专利名称:卧式连续铸锭结晶器的制作方法
本发明是关于卧式连续铸锭结晶器的，特别是用于钢的连续铸锭。这种结晶器有三个部分在浇入侧有一个由耐火材料构成的浇入口部分，这个部分与一个盛熔化金属的贮料容器密封连接;一个与浇入口部分对中心连接的而且是连续可通行的结晶器空腔，以及一个带有内冷装置的、主要由铜或铜合金构成的结晶器主壳体。
现在流行的卧式连续铸锭装置(US-PS3329200，FR-PS1 1522983和DE-PS2058051)在结晶器的浇入侧端部必须装有径向冷却表面。这种结构型式结晶器的缺点是铸坯必须从这个径向冷却表面拉出，而且在其长度方向上铸坯收缩的数量级只能允许它有最小的回返运动。这种径向冷却表面的另一个缺点是在铸坯上会发生带有类似锯齿形断面的壳层生长。而这种锯齿形的壳层生长则要求在铸坯拉出过程中，要安排一个间歇时间，以保证其最弱壳层截面的壳层充分生长。这种特别型式的拉出运动则要求有一个很复杂的拉出设备把铸坯拉出来。
为了避免这些缺点，人们就研究过不使用径向冷却表面的卧式连续铸锭结晶器。按照上面所述类型的一种没有那种径向冷却表面的卧式连铸结晶器，由专利号DE-OS2520091，已为人所共知。但是，由于没有径向冷却表面，这种类型的卧式连续铸锭结晶器在投入使用时，就不能保证在该卧式连续铸锭结晶器的纵向距离的某一确定位置上，特别是在浇入口部分，形在铸坯外壳。因为铸坯外壳的形成与许多参数有关，诸如，在贮料容器内熔化金属的温度、铸坯拉出速度、浇注的熔化金属的化学成分以及由于结晶器主壳体内部冷却的散热。
这样，这种已为人所共知的卧式连续铸锭结晶器就会发生这种情况，即可能过早地形成了铸坯外壳而且超过浇入口部分，因而在铸坯拉出时，可能会发生铸坯外壳断裂或断开。此外，还有这样的危险，即正好在浇入口部分和结晶器主壳体之间的径向延伸连接部位的范围内形成这个铸坯外壳。由此，这个连接部位便受到熔化金属的损害，或者熔化的金属可能会涌进这个连接部位处出现的裂缝中。这种情况就可能导致这个卧式连续铸锭结晶器破坏，或者同样也使铸坯外壳发生断开。
本发明力图避免这些缺点和困难，并提出这个课题，制作一个上述类型的卧式连续铸锭结晶器。在这个结晶器上，铸坯外壳始端被明确地确定在所希望的位置上。
对于这个题目，本发明是这样解决的在浇入口前部设置一个加热装置。在该加热装置与铸坯拉出方向上的浇入口部分一端之间，预先安置一个用于测定形成的铸坯外壳位置的设备，一般地是一台温度测量设备。
通过调节在浇入口前部的这个加热装置和在结晶器主壳体中的冷却装置，就可以在浇入口部分长度之内的一个横面上确定出铸坯外壳生长开始。这个用于识别铸坯外壳的设备可以控制铸坯外壳生长开始的位置。只要这个设备给出一个误差指示，当然也说明没有铸坯外壳形成，那么，在结晶器壁中冷却就加强，减少通过加热装置输给的热量。更重要的是，这种过程反复进行，一直到在外壳指示设备显示出这个外壳的存在为止。如果根据这个测定铸坯外壳位置的设备指示说明形成的外壳已经太大，那末，由此可知，在卧式连续铸锭结晶器的浇入侧，外壳生长开始就太过份了。这时，通过加热装置输给的热量就要加强。
按照一种优先的结构方式，浇入口部分在铸坯拉出方向上有一个轴套筒，它的壁厚要比浇入口前部的壁厚小。这个熟套筒被装在结晶器主壳体的前面一个已预先准备好的空隙中。这样，这个轴套筒的外表面在卧式连续铸锭结晶器的长度方向上被紧贴到环形空隙中。而测量温度的设备则被安排在这个轴套筒以内。在这里，在加热装置与温度测量设备之间预先考虑一个绝热体是很有利的。
为了能够特别精确地监视和确定铸坯外壳的形成，在浇入口前部的长度方向上按距离分布多个用于测定已形成铸坯外壳位置的设备是有利的。在此处，有目的地在浇入口前部的长度方向上分布排列好的加热装置部件，组成了可以单个地开或关的加热装置。
应用本发明的卧式连续铸锭结晶器，就可以使铸坯连续不断地从这个卧式连续铸锭结晶器中拉出来。在这里，借助于一个振动装置来驱动这个卧式连续铸锭结晶器。这样，那种至今一直流行的复杂的不连续工作的铸坯拉出设备就被取消了。
对于一个有振动的卧式连续铸锭结晶器，在浇入口前部，有计划地在其周围外侧设置一个滑移面，而且由一个在贮料容器处刚性固紧的管支座包围着。这样作的好处是，在分浇入口前部的滑移面相紧贴的相对滑移面上，管支座至少有一个环流沟槽，也至少有一个惰性气体导管通向这个滑移面。
这个环流沟槽有目的地用多孔的耐火材料来填充。
在后面，本发明应用一个有图的实施例来近似地作一说明。其中图1用简图表示出通过卧式连续铸锭结晶器的一个截面;图2表示出这个结晶器的散热或导热率，图3则用放大比例表示出图1的细节。
熔化的钢液3从盛钢桶1出来，通过浇注管2流入到贮料容器4中中，这个容器也叫布料器。这个贮料容器4带有一个在图上表表示出来的加热装置，并有一个绝热外罩5。在贮料容器4的垂直侧壁6处有一个熔化钢液3的流出口7。用一个法兰8把一个短的管支座9连接到这个流出口上。在法兰8和贮料容器4的垂直侧壁6之间装入密封填料10。
在管支座9中，轴向可移动地装入第一部分结晶器，构成了这个卧式连续铸锭结晶器的浇入口部分11。这个浇入口部分11有一个内径12，但比贮料容器4的流出口7的内径(13)小。
在管支座9和浇入口部分11的外壳表面14之间，设置有两个环流沟槽15。为了在内侧密封管支座9，这两个沟槽均用多孔的耐火材料16充填。惰性气体通过导管17流入到这两个沟槽15中。
浇入口部分11是由耐火材料构成的，不需要冷却，主要有两个整体相关部分18和19，也就是一个浇入口前部18和一个加长这个浇入口前部18的轴套筒19。这个轴套筒19具有与浇入口前部18相同的内径12，但是它的壁厚20却要比浇入口前部18的小。
在浇入口前部18中设有环流沟槽21，在这里装入加热装置22，例如一个用电加热的加热线图。在所表示的这个实施例中，在浇入口前部18的长度23上，连续布置了4个加热线圈。每个加热线圈与其它线圈都是分开进行开、关和调节的。
在轴套筒19中装入一个用于测定由熔化钢液构成的铸坯外壳24位置的设备。在所表示的这个实施例中则是一个温度测量探头25。在这个温度测量探头25和加热装置22之间设置了一个绝热体26。这个绝热体在距离上终止于浇入口部分11的内表面27，并且使温度测量探头受加热装置的影响，在很大程度上减少了。
在浇入口部分11连接着第二部分结晶器，也就是一个由铜或铜合金构成的结晶器主壳体28。这个壳体具有用于内冷的通道。这个结晶器主壳体28有一个用于容纳轴套筒19的环形间隙29。这样，在组装结晶器部分11和18时，便把轴套筒19在纵向方向伸出的外表面30紧贴地装到环形间隙29中。这个间隙29和轴套筒19的径向连接表面31、32就相互无有缝隙地紧贴在一起了。
这个结晶器主壳体28的内表面33具有与浇入口部分11的内表面27同样的直径。因此，由这两部分11和18便构成了一个连续的结晶器空腔34。
在结晶器主壳体28处，按照需要，还可以连接结晶器的其它部分。例如一个装有再冷却器35的内冷装置，其中之一表示在图1中。这些其它部分在延伸距离方向或者不在这个方向上连接到结晶器主壳体28上。
这个装置的功能如下所述借助于加热装置22，铸坯散热和温度是通过浇入口部分11的这种方式来调节的，在轴套筒19向浇入口前部18的过渡区域内，铸坯外壳24开始形成。借助于温度测量探头25，可以测定已形成铸坯外壳24的位置。因为在轴套筒19区域内的温度数值与这个轴套筒是否被铸坯外壳24盖住有关。
如果这个铸坯外壳形成开始范围36在向结晶器主壳体28方向移动，那么只要熔化的钢液3到达轴套筒19，温度测量探头25就会指示出温度较高。在这种情况下，结晶器主壳体28的冷却就得加强，而且浇入口部分11的加热，至少在这里相邻近的温度测量探头25上的加热线圈，就要减少或者断开。
反之，如果这个铸坯外壳形成开始范围36向着贮料容器4移动，那末，在温度测量探头25范围内的铸坯外壳24就变厚，而且发生温度下降，由温度测量探头25作出记录。在这种情况下，在浇入口部分11的加热就要加强，而且在必要时，同时减少结晶器主壳体28的冷却。
由图2明显看出，浇入口部分11表现出较低的导热能力，而结晶器主壳体28却有较高的导热能力。与此相应的是，在浇入口部分11的范围内，铸坯热量的散发也很小，只有在相对薄壁的轴套筒19的范围内散热才很快上升，这个上升37则表示铸坯外壳24形成开始。应用在浇入口部分11安装的加热装置，可使这种散热上升37在卧式连续铸锭结晶器的纵轴方向上变得缓和。
应用本发明的卧式连续铸锭结晶器因此就可以确定出这个铸坯外壳形成开始的范围36。这样，在轴套筒19和结晶器主壳体28之间的径向相邻表面31、32就不会同熔化钢液3相接触，而且面对贮料容器4的流出口7的浇入口前部18的径向表面38也绝不会被铸坯外壳复盖。
本发明并不局限于附图中所表示的那个实施例，而是可以在各个不同方面进行修改。例如，可以通过浇入口前部18的长度23设置许多装置来测定已形成的铸坯外壳24的位置，也可能有其它装置代替在实施例图中所表示的温度测量探头25，以测定已形成的铸坯外壳24的位置。例如可设置电阻应变片，或者超声波发射和接收器。
浇入口前部的加热装置也可以由一个设置在浇入口部分11中的螺旋形加热线圈构成。本发明还能够适用于结晶器空腔34的各种不同设计截面形式。
权利要求
1.卧式连续铸锭结晶器，特别是对于钢的连续铸锭的这种结晶器的浇入侧带有一个由耐火材料构成的浇入口部分(11)，这个部分与盛熔化金属(3)的贮料容器(4)密封连接；一个与浇入口部分(11)对中心连接而且是连续通行的结晶器空腔(34)；还有一个带内冷装置的、主要由铜或铜合金构成的结晶器主壳体(28)；其特征是备有一个加热装置(22)的浇入口前部(18)，在这个加热装置(22)和在铸坯拉出方向上的浇入口部分(11)一端之间设置了一个测定已形成的铸坯外壳(24)位置的设备(25)，主要是一个温度测量设备。
2.按照权项1所述的装置，其浇入口部分(11)有一个在铸坯拉出方向上的轴套筒(19)。这个轴套筒的壁厚(20)小于浇入口部分(11)的前部(18)的壁厚。这个轴套筒(19)是被装入在结晶器主壳体(28)前部预先备好的间隙(29)中。在此，轴套筒(19)的外表面(30)与卧式连续铸锭结晶器的纵向环形间隙(29)相贴紧。其特征是在这个轴套筒(19)以内，布置了温度测量设备(25)。
3.按照权项1或2所述的装置，其特征是在加热装置(22)和温度测量设备(25)之间设置了一个绝热体(26)。
4.按照权项1至3所述的装置，其特征是在浇入口前部(18)的长度(23)上，按距离分配布置了若干设备(25)，用于测定已形成的铸坯外壳(24)的位置。
5.按照权项1-4所述的装置，其特征是加热装置(22)由一些在浇入口前部(18)的长度(23)上布置的单独进行开或关的加热装置部件组成。
6.按照权项1-5所述的装置，其特征是借助于一个振动设备来驱动。
7.按照权项6所述的装置，其特征是浇入口前部(18)的周围外侧，有一个滑动表面，并由一个与贮料容器(4)刚性固紧的管支座(9)包围。
8.按照权项7所述的装置，其特征是在管支座与浇入口前部(18)的滑动表面相贴的相对滑移面上，至少有一个环流构槽(15)，也至少有一个惰性气体导管(17)通到这个滑移面。
9.按照权项8所述的装置，其特征是环流沟槽(15)用多孔的耐火材料(16)来填充。
专利摘要
一个卧式连续铸锭结晶器，特别是应用于钢的连续铸锭，具有一个在浇入侧由耐火材料构成的浇入口部分(11)。这个部分与盛熔化金属(3)的贮料容器(4)密封连接。还有一个与浇入口部分(11)同心连接的而且连续通行的结晶器空腔(34)，以及一个带有内冷装置的、主要由铜或铜合金构成的结晶器主壳体(28)。
文档编号B22D11/00GK85101308SQ85101308
公开日1987年1月10日 申请日期1985年4月1日
发明者根特·霍莱斯, 霍斯特·维申格 申请人:福斯特-阿尔品公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan