冷却设备和用于连铸机的设置有该冷却设备的片段的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种冷却设备和用于连铸机的设置有该冷却设备的片段，其中，所述冷却设备包括：驱动装置，用于供应旋转力；冷却水喷射单元，分别设置在驱动装置的两侧上，并具有用于喷射冷却水的至少一个喷嘴；运动装置，分别设置在驱动装置与冷却水喷射单元之间以使冷却水喷射单元中的每个对称地运动，在连铸期间根据板坯的宽度变化而有效地冷却板坯。
【专利说明】冷却设备和用于连铸机的设置有该冷却设备的片段
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段，更具体地，涉及能够在执行连续铸造时响应于铸坯的宽度变化而有效地冷却铸坯的冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段。
【背景技术】
[0002]通常，在连铸工艺中，钢液连续地浇注到具有预定形状的结晶器中，然后从结晶器中向下连续地拉拔在结晶器中半凝固的铸坯，以制造具有多种形状的半成品，例如，板坯、大方坯和小方坯。
[0003]现在将参照图1描述常规连铸设备和设置在连铸机中的片段(segment)的示意性构造，其中，在常规连铸设备中执行上述的连铸工艺。
[0004]常规连铸机包括:钢包10，通过钢制造工艺精炼的钢液容纳在钢包10中；中间包20，通过连接到钢包10的注射喷嘴接收钢液以临时地储存钢液；结晶器30，接收临时地储存在中间包20中的钢液，以使接收的钢液以预定形状开始凝固；冷却线40，设置在结晶器30之下，使得多个片段50依次布置在冷却线40上，以在非凝固的铸坯S上执行冷却工艺的同时执行一系列的成型操作。这里，片段50中的每个包括多个连接杆(未示出)，以使彼此竖直地分开地上框架和下框架彼此竖直地连接，使得分别设置在上框架和下框架中的多个辊子被布置为彼此面对；多个液压缸55，使用连接杆作为活塞以调节上框架51与下框架53之间的距离，从而向铸坯S施加轧制力；冷却设备(未示出)，设置在上框架51和下框架53中以冷却铸坯S。
[0005]经过结晶器30的铸坯S可在穿过上框架51与下框架53之间的空间的同时被多个辊子52和54挤压并可以以预定的形状成型。这里，冷却设备可将冷却液喷射到穿过上框架51与下框架53之间的空间的铸坯S上以冷却铸坯S。不管铸坯S的宽度如何变化(铸坯S如何从窄的宽度变化到宽的宽度)，冷却设备都必须保持在相同的冷却性能水平，以响应于铸坯S的宽度变化。因此，为了满足上述的需求，如图2所示，多个喷嘴56a和56b沿着铸坯S的宽度方向布置，以在根据铸坯S的宽度打开/关闭一部分喷嘴(例如，设置在铸坯S边缘上的喷嘴56b)的同时冷却铸坯S。然而，在上述的方法中，因为喷嘴的数量增加，所以可使诸如管路的装备的设计复杂化，因此，冷却设备难以维护。因此，提出了一种在具有宽的喷射角度的喷嘴沿着铸坯的宽度运动的同时喷射冷却液的方法。然而，在这种方法中，因为用于使喷嘴运动的驱动单元设置成接近铸坯S，所以由于由铸坯S所产生的热和由冷却液所产生的湿气而导致驱动单元受到损坏或频繁地发生故障。
[0006]因此，为了抑制由于热和湿气而导致的损坏，提出了一种将驱动单元设置在片段的外侧的方法。然而，在这种方法中，因为喷嘴与驱动单元之间的距离增大，所以可能难以精确地控制喷嘴的运动。另外，因为喷嘴的长度增大，所以由于冷却液的压力而可导致喷嘴振动并容易被损坏。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]本发明提供一种能够响应于铸坯的宽度变化而容易地调节冷却液所喷射到的区域的冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段。
[0009]本发明提供一种精确地且稳定地可控制的冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段。
[0010]本发明提供一种具有改进的耐用性的冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段。
[0011]本发明提供一种具有提高的工艺效率和生产率的冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段。
[0012]技术方案
[0013]根据本发明的实施例的冷却设备，包括:驱动单元，提供旋转力；冷却液喷射单元，分别设置在驱动单元的两侧上，冷却液喷射单元中的每个均具有至少一个喷嘴，冷却液通过所述至少一个喷嘴被喷射；运动单元，设置在驱动单元与冷却液喷射单元之间以使冷却液喷射单元对称地运动。
[0014]冷却液喷射单元可包括:头部，在头部中限定有流道；多个喷嘴，在头部上彼此分开并与流道连通。
[0015]运动单元可使冷却液喷射单元沿竖直方向和水平方向运动，并可包括:旋转轴，连接到驱动单元；杆，杆的一侧连接到冷却液喷射单元，杆倾斜地设置；运动转换单元，设置在旋转轴与杆之间，以将旋转轴的旋转运动转换成线性运动，从而使杆线性地运动。
[0016]旋转轴和运动转换单元可构成蜗轮传动，并且运动转换单元和杆可构成齿条传动。
[0017]运动单元可被容纳在壳体中并可固定到驱动单元和冷却液喷射单元。
[0018]在杆的另一侧上可设置具有内部空间的中空导向构件以允许杆运动通过导向构件，其中，导向构件固定到壳体。
[0019]驱动单元可包括伺服电机。
[0020]根据本发明的实施例的用于连铸机的片段，包括:上框架和下框架，彼此竖直地分开；多个辊子，分别设置在上框架和下框架中，所述多个辊子沿着铸坯的宽度方向布置；冷却设备，在所述多个辊子之间喷射冷却液；驱动单元，设置在上框架和下框架中的每个的上中部；冷却液喷射单元，分别设置在驱动单元的两侧上，冷却液喷射单元中的每个均具有至少一个喷嘴，冷却液通过所述至少一个喷嘴被喷射；运动单元，设置在驱动单元与冷却液喷射单元之间以使冷却液喷射单元对称地运动。
[0021]在冷却液喷射单元中限定有流道，所述冷却液喷射单元可包括:头部，沿着铸坯的纵向设置；多个喷嘴，在头部上彼此分开并与流道连通。
[0022]运动单元可使冷却液喷射单元沿着铸坯的宽度方向和竖直方向往复运动。
[0023]运动单元可包括:旋转轴，连接到驱动单元；杆，杆的一侧连接到冷却液喷射单元，杆朝向片段的内侧倾斜地设置；运动转换单元，设置在旋转轴与杆之间，以将旋转轴的旋转运动转换成线性运动，从而使杆倾斜地运动。
[0024]驱动单元可包括伺服电机。
[0025]有益效果
[0026]根据本发明的实施例的冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段可响应于连续铸造的钢带的宽度变化而容易地控制冷却液所喷射到的区域。另外，根据本发明的实施例，冷却液所喷射到的区域可通过使用一个驱动单元而被控制为两边对称地分布。另夕卜，可减小设备尺寸并提高可维护性，以提高工艺效率和生产率并降低制造成本和维护成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是示出了常规连铸机的构造和片段的视图。
[0028]图2是示出了设置在图1的片段中的冷却设备在使用时的示例的视图。
[0029]图3是示出了根据本发明的实施例的用于连铸机的片段的结构的视图。
[0030]图4是图3的冷却设备的透视图。
[0031 ] 图5是图4的冷却设备的正视图。
[0032]图6和图7是示出了根据本发明的实施例的冷却设备在使用时的状态的视图。
【具体实施方式】
[0033]现在将在下文中参照附图更充分地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应该被理解为局限于在此所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开将是彻底的和完整的，并将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。
[0034]以下，将参照附图描述本发明的优选实施例。
[0035]在解释根据本发明的实施例的导向辊的结构之前，将描述常规连铸机的结构。
[0036]图3是示出了根据本发明的实施例的用于连铸机的片段的结构的视图，图4和图5是图3的冷却设备的透视图和正视图。
[0037]参照图3，片段包括上辊子结合体和下辊子结合体。片段包括:上框架100和下框架102，彼此竖直地分开；多个桁架板110，分别设置在上框架100和下框架102中，以支撑沿着铸坯S的宽度方向设置的多个辊子；冷却设备，在多个辊子120和122之间喷射冷却液。另外，片段包括:连接杆140，在上框架100与下框架102分开的情况下，上框架100和下框架102通过连接杆140彼此竖直地连接；液压缸130，调节上框架100与下框架102之间的距离以向铸坯S施加压力。
[0038]冷却设备可设置在上框架100和下框架102中的每个的上中部处，即，设置在桁架板I1中的每个上，以将冷却液喷射到在上框架100与下框架102之间传递的铸坯S上。
[0039]参照图4和图5，冷却设备包括:驱动单元210，向桁架板110中的每个提供旋转力；第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’，设置在驱动单元210的两侧上，并且第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’中的每个均包括至少一个喷嘴224，冷却液通过喷嘴224喷射；第一运动单元和第二运动单元，分别使第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’连接到驱动单元210，以使第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’沿着斜线方向往复运动；控制单元，控制驱动单元210的操作。
[0040]冷却液注入孔可被限定在第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’中的每个中，冷却液通过冷却液注入孔来供应。第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’中的每个均包括:头部222，具有冷却液流经的流道；多个喷嘴224，与流道连通并被设置为在头部222上沿着铸坯S的纵向彼此分开。所述多个喷嘴224可连接到头部，以在片段中沿着铸坯S的纵向喷射冷却液。另外，在所述多个喷嘴224中，设置在上框架100中的喷嘴224可向下延伸以向下喷射冷却液，并且设置在下框架102中的喷嘴224可向上延伸以向上喷射冷却液。因此，所述多个喷嘴224可将冷却液喷射到穿过上框架100与下框架102之间的铸坯S上。这里，喷嘴224中的每个可具有狭缝形状，使得在铸坯S的宽度方向上限定冷却液所喷射到的区域。这样地，因为所述多个喷嘴224与在头部222中限定的流道连通，所以诸如用于供应冷却液的管路的装备在与传统的结构(在该结构中冷却液供应到所述多个喷嘴224中的每个中)比较时可简单地设计。
[0041]诸如DC电机、步进电机和AC伺服电机的多种电机可用作驱动单元210，这些电机能够使旋转轴232中的每个旋转。具体地，当AC伺服电机用作驱动单元210时,驱动单元210可精细地调节转速，因此，冷却液喷射单元220和220’的运动距离可被精确地控制。根据本发明，精细地调节转速的一个驱动单元210可用于控制所述一对冷却液喷射单元220和220’中的每个的运动距离，所述一对冷却液喷射单元220和220’对称地连接到驱动单元210。因此，所述一对冷却液喷射单元220和220’可通过所述一个驱动单元210而对称地运动相同的距离。另外，因为驱动单元210被设置在片段中，所以可减小用于将冷却液供应到冷却液喷射单元220和220’中的管路的长度。因此，可简化该装备的设计，并且可减小驱动单元210所安装的空间的体积。
[0042]第一运动单元和第二运动单元中的每个均包括:旋转轴232，连接到驱动单元210 ;杆236，连接到头部；运动转换单元，设置在旋转轴232与杆236之间。第一运动单元230和第二运动单元230容纳在具有内部空间的壳体240中，并固定到驱动单元210以及第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’。
[0043]旋转轴232可水平地连接到驱动单元210。螺旋部可沿着旋转轴232的外周表面形成。这里，螺旋部可沿着彼此相反的方向形成在连接到驱动单元210的旋转轴上，以使第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’对称地运动。即，因为第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’通过使用一个驱动单元210来驱动，所以螺旋部可沿着相反的方向形成在连接到驱动单元210的旋转轴232上，以使沿着彼此相反的方向设置的第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’对称地运动。
[0044]杆236可沿着竖直方向设置在与旋转轴232相同的线上并且杆236的一侧连接到头部222。另外，杆236可设置为使得杆236的另一侧在杆236连接到头部的状态下朝向片段的中部倾斜。多个杆236可连接到头部以充分地支撑冷却液喷射单元220和220’。锯齿可沿着纵向形成在杆236的外周表面上。
[0045]运动转换单元可具有环形形状。运动转换单元包括:轮234，在其外周表面上具有与旋转轴232的螺旋部和杆236的锯齿接合的锯齿；轴234，用作旋转轴。运动转换单元可将旋转轴232的旋转运动转换为线性运动，以将线性运动传递到杆236。因此，杆236可通过使用由驱动单元210供应的旋转力而线性地运动。这里，轴234可与旋转轴232垂直地布置并可旋转地固定到壳体240的内侧。
[0046]这里，因为旋转轴232用作蜗杆，并且运动转换单元用作蜗轮，所以蜗轮传动可由旋转轴232和运动转换单元构成。运动转换单元和杆236可构成齿条传动。通过蜗轮传动和齿条传动的组合，杆236可沿着斜线方向线性地运动以使第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’沿着铸坯S的宽度方向和竖直方向往复运动。
[0047]另外，形成在旋转轴232上的螺旋部以及形成在杆236和运动转换单元中的每个上的锯齿可形成为使得第一冷却液喷射单元220和第二冷却液喷射单元220’通过使用由驱动单元210供应的旋转力而运动相同的距离。
[0048]可伸长和可缩短的保护构件237可设置在杆236的从壳体240中暴露的那一侧的外周表面上。保护构件237可固定到壳体240。保护构件237可根据杆236的运动而伸长和缩短，并可防止杆236由于高温热和湿气而受到损坏。另外，保护构件237可缓和在杆236运动时所产生的震动，以防止冷却液喷射单元220和220’与杆236之间的连接部受到损坏。另外，导向构件238设置在杆236的另一侧上。导向构件238可具有一侧打开的中空圆筒形状。杆236可在导向构件238中往复运动。导向构件238可根据杆236的布置而朝向片段的中部倾斜地设置并可固定到壳体240。
[0049]图6和图7是示出了根据本发明的实施例的冷却设备在使用时的状态的视图。以下，将描述冷却设备安装在上辊子结合体中的结构。当冷却设备安装在下辊子结合体中时，即使上冷却设备和下冷却设备可沿着彼此相反的方向上升或下降，上冷却设备和下冷却设备也可具有相同的驱动原理。
[0050]首先，将描述通过连铸工艺制造具有较小宽度的铸坯S (例如，铸坯S的宽度约为200mm)的情况。
[0051]参照图6，当驱动单元210在控制单元的控制之下操作时，连接到驱动单元210的旋转轴232沿着一个方向旋转。因此，与旋转轴232接合的运动转换单元旋转，并且与运动转换单元接合的杆236通过运动转换单元的旋转而朝着导向构件238运动。因此，连接到杆236的冷却液喷射单元220和220’可朝向片段的内侧倾斜地运动以朝向铸坯S下降。这里，分别连接到驱动单元210的两侧的冷却液喷射单元220和220’可对称地运动相同的距离。可减小构成冷却液喷射单元220和220’的喷嘴224和224’与铸坯S的表面之间的距离。另外，可减小冷却液通过喷嘴224和224’所喷射到的区域。
[0052]当通过连铸工艺制造具有较大宽度的铸坯S (例如，铸坯S的宽度约为700_)时，铸坯S可通过将用于冷却具有相对小的宽度的铸坯S的工艺颠倒所得到的工艺来冷却。
[0053]参照图7，驱动单元210通过控制单元的控制而操作，以使连接到驱动单元210的旋转轴232沿着与在制造具有较小宽度的铸坯S时旋转轴232的旋转方向相反的方向旋转。因此，与旋转轴232接合的运动转换单元沿着与旋转轴232的旋转方向相对应的方向旋转，并且与运动转换单元接合的杆236通过运动转换单元的旋转而运动到导向构件238的外侧。因此，连接到杆236的冷却液喷射单元220和220’可朝向片段的外侧倾斜地运动以从铸坯S的表面上升。因此，可增大构成冷却液喷射单元220和220’的喷嘴224和224’与铸坯S的表面之间的距离。另外，可增大冷却液通过喷嘴224和224’所喷射到的区域。
[0054]虽然针对于设置在构成连铸机的片段中的冷却设备描述了根据本发明的实施例的冷却设备，但是冷却设备的技术理念并不限于此。
[0055]如上所述，虽然参照具体实施例描述了冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段，但是冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段并不限于此。因此，本领域技术人员将容易理解的是，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种变型和改变。
[0056]产业上的可利用性
[0057]根据本发明的实施例的冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段可响应于连续铸造的铸坯的宽度变化而使用一个驱动单元容易地控制冷却液所喷射到的区域。因此，当与现有技术的具有冷却设备和片段的装备的尺寸相比，可显著地降低具有冷却设备和片段的装备的尺寸，以提高可维护性、工艺效率和生产率。因此，冷却设备和用于连铸机的具有该冷却设备的片段可提高产业上的可利用性。
【权利要求】
1.一种冷却设备，包括: 驱动单元，提供旋转力； 冷却液喷射单元，分别设置在驱动单元的两侧上，冷却液喷射单元中的每个均具有至少一个喷嘴，冷却液通过所述至少一个喷嘴被喷射； 运动单元，设置在驱动单元与冷却液喷射单元之间以使冷却液喷射单元对称地运动。
2.根据权利要求1所述的冷却设备，其中，冷却液喷射单元包括: 头部，在头部中限定有流道； 多个喷嘴，在头部上彼此分开并与流道连通。
3.根据权利要求1所述的冷却设备，其中，运动单元使冷却液喷射单元沿竖直方向和水平方向运动。
4.根据权利要求1或3所述的冷却设备，其中，运动单元包括: 旋转轴，连接到驱动单元； 杆，杆的一侧连接到冷却液喷射单元，杆倾斜地设置； 运动转换单元，设置在旋转轴与杆之间，以将旋转轴的旋转运动转换成线性运动，从而使杆线性地运动。
5.根据权利要求4所述的冷却设备，其中，旋转轴和运动转换单元构成蜗轮传动，并且运动转换单元和杆构成齿条传动。
6.根据权利要求4所述的冷却设备，其中，运动单元被容纳在壳体中并固定到驱动单元和冷却液喷射单元。
7.根据权利要求4所述的冷却设备，其中，在杆的另一侧上设置具有内部空间的中空导向构件以允许杆运动通过导向构件， 其中，导向构件固定到壳体。
8.根据权利要求1或3所述的冷却设备，其中，驱动单元包括伺服电机。
9.一种用于连铸机的片段，所述片段包括: 上框架和下框架，彼此竖直地分开； 多个辊子，分别设置在上框架和下框架中，所述多个辊子沿着铸坯的宽度方向布置； 冷却设备，在所述多个辊子之间喷射冷却液； 驱动单元，设置在上框架和下框架中的每个的上中部； 冷却液喷射单元，分别设置在驱动单元的两侧上，冷却液喷射单元中的每个均具有至少一个喷嘴，冷却液通过所述至少一个喷嘴被喷射； 运动单元，设置在驱动单元与冷却液喷射单元之间以使冷却液喷射单元对称地运动。
10.根据权利要求9所述的片段，其中，在冷却液喷射单元中限定有流道，所述冷却液喷射单元包括: 头部，沿着铸坯的纵向设置； 多个喷嘴，在头部上彼此分开并与流道连通。
11.根据权利要求9所述的片段，其中，运动单元使冷却液喷射单元沿着铸坯的宽度方向和竖直方向往复运动。
12.根据权利要求9或11所述的片段，其中，运动单元包括: 旋转轴，连接到驱动单元； 杆，杆的一侧连接到冷却液喷射单元，杆朝向片段的内侧倾斜地设置； 运动转换单元，设置在旋转轴与杆之间，以将旋转轴的旋转运动转换成线性运动，从而使杆倾斜地运动。
13.根据权利要求9所述的片段，其中，驱动单元包括伺服电机。
【文档编号】B22D11/124GK104245186SQ201280072516
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年4月20日
【发明者】河泰宗, 李相民, 金光模 申请人:Posco公司