专利名称：铸造带的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属带的铸造。它特别用于而不专用于含铁金属带的铸造。
背景技术：
公知的是，金属带是通过双辊铸造机中的条带连续铸造而铸成的。
熔融金属引入一对冷却的反向旋转的水平铸造辊之间，因此金属外皮在移动辊表面上固化并在二者之间的辊隙处聚集在一起，以生产从辊之间的辊隙向下传送的固化的条带产品。术语“辊隙”在此用于指各辊最靠近在一起的大致区域。熔融金属可从铸勺倾倒入较小的容器中或一系列较小容器中，从该处熔融金属流经位于辊隙之上的金属传送喷嘴，以便将熔融金属倒入辊之间的辊隙中，由此就恰好在辊隙之上形成支承在辊铸造表面上的熔融金属铸造熔池，并且沿着辊隙长度延伸。该铸造熔池通常限定在侧板或挡板之间，侧板或挡板保持与辊端表面的滑动配合，使得挡住铸造熔池的两端防止外流，尽管已经提出了另外的装置如电磁隔板。
尽管双辊铸造对于非含铁金属的应用已经取得了一些成功，其中非含铁金属在冷却时快速固化，但是在将该项技术应用于含铁金属的铸造过程中出现了一些问题，含铁金属具有高的固化温度和趋于产生由于在辊的冷却铸造表面处的不均匀固化而造成的缺陷。
条带缺陷，如严重的横向断裂可能导致条带撕裂及剪切，且如果在生产线上不能充分提供对有缺陷条带的有效处理措施的话，在连续铸造过程中导致工作彻底停止。铸造或条带处理设备的故障错误还可能要求铸造生产线的完全停止。
连续条带铸造操作的停止在生产率损失方面、设备损坏可能性方面以及对人员健康和安全事故以及作为条带断裂结果而发生的其它危害的增长方面是昂贵的。
本发明通过下述方法能够使停机减至最少，甚至在存在缺陷的条带改进或存在设备故障的情况下，在不需停止连续条带铸造操作的情况下，通过使有缺陷条带分流并切削，并在随后缺陷或设备故障方面的起因已经被纠正时拾取用于最终用途的条带而使停机减至最少。
发明内容
根据本发明提供了连续铸造及加工金属带的方法，该方法包括在一个或多个冷却的铸造表面上支承熔融金属熔池；移动冷却的一个或多个铸造表面，以产生远离铸造熔池移动的固化条带；沿着传输路径导引固化条带，将条带从铸造熔池带到卷绕工作站；将条带在卷绕工作站卷绕到卷盘上；操作条带切边装置，从而在卷绕工作站之前将条带切割成离散长度；将条带的切断的长度从卷绕工作站分流向到碎屑工作站；以及停止条带切边装置的操作，从而恢复连续条带向卷绕工作站的传送并将恢复后的连续条带传送至卷绕工作站的第二卷盘。
优选的是，碎屑箱位于碎屑工作站以接收条带的切断后的长度。
条带切边装置的操作和条带切断后长度向碎屑位置的分流可以响应条带中缺陷的观察或检测或用于条带铸造或加工中的设备的故障而触发。在该方面，术语“缺陷”可用于条带对于最终使用者或进一步加工的不理想性质或特性。这些缺陷可以通过操作者的视觉观察和/或通过检测仪器来观测或检测。
特别是，该方法可以包括当条带从所述传输路径通过时利用沿该路径定位的条带检测装置检测条带缺陷的步骤，以及响应来自条带缺陷检测装置检测到的缺陷指示而启动条带切边装置工作的步骤。
缺陷检测装置可操作来检测条带厚度的变化和/或条带中的表面缺陷。
缺陷检测装置可包括X射线仪和表面缺陷检测仪。
熔融金属的铸造熔池可通过熔融金属从浇口盘的流动而保持，浇口盘由多个铸勺的每一个交替地供给，而铸勺由回转架带到倾倒位置。
本发明还提供了用于连续铸造及处理金属带的装置，包括
一对大致水平的铸造辊，二者之间形成辊隙；金属传送装置，以将熔融金属输送到铸造辊之间的辊隙中而形成支承在辊上的熔融金属铸造熔池；冷却铸造辊的装置；以相互相对的方向旋转铸造辊以产生从辊隙向下传送的铸造带的装置；条带导引装置，将从辊隙向下传送的条带传送过将条带远离辊隙的传输路径；在卷绕工作站的一对卷盘，可选择地接收来自所述传输路径的条带；条带切边装置，其可操作以在卷绕工作站之前将条带切断成离散长度；以及条带分流装置，以将切断的条带长度从卷绕工作站分流到碎屑工作站。
该装置还可以包括沿所述传输路径设置、并可操作来检测条带中缺陷的条带缺陷检测装置，以及切边装置，其可以响应来自缺陷检测装置检测到的条带中的缺陷指示而工作。
在卷绕工作站处，可以有一对条带偏转板，它们可交替操作将条带分流到一个或另一个卷盘上，条带分流装置可以包括偏转台，以在偏转板设置在该模式下时导引切断的条带长度到碎屑工作站。
为了能更加全面地说明本发明，将针对附图详细说明一个特别优选的实施例，附图中图1说明了根据本发明构造并工作的条带铸造和滚轧装置；图2说明了条带铸造机的进一步的细节；图3说明了接收及输送从铸造机排出的条带的装置的一部分；以及图4说明了根据本发明构造并工作的改进的条带铸造和滚轧装置。
具体实施例方式
图1至3示出的铸造和滚轧装置包括总地用11标识的双辊铸造机，其生产铸造钢带12，钢带在运输路径10中通过，穿过导引台13到达挤压辊机架14。条带从挤压辊机架14出去之后马上就进入包括辊机架16的可选的热滚轧机15，在其中条带可被热滚轧而降低其厚度。接着条带，无论该条带是否被滚轧而到达偏转台17，在此它可在冷却工作站通过水喷射器18而强行冷却，接着通过包括一对挤压辊20A的挤压辊机架20，因此到达包括一对可转换卷盘85、86的卷绕工作站19。
双辊铸造机11包括主机架21，其支承一对具有铸造表面22A的平行铸造辊22。熔融金属在铸造操作过程中，从铸勺57提供到浇口盘23通过耐火套筒24到达分配器19A并由此通过金属传送喷嘴19B进入铸造辊22之间的辊隙27中。由此传送到辊隙27的熔融金属在辊隙之上形成熔池30，该熔池在辊端部由一对侧封闭挡板或板28限定，挡板或板由一对推进器(未示出)作用于辊的台阶端部，推进器包括连接到侧板支持器上的液压缸单元。熔池30的上表面(通常称作弯液面)可以升高到传送喷嘴下端之上，以至于传送喷嘴下端浸渍在该熔池之中。
铸造辊22是水冷却的，因此外皮在移动辊表面上固化并在两者之间的辊隙27聚集在一起，以产生凝固的条带12，该条带从辊之间的辊隙向下传送。
铸勺57支承在回转架60上，通过回转架铸勺57带到浇口盘23上方的适当位置以向其传送熔融金属。一旦铸勺57中的熔融金属已经倒下，则回转架将附近的空铸勺57移动到远离倾倒位置的备用位置，并同时将装载的替换铸勺57′从备用位置带到浇口盘23之上的位置，以备倾倒，由此对浇口盘基本连续提供熔融的金属。附近的空铸勺57在远处位置再次被充满并返回到备用位置。
在铸造操作开始时，随着铸造条件稳定下来，产生了较短长度的不完善条带。当确立了连续铸造之后，铸造辊移动稍微分开，然后再次聚集在一起，使得条带的该导引端以澳大利亚专利646981和美国专利5,287,912中所述方式断开，从而形成下述铸造带的整齐的头端。不完善材料落入位于铸造机11下方的碎屑箱33中，此时摇摆群板34摇摆跨过铸造机出口，以导引铸造带的整齐的端部到达导引台13之上，在此它被输入到挤压辊机架14，其中摇摆群板从枢轴35通常向下悬挂到铸造机出口的一侧。接着，群板34缩回到其悬挂位置，以允许条带12在铸造机下方在其进入导引台13之前悬挂成一环，在导引台13处它与一系列导引辊41配合。导引台包括一系列条带支承辊41，以在条带穿过挤压辊机架14和设置在支承辊之间的一系列台区42、43之前支承条带。辊41设置成阵列形式，该阵列从挤压辊机架14向铸造机向后延伸，从而接收并导引来自环36的条带。
双辊铸造机可以为迄今为止所描述的种类，或者可以为在授权的澳大利亚专利631728和637548以及授权的美国专利5,184,668、5,277,243或5,488,988中详细说明并描述的种类，这些专利的适当构造细节在此引用作为参考。
为了控制在热条带上形成磷皮，制造并组装一种装置，而形成单独一个极大规模的封闭罩，其总地用37标识，限定了密封空间38，在该空间中钢带12在遍及从铸造辊之间的辊隙到挤压辊机架14的入口辊隙39的传输路径上受到限制。
封闭罩37由大量分隔的壁段形成，它们以各种密封连接方式装配在一起而形成连续的封闭罩壁。
封闭罩37的功能和构造在澳大利亚专利704312中详细描述。
挤压辊机架14包括一对挤压辊50，该对挤压辊50抵抗由减速辊支架16施加的张力。因而，条带能够在其从铸造辊22向导引台13前进并进入挤压辊机架14时悬挂成环36。因此，挤压辊50在自由悬挂的环与生产线的受到张力的下游之间形成张力屏蔽。它们也趋于稳定条带在输入台上的位置并将条带输入到滚轧机16。
因而，条带通过穿过该对挤压辊50之间从封闭罩38排出而进入热滚轧机15。
离开滚轧机15之后，条带经过偏转台17并通过挤压辊架20到达卷绕工作站19，在此处条带可以交替地卷绕到两个卷盘85和86之上，两个卷盘可以选择性地转换以卷绕条带。还可设置附加可转换的卷盘。
为了能够根据本发明进行操作，在挤压辊20下游设置了切边机81、偏转板82、84、偏转台83和碎屑箱87。呈传统X射线仪88形式的条带缺陷检测装置在冷却水喷射器18之前位于偏转台17之上，而条带表面缺陷检测装置89位于喷射器18下游的机架17之上。X射线仪88可工作来监控条带厚度变化。表面缺陷检测装置可以是光学扫描仪或一组传感器，用于接收来自条带表面的可视或其它形式的辐射。
在正常生产中，偏转板82、84选择性地操作，以将条带偏转到选定的卷盘85或86上，使得条带重新导向，在一个卷盘已经充满时改变卷盘，从而允许有效连续地铸造和卷绕。
如果条带缺陷检测装置的任一个检测到条带质量恶化到仅适合于碎屑的程度，则切边机81可以工作将有缺陷的条带切割成离散长度，且偏转装置82、84工作，这样条带的切割长度沿偏转台83运行到达生产线端头的碎屑箱87。
有缺陷条带的切削连续进行，直到条带质量提高或铸造过程停止为止。用这种方式条带下游的切削利于铸造机的平稳连续操作。它消除了由倾倒熔融金属或将条带抛入铸造辊下方的碎屑箱中的任一种情况而停止铸造的要求。尽管该碎屑箱能够处理大量熔融金属和碎屑带，但也受尺寸限制。
条带下游的切削也取消了不适于预计用途的材料的卷绕。将所有材料不论性质的卷绕呈分散的卷盘，将需要额外的加工步骤以将不适合产品从适合产品中分离，并会由于最小可接受卷盘重量的限制而导致产品损耗。
条带下行段的切削还可用于在卷绕工作站变得满载或部分不能利用的情况下维持连续地铸造操作。这可能是由于偏装板、卷绕工作站或下游设备的完全或局部的故障所导致的。在该情形下，铸造操作将连续，同时设备故障被纠正。
如果条带缺陷的成因可被克服以调整条带质量或卷绕工作站随着铸造连续进行而变得可利用，则切边机81停止，而适当的偏转板82或84工作，将条带重新导向到备用卷盘85或86上。本发明的方法由此允许在生产运转的中途进行有缺陷条带的切削，并在缺陷已经被纠正时将条带重新导引到新的卷盘上，而不会打断连续铸造。因此，连续铸造可经过较长的生产班制(shift)，熔融金属的传送通过旋转的铸勺浇口盘系统而维持。
图4说明了一种变型，其中封闭罩37延伸以封闭滚轧机15，从而在条带离开封闭罩空间38之前滚轧条带。在该情形下，条带从封闭罩排出通过最后一个滚轧机支架16，其各辊还起到密封封闭罩的作用，因此不需要单独的密封挤压辊。
值得注意的是，尽管传统热条带滚轧操作和条带铸造机之间有相似之处，两者之间仍有显著不同之处。
传统热条带滚轧是半连续的，或者是分散的过程，其中单个板条滚轧而生成单个或多个卷盘。热条带滚轧过程可容易停止以纠正缺陷原因，并且一旦在成因消除之后就重新开始产品，存在产品的个别损耗。条带铸造机是完全连续的过程，其不能轻易停止及重新开始，并因此需要一种装置在不干扰工艺操作的情况下来移去连续条带的有缺陷部分。
传统热条带滚轧机在遍布生产线相当大的长度沿线上还具有大量分散工艺步骤。有缺陷产品的单件可以在中间步骤之后除去。条带铸造机是极短的生产线，对于在中间步骤之后在不严重打断工艺的情况下来除去产品存在有限的可能性。
装置的所述方法和形式已经仅仅以示例进行了描述并可具有相当大的变化。例如，本发明不局限于其应用于其中铸造带在生产线上用铸造机热轧的过程，还可以适用于仅在温度方面有所降低并在铸造之后卷绕的条带。该条带在铸造后可以例如经过偏转台，在偏转台上条带被强迫冷却到660℃量级的卷绕温度。
所述装置已经仅通过示例进行了展示，该装置可以有大量的变化。本发明的方法尽管存在条带质量缺陷或设备故障，也可实现条带的连续铸造。设备故障可发生在生产线沿线上任何一处，并可以例如包括卷盘失效或偏装板失效。
条带缺陷检测装置可以位于生产线沿线上的其它位置，例如在辊隙之下。当条带红热时，一些缺陷如弯液面标记和人字纹更容易观察。切削工作台可位于切边机之后的任一处，它不必位于生产线端部。实际上，条带可以转移到除了卷盘之外的任一处。因而，可以理解的是，本发明决不局限于所示的装置，而且许多变型可以落入所附权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种连续铸造及处理金属带的方法，包括在一个或多个冷却的铸造表面上支承熔融金属熔池；移动冷却的一个或多个铸造表面，以产生远离铸造熔池移动的固化条带；沿着传输路径导引固化条带，将条带远离铸造熔池带到卷绕工作站；将条带在卷绕工作站卷绕到卷盘上；操作条带切边装置，从而在卷绕工作站之前切断条带成离散长度；将条带的切断的长度从卷绕工作站分流到切削工作站；以及停止条带切边装置的操作，从而恢复连续条带到卷绕工作站的传送并将恢复后的连续条带传送至卷绕工作站的第二卷盘。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，碎屑箱位于碎屑工作站，用于接收切断长度的条带。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，条带切边装置的操作和切断后长度的条带的分流到碎屑工作站是响应条带中缺陷的观测或检测而触发的。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，条带切边装置的操作和切断后长度的条带的分流到碎屑工作站是响应在铸造或处理条带中所用的设备的故障而触发的。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，包括当条带在所述传输路径通过时利用沿该路径定位的条带检测装置检测条带缺陷的步骤，以及响应来自条带缺陷检测装置检测到的缺陷指示而触发条带切边装置工作的步骤。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，缺陷检测装置可操作以检测条带厚度的变化。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，缺陷检测装置可包括X射线仪。
8.如权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，缺陷检测装置可操作来检测条带中的表面缺陷。
9.如权利要求5至8任一项所述的方法，其特征在于，沿所述传输路径运行的条带通过冷却工作站，且条带在冷却工作站上游和下游由缺陷检测装置检验。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，条带在冷却工作站上游检验厚度缺陷，在冷却工作站下游检验表面缺陷。
11.如权利要求1至10任一项所述的方法，其特征在于，熔融金属的铸造熔池可通过熔融金属从浇口盘的流动而保持，浇口盘由多个铸勺中每一个交替地提供，而铸勺由回转架带到倾倒位置。
12.一种用于连续铸造及处理金属带的装置，包括一对大致水平的铸造辊，二者之间形成辊隙；金属传送装置，以将熔融金属输送到铸造辊之间的辊隙中而形成支承在辊上的熔融金属铸造熔池；冷却铸造辊的装置；以相互相对的方向旋转铸造辊以产生从辊隙向下传送的铸造带的装置；条带导引装置，将从辊隙向下传送的条带导引而通过传输路径，该传输路径将条带带离辊隙；在卷绕工作站的一对卷盘，可选择地接收来自所述传输路径的条带；条带切边装置，其可操作在卷绕工作站之前将条带切断成为离散长度；以及条带分流装置，将切断后的条带长度从卷绕工作站转到碎屑工作站。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，碎屑箱位于碎屑工作站，以接收条带的切断后的长度。
14.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于，在卷绕工作站处，可以有一对条带偏转板，其可交替操作将条带分流到一个或另一个卷盘上。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，条带分流装置可以包括偏转台，以在偏转板或卷盘不能操作时导引切断的条带长度到碎屑工作站。
16.如权利要求12至15任一项所述的装置，其特征在于，还可以包括沿所述传输路径设置在卷绕工作站之前、并可操作以检测条带中缺陷的条带缺陷检测装置。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，在缺陷检测装置和切边装置之间有操作连接，由此切边装置响应来自缺陷检测装置检测到的条带中的缺陷指示而可操作。
18.如权利要求16或17所述的装置，其特征在于，缺陷检测装置可操作来检测条带厚度的变化。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，缺陷检测装置可包括X射线仪
20.如权利要求16至19任一项所述的装置，其特征在于，缺陷检测装置可操作来检测条带中的表面缺陷。
全文摘要
双辊铸造机(11)产生了铸造钢带(12),该钢带在传输路径(10)通过挤压辊机架(14)和可选的热轧机(15)以及偏转台(17)到达卷绕工作站(19),该卷绕工作站具有一对可转换卷盘(85、86)。位于卷绕工作站前方的条带切边机(81)可操作将条带(12)切断成离散长度,该离散长度可通过设定偏转板(82、84)而分流,以允许切断的长度通过偏转台(83)到达碎屑箱(87)。在条带缺陷或设备故障时将条带切断并分流到碎屑箱,而不停止连续铸造;当问题被纠正时,将条带重新指向到卷绕工作站。
文档编号B22D11/14GK1358119SQ00807354
公开日2002年7月10日 申请日期2000年4月7日 优先权日1999年4月8日
发明者约翰·A·齐格拉, 加藤平二 申请人:卡斯特里普公司