专利名称：在铸造阶段剪切铸造带的方法
技术领域：
本发明涉及在连续铸造液态金属时剪切铸造带的方法。
本发明可用于从具有两辊的连续铸造机排出的铸造带去除要求长度的前端段，或者在铸造快结束时去除在最后阶段铸造的尾端段。
本发明也可用于铸造中任意阶段，例如在紧急情形下，在排出铸造机中液态金属前干净地中断铸造带，或分开不同厚度的两条铸造带的生产，或在铸造机在稳定的条件下工作时由于生产的原因要求分开带段。
更确切地，本发明涉及一种剪切方法，可在铸造中任何阶段分开要求的铸造带的带，而不用使用机械装置或为这种操作专门设置的辅助组件。
本发明特别但不是唯一地用于辊型连续铸造机(铸带机)。
另外，从生产观点看不规则结构部分的质量是不可接受的。
铸造带的最后部分也是在非稳定条件下生产，其质量也是不可接受的。
对这一问题的解决方案是在紧邻连续铸造机的下游和在第一轧机组的上游设置剪切装置，把要求长度的前端段去掉。
但是，特别对于钢，这一方案在技术和操作上都有问题而不能应用。实际上，在连续铸造机下游的环境是很重要的，特别在铸造辊的下游，铸造带要穿过惰性气体下的、高温的封闭环境，该温度对钢来说为700-1000℃，以防止铸造带的表面氧化，这样在设置及控制如剪切机之类的设备及它们的运行是困难的。
甚至在铸造的中间阶段也可能要求在铸造时中断铸造带，例如在紧急情形下，或要分开不同厚度的带，或在稳定条件下铸造时把带分成多段。
US-A-5690163和US-A-5287912公开了在铸造步骤中剪切带的方法，包括短时增加铸造辊之间的距离，保持铸造速度恒定，所述的增加距离之后接着恢复在稳定工况下的铸造辊之间的距离。这样增加了铸造带的厚度，保持同样的铸造速度，和因此保持了在铸造带和冷却的辊之间同样的接触时间，这就确定了在凝固的表层的两厚度之间夹入液态金属。该夹入的液态金属使在接触点的下游，两表面再熔化和使铸造带在其重力作用下断裂。
本申请人设计和具体化了本发明以克服现有技术的缺点和得到下面所述的其它优点。
本发明的目的是提供一种不用设置专门的装置而在铸造阶段剪切铸造带的方法。
更确切地说，本发明建议以基本自然的方式，通过铸造速度的变化和由此引起铸造带和铸造辊的冷却表面之间的接触时间的变化，保持铸造带的厚度与在稳定的工况下用的速度相应的值一样，通过在铸造辊之间的液态金属的凝固变化的作用，使要求长度的铸造带分离，或在稳定方式铸造时在铸造带两段在要求点分离。
在由铸造辊的距离限定的铸造带的总厚度同样的情形下，改变铸造速度，由于使铸造辊的冷却表面和液态金属之间的接触时间相应地变化，而使热交换条件和因此使铸造带的凝固发生变化。
在液态金属通过铸造辊的冷却表面时形成的凝固表层的厚度与铸造速度的指数方成反比，对钢来说，该指数为小于1。只要铸造辊的冷却条件相同，铸造速度的增加确定了表层凝固厚度的减小，而铸造速度的减小确定了表层凝固厚度的增加。
在用两铸造辊进行铸造带的连续铸造时，优选地，凝固在两铸造辊之间最小距离处(也称为接触点一即两凝固的表层接触点)完成。
按照本发明的方法，凝固结束点位移到低于“接触点”，相对预设的正常的铸造速度，短暂地增加铸造速度，和保持铸造辊之间的距离与相应该速度的一致。在这段时间后，在本发明第一实施例中，在增加速度下停留短时间后，铸造速度基本返回到初始值。
按照第一变型，在速度增加前有一个减速阶段，使得该增加的速度不相应过分地增加铸造辊的转速，后一情况会使转动铸造辊的电动机的功率太高。
优选地该减速阶段伴随铸造带厚度相应的增加，这由增加铸造辊之间的距离来达到，以便保持热交换条件稳定，因此使铸造带表层的凝固稳定；这使得在该情形下可防止由于通过铸造辊之间的速度减小，而使铸造带的凝固过早。
在铸造速度短暂地增加时得到的在接触点和凝固结束点之间的夹入的液态金属部分，在铸造速度返回原始值后保持在铸造带里面。
该液态金属部分影响铸造带的纵向段，在铸造辊的下游，该液态金属部分使凝固的表层再加热到接近再熔化的温度。
因此铸造带的该纵向段有较差的机械性能，使得它不能支承位于下面的铸造带部分。这使铸造带相应该段断裂，因此要求长度的段自然地和干净地移去。
通过调整铸造速度增加的时刻，可以设定剪切的位置。
在增加的铸造速度下保持的时间选定成能保证安全地断开铸造带；其决定于多个参数如铸造带的厚度、冷却参数、材料的类型、要移去的段的长度及重量。
对于钢来说，在最一般的情形下，在增加速度下的时间为约0-200ms，加速时间为约50-600ms，这对于在铸造带的内部建立一个液态金属区是足够的，该液态金属区允许铸造带在其前端段断开。
在本发明的另一实施例中，在接触点的下游产生液态金属区而增加铸造速度后，把铸造速度保持在该增加的速度值。在这一情形下，一当在恒定的铸造带厚度的情形下形成夹入的液态金属区后，通过减小铸造辊间的距离，使铸造带的总厚度减小，保持热交换条件，也保持铸造带表层的凝固稳定和类似于稳定的工况的情形。
在辊11的下游，设有通常的常是与冷却装置配合的带辊的导向和抽拉系统。
辊11至少其表面以已知的方式被冷却，熔融金属12与这些冷却表面的接触形成两个至少部分凝固的半表层13a、13b，在与两辊11之间最小距离的位置相应的连接点14，半表层13a、13b连接起来。
由于在下游有冷却系统，在辊11的出口处，得到了凝固带15，送去轧制。
为了除去一段，例如带15的前端段15a或尾端段，或为了在要求的中间点分开带15，本发明提供增加铸造及移出速度，例如从时间t0开始，例如从开始的公称值V1[对钢，例如为约40m/min(见图2a的电线)]到时间t1，铸造速度的公称值V0[对钢，例如为约52m/min]。在该时刻速度开始增加的时间t0例如决定于前端段15a或要移去的尾端带的长度，或决定于要分开带15a成两段的位置。
要得到这种速度增加的时间段等于t1-t0，对于钢通常为50-600ms，例如为约300ms。
增加的速度保持一段时间到t2，该时间段t2-t1优选地很短，对于钢例如为约0到约200ms。在图中所示的情形下，该时间段等于100ms。
随后，速度又降低，在时间t3，该速度又回到稳定的工况的速度V1。
在速度从V1到V0的速度增加的情形下，保持带的厚度稳定和等于S1(例如在钢的情形下为约2.4mm)，对于由加速及减速阶段决定的、由达到最大速度的值及由增加的速度保持稳定的时间段t2-t1确定的段，凝固结束点114位移到低于所述的连接点14。
这是因为整个时间段t3-t0，包括加速和减速段，在辊11的冷却表面之间和相应的带15的半表层13a、13b之间接触的时间相对在稳定速度期间的相应值减小，因此所述的半表层13a、13b的凝固厚度相应减小。
当铸造速度回到原始值时，相应铸造速度短暂的增加而得到的包括在连接点14和凝固端点114之间的液态金属部分16保持在带15的里面。
在图2a的下面的曲线图中可见到夹在里面的液态金属部分16，该曲线图中虚线表示由两个半表层13a、13b的厚度合在一起得到的带15的总的固体厚度，而实线表示带15的总厚度。
液态金属部分16对在辊11下游的带15的纵向段有影响，它会使已凝固的表层再加热，可加热到接近再熔化温度的温度。
图3的曲线图示出在该处，相应于有夹入的液态部分浇出的钢带15的段的表面温度在辊11的出口突然升高，这是因为增加速度产生的液态金属部分16把残余热传到带15。该表面温度几乎达到内部温度值，也就是几乎到达使从辊11的出口前形成的凝固的表层回到接近液体状态。
在这一状态下，在液态金属16周围的带15的凝固部分的机械性能急剧下降，使得由带的前端段15a的重量会引起带15相应于液态金属部分16断裂，因此前端段15a自然分离。
当该增加的铸造速度的时间段结束，该速度返回到开始速度，在钢的情形下，为约40m/min。
按照图2b所示的一个变型，铸造速度首先降低到比稳定的速度V0小的速度V1，随后增加到速度V0保持一个短的时间，以便产生确定产生如前面所述的卷入的液态金属部分16的条件。再进行减速阶段使得增加的速度V0的值不在太高和使得铸造辊的电动机的功率不过份增加。
在这一情形下，由于凝固的带15的厚度与铸造速度的指数函数成反比，在钢的情形下，该指数小于1，随着速度的减小铸造带15的厚度增加，例如对于钢从厚度S0为约1.8mm增加到厚度S1为约2.4mm。
通过改变辊11的距离得到的厚度增加对于保持带15的冷却条件基本稳定是必须的，使得直到时间t0这时速度增加时，半表层13a、13b的凝固条件基本保持与稳定的工况相应。
以相应的方式，如果在夹入的液态金属部分16已经形成，我们要把铸造速度返回到更高的值V0，而没有形成进一步的卷入的液态金属部分16，如从图2b右方可看出，必须把铸带15的厚度从S1降低到S0，在该情形下，也修改辊11之间的间隙。
必要的时间间隔(t3-t0)包括增速和减速的阶段及在增加速度下的保持时间，该时间间隔在各情形下要选定成得到保持足够的液态金属部分16形成的最低条件使得由于前端段15a的重量断裂带15，或断开下面的尾端段或中间段。
按照图2c和2d的曲线图示出的实施例，简单地由于铸造速度从V1增加到V0发生剪切。
该速度增加确定了如前面所述的方式相同的方式形成夹入的液态金属部分16。但是，在形成这种液态金属部分后，铸造速度不返回到原始值，而保持在增加的速度V0下(图2c)。这一保持的增加的速度值伴随着相应的带15的厚度从S1减小到S0，使得在所述的夹入的液态金属部分16的下游，冷却条件，因而凝固条件基本保持与稳定的工况的情形相应。这使得与包围着夹入的液态金属部分16的固体表层再熔化和带段15a的重量使带15相应于所述的液态金属部分16的断裂而进行了剪切。
在图2d所示的应用中，以与图2b所示的相同的方式，该方法提供了第一减速阶段，伴随着带15的厚度的相应的增加，以便确定一个低的起始速度，低到足够把增加的速度V0的值保持在不太高的水平。
减速后接着在稳定的厚度下加速，其确定形成夹入的液态金属部分16。再保持速度在该增加的速度下，但是厚度以相关的方式减小以便保持冷却和凝固条件与稳定的工况的情形相应。
如上所述，也可以用相同原理和相同方法应用这一方法来剪切带15，剪切在不是前端段的任意段处进行，例如移去尾端段，或在任何中间段剪切带15。
可以在不背离本发明精神范围情形下，对本发明的方法作出各种修改和/或增加。
权利要求
1.一种在铸造带从连续铸造机(10)中排出时剪切铸造带(15)的方法，所述的铸造机包括至少一对铸造辊(11)，和包括可使所述的带(15)凝固的至少冷却装置，其特征在于所述的方法包括相应基本稳定的速度增加铸造速度，在增加的铸造速度下保持一段时间(t2-t1)，所述的增加铸造速度是在保持所述的铸造带(15)的厚度基本稳定在与稳定的速度相应的厚度值下进行，以便至少在以增加的速度通过所述的冷却装置的段，在所述的铸造带(15)内形成夹入的液态金属部分(16)的芯部，所述的液态金属部分(16)使至少邻近其的表层再熔化和由于位于所述的液态金属部分(16)下面的铸造带部分(15a)的重量而使带(15)断开。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于当在增加的速度下保持的时间结束，铸造速度返回到与固定的铸造速度相等。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于在铸造速度返回到与固定的铸造速度相等以及完成对带(15)的剪切后，铸造速度再增加，和以相应的方式，减小带(15)的厚度以便得到与稳定的工况下的条件相应的、带(15)的热交换和凝固的条件。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于在增加的速度的时间结束后，保持铸造速度在所述的增加的速度下，相应地减小铸造带(15)的厚度以便得到与稳定的工况下的条件相应的带(15)的热交换和凝固的条件。
5.按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于在所述的速度增加前，暂时降低铸造速度和相应所述的速度降低，增加所述的带(15)的厚度，以便得到与稳定的工况下的条件相应的、带(15)的热交换和凝固的条件，所述的速度降低用来限制与所述的辊(11)配合的电动机要求的功率。
6.按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于所述的时间间隔(t2-t1)至少与所述的带(15)和浇注的金属有关。
7.按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于在液态金属为钢的情形下，所述的时间间隔(t2-t1)为约0-200ms之间。
8.按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于在液态金属为钢的情形下，把铸造速度提高到增加速度所需的时间为约50-600ms。
9.按照上述权利要求中任一项的方法，其特征在于所述的方法用于在铸造阶段中去除带(15)的前端段(15a)。
10.按照权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于所述的方法用于在铸造阶段中去除带(15)的尾端段。
11.按照权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于所述的方法用于在紧急情形下剪切带(15)的中间段或分开不同厚度的两带(15)，或由于生产原因用来分开带(15)的两段。
全文摘要
在铸造阶段剪切铸造带(15)的方法，其中相对稳定工况下的铸造速度，使铸造速度增加，保持铸造带(15)的厚度与稳定工况下的铸造速度相应的铸造带的厚度值一致，以便在带(15)内形成一个液态金属(16)部分，该部分决定了相邻表层的再熔化及在位于液态金属(16)部分下的铸造带(15)的重量作用下使铸造带(15)断开。
文档编号B22D11/126GK1460039SQ02800875
公开日2003年12月3日 申请日期2002年3月25日 优先权日2001年3月26日
发明者阿尔弗雷多·波洛尼, 努尔丁·卡帕耶 申请人:丹尼利机械设备股份公司