用于铸造薄板块的铸造设备的制造方法
【专利说明】用于铸造薄板块的铸造设备
[0001]本发明是国际申请日为2009年9月7日、国际申请号为PCT/N02009/000309、中国国家申请号为200980146215.1、发明名称为“用于铸造薄板块的铸造设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及用于半连续直接冷铸(Direct Chill1DC)铸造不同尺寸的薄板块(sheet ingot)或者厚平板(slab)、尤其是用于轧制薄片的板块或者厚平板的设备，该设备包括具有一对相面对的侧壁和一对相面对的端壁的模具框架，所述各壁限定了具有用于供应金属的向上打开的入口和在可移动支承件上设有起动器块(starter block)的面向下的出口的模具，起动器块在每次铸造之前关闭面向下的开口，并且其中至少一个侧壁和/或一个端壁能够被移位以能够铸造具有不同尺寸的板块，该设备进一步包括用于冷却金属的
目.ο
【背景技术】
[0003]当铸造用于生产轧制产品的大型矩形剖面板块时，习惯上对模具的长侧壁给予小量的凸状弯曲以消解较大的金属收缩(向里收)的作用，与板块的窄端面附近的位置相比，凝固期间金属收缩发生在板块的宽侧面的中部附近。在铸造条件稳定之后，金属的收缩(向里收)与板块中未凝固金属的膨胀成正比。在大型板块铸造期间，根据板块的尺寸的不同，沿着板块的纵向(蓄贮槽深度)熔融金属的膨胀可以高达0.8米或者更大。
[0004]影响湿软部(marsh)的膨胀的主要是铸造速度，因为是材料的热传导性限制了板块中部内的冷却速度。喷射到模具下侧上的板块表面上的水量代表一种超出通过热传导传递到该表面的热量的冷却能力。
[0005]关于冶金术和生产率两者，期望应用尽可能最高的铸造速度。当铸造速度太高时，铸造速度通常受制于在被铸造板块中形成热裂缝的趋势。
[0006]在铸造操作的初始阶段中，冷却将是慢的，并且将存在由于在熔融金属与凝固金属之间的比重之差、以及热膨胀系数引起的被铸造板块中的紧缩。最初已经凝固的金属将是与铸造模具的几何形状相关的略微缩小的形状。因为铸造模具的最宽面的上述曲率的缘故，在铸造操作的初始阶段中被铸造板块将呈现为一种凸形状。凸度将逐渐减小直至与被铸造板块中的蓄贮槽深度相关的稳定条件得到稳定。
[0007]轧钢厂的操作指南规定轧制表面应该是直的(在轧制表面中没有任何凹度和凸度)。为了满足这个要求，铸造模具必须设计有与被铸造板块的估计的收缩/紧缩相应的侧壁的曲率(弯曲)。
[0008]申请人拥有的EP O 796 683 BI涉及一种用于铸造上述类型的薄板块的设备，其中侧壁适于弯曲并且在其中部区域进一步设有加强部件(stiffening part)以针对铸造速度而言获得受控的硬度并因而获得模具壁的最优挠曲(optimal flexure)。然而，该已知的解决方案并非设计用于铸造具有不同尺寸(大小)的板块。
[0009]当为了轧制目的连续铸造具有矩形横截面的大金属块形状的板块或者厚平板时，通常为每个板块宽度和厚度采用专用模具。主要因为要求的精密(close)尺寸容差的缘故，生产连续铸造模具是复杂和昂贵的。由于要求许多不同的板块形式，因此有必要保持存储相应的大量模具，但这是不经济的。除此之外，用具有不同尺寸的另一个模具替换一种尺寸的一个模块是费事而又耗时的。
[0010]US专利N0.5，931，216涉及用于连续制造不同尺寸的铸造板块的可调节连续铸造模具，其目的是提供一种可调节模具，该模具基于同一个模具对所需的板块横截面提供快速改变。该解决方案存在的一个重要缺点在于:模具的形状没有办法补偿铸造速度或者模具尺寸的改变，该改变转而对于板块几何形状具有坏影响。
【发明内容】
[0011]本发明提供一种模具，其中避免了利用上述已知解决方案的缺点，即，其中该模具的壁能够容易地从一种尺寸调节到另一种尺寸以便铸造具有不同尺寸的薄板块，并且同时壁能够弯曲以补偿不同的速度以及尺寸和合金成分。
[0012]本发明的特征在于如所附独立权利要求1中限定的特征。
[0013]本发明的优选实施例在所附从属权利要求2-7中被进一步限定。
【附图说明】
[0014]下面将借助于示例并参考附图对本发明进一步详细描述，其中:
[0015]图1以立体图形式从上面并沿纵向局部地示出根据本发明的铸造设备的示意图，
[0016]图2示出图1中示出设备的水平视图，
[0017]图3示出图1和2中示出设备的水平视图，所示的设备包括用于调节铸造设备的模具的机构，但是不包括用于使模具弯曲的机构，
[0018]图4以放大比例和立体图形式示出图3中用A表示的设备的局部，
[0019]图5示出图1和2中所示设备的水平视图，包括用于使模具弯曲的机构，但是不包括用于调节铸造设备的模具的机构，
[0020]图6以放大比例和立体图形式示出图5中用B表示的设备的局部，
[0021]图7a)、7b)、7c)在不同视图中同样以立体图的方式示出根据本发明具有加强装置的长侧壁，
[0022]图8示出与图7中相同的内容，但是包括根据本发明的调节梁。
【具体实施方式】
[0023]在开发本发明之前，已经同意的是:应该关于薄板块铸造设备的设计和性能限定某些最小要求:
[0024]-新技术解决方案不应增大铸造车间的爆炸危险或者HES情形的恶化，
[0025]-铸造板块上的最大尺寸偏差在150mm铸造时应当在±2mm的范围内，
[0026]-铸造速度可以改变而仍然将尺寸偏差保持在上述限制范围内，
[0027]-与利用传统设备使用具有不同尺寸的不同模具来改变尺寸相比，改变板块的尺寸不应该带来额外的工作量，
[0028]-模具应该具有低至4m3/h/m水量(建议的开始水量)的连续的水喷射冷却，
[0029]-应该可以实现不使水泄漏到模具腔中。
[0030]设计标准和上述要求将发明人引导到一种用于薄板块的模具技术解决方案，该解决方案对于同一模具结合了弯曲和尺寸调节两者。挠性(flexible)模具原则之所以被发明是为了获得对几何形状的要求，而可调节模具原则之所以同时被选择是为了减小每个尺寸的铸造成本。
[0031]用于轧制的薄板块的最常见尺寸是基于600mm标准厚度，其宽度从1550到1850mm以50mm步幅级进地变化。还可以使用其它尺寸，例如1950-2200mm并以50mm的步幅级进。
[0032]图1和2示出如上所述的设备1，用于半连续直接冷铸(DC)铸造不同尺寸的薄板块或者厚平板，尤其是用于轧制，该轧制要求具有上述类型的矩形横截面的大板块。如图1和2所示的设备包含两个模具7，这两个模具在模具框架2内平行设置，每个模具7包括一对相面对的侧壁3和一对相面对的端壁4。所述各壁限定了模具腔5，模具腔5具有用于供应金属的向上打开的入口和设有起动器块6的面向下的出口，起动器块6与可移动支承件(图中未示出)相连并且在每个铸造顺序之前关闭面向下的开口。该设备进一步包括用于冷却金属的装置，该装置包含供水装置和沿着模具7的外围布置在壁3、4的下部中的喷水嘴8(未进一步示出)。
[0033]本发明的独特的并且创造性的特征是用于调节模具框架的一个或多个短端壁的装置与提供面向模具腔的长侧壁的弯曲的装置的结合，从而能够铸造具有不同尺寸的薄板