使軋輥臨時(shí)互相分離，避免造成軋輥的損壞。金屬帶的質(zhì)量受到不利的影響。也可以看到側(cè)表面后退，這樣有失去與側(cè)表面連接的鑄造空間密封性的危險(xiǎn)。
一般，人們試圖通過采用澆鑄口的特殊形狀來限制寄生固化的出現(xiàn)。澆鑄口的這些特殊形狀使處于鑄造空間中的液體金屬具有保證面對最容易產(chǎn)生寄生固化區(qū)域的金屬始終被更新的流動條件，例如把從澆鑄口出來的液體金屬直接帶到這些區(qū)域附近。但是這可能導(dǎo)致鑄造空間其它部分的液體金屬供應(yīng)不足。
另一種方法在于，鑄造期間，通過燃燒器或感應(yīng)爐，甚至通過位于側(cè)表面附近的金屬的感應(yīng)對側(cè)表面進(jìn)行持續(xù)加熱。但是這會導(dǎo)致側(cè)表面的結(jié)構(gòu)和它的運(yùn)行復(fù)雜化。
另一個方法為在側(cè)表面的耐火材料的成分上做文章，在鑄造空間的對面放置以二氧化硅、氧化鋁或其它氧化物為基礎(chǔ)的具有很強(qiáng)絕緣性能的耐火材料纖維。這些強(qiáng)絕緣的耐火材料可以只從液體金屬中提取比較少的熱量，因此限制寄生固化的危險(xiǎn)。但是它們的硬度很小，因此不能承受與軋輥的摩擦以及固化過程中位于頸部附近的固化金屬的摩擦。這就是為什么在側(cè)表面圍繞與軋輥邊緣的接觸弧形的區(qū)域和面對鑄造空間下部的區(qū)域用一種絕緣能力稍差但硬度更大的材料制成的插入件取代上述絕緣耐火材料，這種絕緣能力稍差但硬度更大的材料為各種陶瓷、氮化硼、SiAION等。
但是這種方法不能完全令人滿意，因?yàn)樵谟材突鸩牧吓c絕緣耐火材料接觸的區(qū)域產(chǎn)生它們之間的熱傳遞，這會導(dǎo)致絕緣耐火材料的局部冷卻。這可能足以產(chǎn)生寄生固化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種雙輥薄帶鑄造的側(cè)表面的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)能夠比現(xiàn)有的設(shè)計(jì)更好地限制寄生固化的出現(xiàn)。
因此，本發(fā)明的主題是一個用于在兩個具有水平軸的軋輥之間連續(xù)鑄造金屬帶的設(shè)備的側(cè)表面，兩個軋輥內(nèi)部冷卻并相互反方向轉(zhuǎn)動，它們的表面限定一個側(cè)面由兩個耐火材料的側(cè)表面封閉的鑄造空間，這種側(cè)表面包括—一個支撐板，它的前表面設(shè)有一個凹槽；
—一個位于凹槽周邊的硬材料插入件；—一個充填凹槽其它部分的填料；其特征在于，所述填料朝向鑄造空間的前表面在它的至少一部分高度上比插入件的前表面縮回一個最大距離。
所述填料朝向鑄造空間的前表面可以在它的整個高度上比插入件的前表面縮回。
填料最好在一個從凹槽的上邊緣開始的高度“h1”上的厚度恒定，并且在一個高度“h2”上的厚度增加，直至所述厚度等于插入件的厚度。
所述厚度等于插入件的厚度處可以是凹槽的下邊緣。
作為變型，填料的厚度可以從凹槽的上邊緣起增加，一直到凹槽的下邊緣。
距離最好等于5毫米或者更大。
側(cè)表面可以在填料前表面的寬度上包括一個附件，所述附件用于突出在鑄造空間的液體金屬的表面之上。
正如將要了解的，本發(fā)明主要在于使側(cè)表面的絕緣耐火材料的填料的前表面比硬耐火材料部分的前表面縮回，并且至少在填料的最大部分的高度上是如此。


通過下面參照附圖進(jìn)行的描述，可以更好地了解本發(fā)明。附圖如下—圖1a示出本發(fā)明的雙輥連續(xù)鑄造的側(cè)表面的一個第一變型的正面圖；—圖1b示出該側(cè)表面沿1b-1b剖面的一個細(xì)節(jié)；—圖1c示出該側(cè)表面沿1c-1c剖面的另一個細(xì)節(jié)；—圖1d示出該側(cè)表面沿1d-1d剖面的另一個細(xì)節(jié)；—圖2a-2d以相同方式示出本發(fā)明的側(cè)表面的一個第二個變型。
具體實(shí)施例方式
圖1a示意性地示出本發(fā)明的側(cè)表面1的第一變型的前面，為了清楚示出本發(fā)明的原理，圖1a中的尺寸不是按比例的。需要了解的是，在可以工業(yè)使用的鋼材鑄造的設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)軋輥的直徑為500-1500毫米，當(dāng)側(cè)表面1處于工作位置時(shí)，軋輥的外表面輪廓2、2’用點(diǎn)劃線表示，分開軋輥外表面之間在頸部3所在處的寬度等于鑄造帶的厚度，即幾毫米，最多10毫米。還用虛線表示鑄造空間中的液體金屬達(dá)到的正常高度4，以及從設(shè)備取出的固化金屬帶的輪廓5。因此在鑄造空間中，液體金屬可以位于一個在液體金屬表面的正常高度4與頸部高度3之間的高度“h”上。
側(cè)表面1包括以下部分—一個具有強(qiáng)絕緣性能的耐火材料的支撐板6；它的前表面設(shè)有一個凹槽7；在所示的例子中，它的后表面由一個板子8支撐，一些使側(cè)表面1貼靠軋輥2端部的機(jī)構(gòu)(未示)作用在板子8的后表面上；—一個位于凹槽7周邊(凹槽7的上邊緣除外)的稱為“插入件”的零件9(可以是一個或多個部分)；該零件面對圍繞軋輥邊緣的區(qū)域和頸部周圍的區(qū)域；總之，該插入件9應(yīng)該面對側(cè)表面1在鑄造空間的密封性必不可少的區(qū)域中與軋輥邊緣以及固化表皮接觸的所有部分；為了盡管插入件9承受摩擦的情況下始終實(shí)現(xiàn)這種密封，插入件9必須用一種具有很強(qiáng)的耐磨損及耐鑄造金屬侵蝕的硬耐火材料制成，如SiAION或BN，即使它很高的致密性使它的絕緣性能比較一般；—一個充填凹槽7底部其它部分的填料11，因此保證側(cè)表面1與液體金屬之間的基本接觸；填料11由一種具有很高絕緣性的耐火材料制成，例如氧化硅泡沫、氧化硅纖維、氧化鋁纖維、流動形式的氧化鋯等，并且它的機(jī)械和化學(xué)性能可以沒有插入件9高。插入件9和填料11構(gòu)成側(cè)表面1的“有效部分”，并且保證軋輥之間液體金屬的圈閉和鑄造空間的基本密封。
在已知的現(xiàn)有技術(shù)的側(cè)表面中，插入件9和填料11的前表面完全互相處于對方的延長線中。但是根據(jù)本發(fā)明，填料11的前表面12比插入件9的前表面13縮回一個最大距離“d”。
填料11在一個從凹槽7的上邊緣開始的高度“h1”上有一個基本恒定的厚度“e”。這導(dǎo)致填料11的前表面12在整個高度“h1”上縮回一個等于“d”的距離。然后該厚度在一個高度“h2”上逐漸增加，在凹槽7的下邊緣14處，該厚度等于插入件9的厚度，如圖1c所示。在該圖中，該厚度線性增加，使填料12的前表面在所考慮的區(qū)域內(nèi)形成一個平面。但是，其它變型也是可以的，例如填料11的厚度增加使前表面12呈曲線形。無論怎樣，存在一個填料的厚度一直增加到基本等于插入件13厚度的高度為“h2”的部分即使不是必不可少的，也是是非常建議的。在相反的情況下，插入件9對液體金屬提供一個尖銳的角度，因此插入件9在頸部周圍的區(qū)域10中的上部有迅速被腐蝕的危險(xiǎn)，這對鑄造和金屬帶固化條件的規(guī)律性是不利的。
距離“d”約為至少10毫米，并且可以達(dá)到幾十毫米，甚至幾百毫米(例如250毫米)，最好為80-150毫米?！癶2”典型地約為1.5d(但不是限定性的)，以便使填料11在所考慮區(qū)域內(nèi)的前表面12相對垂直方向的平均傾斜度近似為45°。
填料11的厚度從凹槽7的上邊緣起增加，或者說“h1”等于0也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)的側(cè)表面相比，本發(fā)明的側(cè)表面1具有以下優(yōu)點(diǎn)。
可能到達(dá)填料11的寄生固化離開，縮回到鑄造空間的下部。如果由此產(chǎn)生的固體金屬被帶到鑄造空間的下部，它具有比現(xiàn)有技術(shù)更多的熔化時(shí)間。這樣可以明顯減少發(fā)生與不希望有的固體金屬在頸部3處通過有關(guān)的鑄造事故的危險(xiǎn)。
在位于鑄造空間中的液體金屬的上表面4處，鑄造空間的寬度不再基本等于鑄造帶的寬度，而是大于一個等于兩倍的“d”的值。因此對一個一定寬度的鑄造帶，液體金屬上表面的面積大于通常遇到的面積。這就導(dǎo)致從液體金屬脫出的雜質(zhì)(非金屬夾雜物、側(cè)表面脫落的耐火材料顆粒等)位于一個更大的面積上，以便重新分布。特別是這些雜質(zhì)具有位于側(cè)表面1附近固化過程中不位于鑄造帶的垂直方向的寬度為“d”區(qū)域的可能性。因此它們不太有機(jī)會被液體金屬流帶動并最終位于固化鑄造帶中。因此通過一個成形的澆鑄口在鑄造空間的流動中形成的形狀有利于雜質(zhì)重新聚集在側(cè)表面附近。
最后，在鑄造的初始階段，當(dāng)側(cè)表面1還沒有完全到達(dá)它的規(guī)定溫度時(shí)，與填料11接觸的液體金屬有冷卻的趨勢，這是不利的。由于本發(fā)明，這種冷的金屬離金屬帶的固化區(qū)比較遠(yuǎn)。因此不會直接形成固化金屬帶，并且在到達(dá)面對軋輥的固化區(qū)之前，這種冷的金屬具有被還沒有與側(cè)表面1接觸的液體金屬重新加熱的可能性。因此，特別是鑄造的初期，鑄造空間的熱條件得到更好的規(guī)律性。
使用一個本發(fā)明的側(cè)表面1導(dǎo)致的液體金屬上表面的面積增加的結(jié)果是可能增加鑄造空間中液體金屬輻射造成的熱損失。但是該缺點(diǎn)是最小的，可以用一個蓋子覆蓋鑄造空間，蓋子把輻射反射到金屬上，實(shí)際上總是這樣做的。如圖1所示，還可以使填料11在它的前表面12的寬度上包括一個恰好位于液體金屬最大高度4之上的基本水平的附件15，使附件15在一個例如等于“d”的距離上。另外，正如文獻(xiàn)EP-A-0875315中描述的，在傳統(tǒng)側(cè)表面的情況下，該附件15還可以用于放置蓋子。在所示的例子中，附件15位于填料11的上邊緣。但是它也可以位于稍下一點(diǎn)，主要是始終位于鑄造空間中的液體金屬的表面以上，以便使其反射它接收到的輻射。
如果不希望頸部3附近鑄造空間的寬度有太突然的變化，可以使用圖2a-2d所示的本發(fā)明的變型(與圖1的變型相同的部分用相同的參考數(shù)字表示)。在該變型中，存在一個位于凹槽7的下邊緣14與一個位于所述邊緣14以上的高度16之間的高度“h3”，在高度16處，填料11的前表面12與插入件9的前表面13對齊。該高度“h3”可以根據(jù)需要在幾毫米到幾厘米之間變化，特別是根據(jù)避免在該區(qū)域出現(xiàn)寄生固化的可能性，例如通過一個適當(dāng)?shù)臐茶T口的幾何形狀。
正如前面的變型提到的，可以考慮使高度“h1”等于0。
權(quán)利要求
1.用于在兩個軋輥(2，2’)之間連續(xù)鑄造金屬帶(5)的設(shè)備的側(cè)表面(1)，兩個軋輥相互反向轉(zhuǎn)動并具有水平軸，并在內(nèi)部冷卻，它們的表面限定一個鑄造空間，鑄造空間在側(cè)向由兩個耐火材料的側(cè)表面(1)封閉，側(cè)表面具有-一個支撐板(6)，它的前表面設(shè)有一個凹槽(7)；-一個位于凹槽(7)周邊的硬材料插入件(9)；-一個充填凹槽(7)其它部分的填料(11)；其特征在于，所述填料(11)的朝向鑄造空間的前表面(12)在它的至少一部分高度上比插入件(9)的前表面(13)縮回一個最大距離(d)。
2.如權(quán)利要求1所述的側(cè)表面(1)，其特征在于，所述填料(11)的朝向鑄造空間的前表面(12)在它的整個高度上比插入件(9)的前表面縮回。
3.如權(quán)利要求1或2所述的側(cè)表面(1)，其特征在于，在從凹槽(7)的上邊緣開始的一個高度(h1)上，填料(11)具有一個恒定的厚度(e)，并且在一個高度(h2)上，填料(11)的厚度增加，直到所述厚度等于插入件(9)厚度的一個位置。
4.如權(quán)利要求3所述的側(cè)表面(1)，其特征在于，所述厚度等于插入件(9)厚度的位置為凹槽(7)的下邊緣(14)。
5.如權(quán)利要求1所述的側(cè)表面(1)，其特征在于，填料(11)的厚度從凹槽(7)的上邊緣開始增加，直到凹槽(7)的下邊緣(14)。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的側(cè)表面(1)，其特征在于，所述距離(d)等于10毫米或更大。
7.如權(quán)利要求6所述的側(cè)表面(1)，其特征在于，所述距離(d)在80-150毫米之間。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的側(cè)表面(1)，其特征在于，它在填料(11)的前表面(12)的寬度上具有一個附件(15)，所述附件(15)用于突出在鑄造空間中具有的液體金屬的表面之上。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在內(nèi)部冷卻并具有水平軸的兩個軋輥(2，2’)之間連續(xù)鑄造金屬帶(5)的設(shè)備的側(cè)表面(1)。軋輥表面限定一個側(cè)向由兩個耐火材料的側(cè)表面(1)封閉的鑄造空間。本發(fā)明包括一個支撐板(6)，其前表面設(shè)有一個凹槽(7)；一個位于凹槽(7)周邊的插入件(9)；一個充填凹槽(7)其它部分的填料(11)。本發(fā)明的特征在于，所述填料(11)的朝向鑄造空間的前表面(12)比插入件(9)的前表面(13)縮回一個最大距離(d)。
文檔編號B22D11/06GK1668404SQ03816435
公開日2005年9月14日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者讓-米歇爾·達(dá)馬斯, 彼得羅·托爾弗, 羅密歐·卡波托斯提, 菲利普·吉約 申請人:于西納公司, 蒂森克魯伯尼羅斯塔有限公司, 奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾帕工業(yè)設(shè)備制造有限及兩合公司