用于连续铸造的结晶器及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及任何类型和横截面的、用于连续铸造的结晶器，该结晶器可用于钢铁制造工业，以铸造钢坯、钢锭或其它类似产品。本发明也涉及其生产方法。
【背景技术】
[0002]已知有各种不同的用于连续铸造的结晶器，这些结晶器适合铸造钢坯、钢锭或其它钢铁产品，每个结晶器具有管状主体，该管状主体设有纵向通腔，该纵向通腔具有与待铸造的产品的截面对应的期望截面，例如，圆形、椭圆形或多边形，并且液体铸造金属适合在所述纵向通腔中穿过。多个通道通常在限定结晶器的管状主体并且厚度为几十毫米的壁上沿纵向制成，所述通道为冷却闭合回路的一部分，冷却液体，例如水，在该冷却闭合回路中循环。
[0003]申请人提交的申请号为UD2102A000192和UD2013A000013的意大利发明专利申请描述了用于连续铸造的结晶器的一些实施例和对应的生产方法，其内容通过引用结合于本文中。
[0004]文献EP-A-1.468.760中描述了用于连续铸造的结晶器的另外的实施例，并且该结晶器包括限定用于液态金属的铸造通道的第一管状主体，或内部管状主体，和与该第一管状主体的外部相连的第二管状主体，或外部管状主体。
[0005]特别地，在所述内部管状主体的与外部管状主体相接触的外接触面上设置有支撑肋和与该支撑肋相互交替的连接肋。
[0006]该支撑肋和连接肋朝外部凸出并且沿结晶器的轴向延长部分延伸。
[0007]该支撑肋的功能是保持外部管状主体与内部管状主体之间的距离，而连接肋插入外部管状主体的内表面上制成的附着基座中，限定固定接头式机械连接，使得内部管状主体能够从外部管状主体拆卸出来。
[0008]此外，该连接肋和支撑肋在内部管状主体和外部管状主体之间限定多个中空间隙，冷却流体在该中空间隙中流动。
[0009]由于该支撑肋对外部管状主体仅具有隔开功能并且不能保证相邻中空间隙之间的液压密封，在内部管状主体和外部管状主体之间的固定接头式机械连接不保证冷却流体在中空间隙中的液压密封。
[0010]该缺点与刚性及两个管状主体中的每一个管状主体的几何结构和尺寸公差相关联，并且与两个管状主体彼此不紧密连接相关联。
[0011 ]特别地，文献EP-A-1.468.760公开了内管状主体由金属材料，例如铜制成，而该外部管状主体由金属或非金属材料(例如，复合物，如层压碳)制成。
[0012]此外，已知传统的结晶器受到由于结晶器内部锥度变化(至少在弯月面区域周围)造成的一系列缺陷的影响。实际上，由于液钢和结晶器的壁之间的接触温度带来的热应力，主要在该弯月面区域存在朝外扩展的趋势。这会导致弯月面区域和上入口部之间的锥度减小，并使得结晶器下段总是相对于该弯月面区域具有比规范锥度更大的锥度。这导致由于运行条件改变和随之而来的钢表层与结晶器本身冷却壁之间的热传导变差引起的铸造产品质量的劣化。
[0013]因此，液钢从表层泄漏，也称为“突破”的可能性增加，随后缺乏热传导，引起表层粘附至结晶器的壁，称为“粘附”。
[0014]本发明的一个目的是铸造用于连续铸造的结晶器，并且冷却通道合并在壁中，该结晶器整体上增加了结构刚度而不增加其壁的厚度，以便保证提高铸造效率并提高从结晶器离开的产品的质量。
[0015]本发明的另外的目的是制造上述类型的用于连续铸造的结晶器，该结晶器构造简单，与此同时，相比已知的结晶器，成本下降(甚至是当该结晶器尺寸较大，例如，直径或宽度等于或超过800 _时)，使制造其管状主体的壁所需的金属，例如铜，的使用降至最小值。
[0016]本发明的目的也在于制造用于连续铸造的结晶器，该结晶器允许获得高质量的铸造金属产品，使规范锥度在热和冷时都基本保持不变。
[0017]本发明的另外的目的是制造上述类型的用于连续铸造的结晶器，该结晶器可以是易于使用的，而没有任何禁忌，与机械搅动器，也称为搅拌器，相连。
[0018]本发明的另外的目的是制造上述类型的用于连续铸造的结晶器，该结晶器是可靠的并且可以使用，而没有任何禁忌，并且具有最大的效率，甚至具有放射性杆，该放射性杆用于在铸造期间检测结晶器内侧的液钢的水平。
[0019]本发明的另外的目的是完善制造上述类型的用于连续铸造的结晶器的方法，该方法能够降低生产成本，而不降低结晶器本身的结构刚度、安全性、可靠性以及热和热-机械效率的特征。
[0020]本发明的另外的目的是完善允许轻易地并且用简单的工作步骤制造上述类型的用于连续铸造的结晶器的方法，该结晶器可以具有任何形状和截面，例如，圆形、椭圆形或多边形。
[0021]申请人已经设计、试验和实施了本发明以克服现有技术的缺点并获得这些和其它目的和优点。
【发明内容】
[0022]独立权利要求阐述并且表征了本发明，而从属权利要求描述了本发明的其它特征或主要发明构思的变体。
[0023]根据上述目的，根据本发明的用于连续铸造的结晶器包括管状主体，该管状主体具有至少一个壁，该至少一个壁限定纵向铸造通腔和多个纵向凹槽，该纵向凹槽至少在该至少一个壁的外表面的一部分上制成并且通向该至少一个壁的外部。
[0024]根据本发明的一个特征，包括一个或多个层叠的纤维材料层的覆盖式粘合剂不可移动地缠绕所述至少一个壁的外表面，从而在具有纵向凹槽的至少一个壁和覆盖式粘合剂之间产生不可分割的整体。
[0025]在此和下文的说明书和权利要求书中，覆盖式粘合剂的意思是包括彼此相邻的多条纤维以限定一条或多条带的材料，其中所述一条或多条带一旦处于合适的位置，会覆盖所述壁的外表面的至少一部分。
[0026]纤维层可用聚合物材料浸渍，一旦覆盖式粘合剂已缠绕所述壁的外表面，该聚合物材料聚合并且确定所述覆盖式粘合剂固定至所述壁并且不可移动地附着于所述壁。
[0027]这能够获得用于连续铸造的结晶器，由于外部覆盖式粘合剂为结晶器的壁所实现的加固结构，不管该结晶器是热的或冷的，其规范锥度都能保持不变。
[0028]实际上，沿大体上横切其纵向方向的方向紧密缠绕结晶器的覆盖式粘合剂限制了壁的变形和移动，保持内部锥度，同时允许由于热现象造成的纵向扩张，例如，在0至4mm之间。
[0029]根据本发明的第一形式的实施例，该覆盖式粘合剂与所述至少一个壁的外表面直接接触并且闭合所述纵向凹槽。从而获得对应的冷却通道，该冷却通道被配置成使合适冷却结晶器的管状主体的冷却流体，例如，水，在其内侧流动。
[0030]根据本发明的第二形式的实施例，作为第一形式的替代，该覆盖式粘合剂与用电解沉积技术制成的金属层直接接触;该金属层转而与所述至少一个壁的外表面接触并且闭合所述纵向凹槽以形成多个对应的冷却通道。
[0031]因此，与公开了使用电解沉积作为氧化现象的解决方案的EP-A-1.468.760中描述的技术方案不同，本发明描述电解沉积的使用，目的在于在结晶器的壁的外表面上产生密封的冷却通道。
[0032]这样，该覆盖式粘合剂使由该结晶器的至少一个壁和与其相连的金属构成的整体变硬。
[0033]根据本发明的第三形式的实施例，作为前两个的替代，其设置成纵向凹槽由至少一块板闭合，该至少一块板与所述至少一个壁的外表面相连以限定多个对应的冷却通道，冷却流体在该冷却通道内侧流动。
[0034]在该情况下，该覆盖式粘合剂与所述至少一块板直接接触，从而增强所述至少一块板和至少一个壁之间的连接并提高该连接的安全性。
[0035]根据本发明的第四形式的实施例，其设置成纵向凹槽由至少一薄层闭合，该至少一薄层由纤维增强聚合物材料，例如，纤维玻璃，制成，该至少一薄层与所述至少一个壁的外表面相连，以限定多个对应的冷却通道，冷却流体在该冷却通道内侧流动。在该情况下，所述覆盖式粘合剂与纤维增强聚合物材料的薄层直接接触，以便使由所述至少一个壁和纤维增强聚合物材料构成的整体变硬。
[0036]该覆盖式粘合剂可以缠绕所述壁，甚至在纵向方向，在压力最大的区域，例如弯月面区，限定可变的厚度。在覆盖式粘合剂的纵向方向中的厚度的变化甚至可以是几毫米。仅仅通过举例的方式，在非加厚区中，该覆盖式粘合剂的厚度在1_和8_之间。
[0037]在覆盖式粘合剂完全聚合后，围绕结晶器的纤维的可变厚度能够与外部容纳表面上的加工工具一起作用，从而获得用于容纳填料或剪断销的基座。
[0038]根据本发明制造用于连续铸造的结晶器的方法包括制造管状主体的步骤，该管状主体由金属制成，例如，更特别地由铜