专利名称：水平连续铸造设备用可调结晶器的制作方法
技术领域：
本发明涉及为了连续铸造钢等金属，使所供给的熔融金属(称做金属熔液)冷却、凝固成铸坯的结晶器，尤其是涉及能够均匀冷却铸坯的水平连续铸设备的可调结晶器。
连续铸造是将贮留在中间罐(盛熔融金属)中的钢等熔融金属供给结晶器，熔融金属在结晶器中被冷却，至少外部形成凝固铸坯，然后用设置在结晶器下流侧的拉引装置将铸坯连续拉出来进行的。在这种连续铸造中使用的铸型(结晶器)，通常将结晶器制成管状，借助冷却(多为水冷)其外壁，使供给结晶器中空部分的熔融金属凝固成铸坯。结晶器按照所希望的铸坯断面形状、尺寸由具有中空部分的导热性良好的材料构成。结晶器外侧装有冷却水套，以构成沿结晶器外壁流通的冷却水。从而，熔融金属的热量被冷却水导走而冷却、凝固成铸坯。象这样进行的连续铸造的铸造方向(结晶器轴(纵向)方向)不局限于垂直方向，有时设置成水平或倾斜方向，结晶器的中空部分断面也有矩形、多角形、圆形等多种。
按照这种结晶器的形态分类，以下分为所述的两种类型。
(a)整体形成管状体的结晶器为了得到小断面铸坯(钢坯)，以整体的圆管或角管作为铸型，称做所谓管式结晶器。为了得到大断面的矩形铸坯(扁坯和大型钢坯)，将沿铸造方向分割的数个铸型器部件紧密组合成管状体，将这种铸型称做所谓组合式结晶器。但是，这些结晶器都有连续闭合断面的中空部分内壁，中空部分的断面尺寸在铸造中作为不变化的固定铸型使用。在此铸坯凝固，随着冷却而收缩，断面尺寸变小。
在这样整体形成的管状体的结晶器中，为了保持铸型与铸坯接触，铸型内壁形成合适的锥度，使其下流侧成为小尺寸。然而，铸坯的收缩率因铸造金属种类、浇注温度、铸造拉坯速度等多种因素而异。由于这种原因，仅仅在铸型内壁形成锥度，难以保持铸型内壁与铸坯表面均匀接触。
因此，作为消除这个缺点的措施是缩短固定铸型，往往在其下流侧设置下面所说的可调铸型(可调结晶器)。
(b)用相互分离独立的数个铸型部件形成管状体的结晶器是将相互分离独立的、在铸造断面半径方向可移动的若干个部件配置成管状的结晶器。这称做所谓可调结晶器，其中空部分的断面尺寸在铸造中作为可调铸型使用。这种可调结晶器的各部件在铸造断面圆周方向不紧密地有间隔配置，借助弹簧和液压缸等来压到铸坯表面上。而且，为了能够进行这样的移动，在可调结晶器的各部件间形成间隙。再者，这些部件设置在熔融金属表面形成合适凝固层后的位置，亦即固定铸型的下流侧。
如上所述，铸坯伴随冷却和凝固而收缩。但是，如使用这种可调结晶器，由于各铸型部件压在铸坯表面上，铸型与铸坯表面接触良好，与固定铸型相比，铸坯能够更均匀地冷却。
特公昭61-32104号公报(以下称做“现有技术”)公开了以这些固定铸型与可调铸型作为组合铸型。这种现有技术，如图13和图14所示那样，包括第1铸型部分241(这相当于固定铸型)和在第1铸型部分的下流侧配置的第2铸型部分242和243(这相当于可调铸型)，第2铸型部分有在各自的铸造断面圆周方向4分割的壁部分244(这相当于冷却板)。该壁部分244借助在平行于铸造方向设置的调整装置245(例如由双动式液压缸构成)能够形成沿铸造断面半径方向移动。而且，调整装置245，利用将相对铸造方向平行的调整装置245的运动方向转换成大致相对于铸造方向的直角方向(相当于铸造半径方向)的直角杠杆246连接壁部分244的入口部247和出口部248。
然而，用象这样的现有技术的连续铸造铸型进行连续铸造时有如下缺点。即因铸坯进行偏冷却，容易产生铸坯变形和开裂，直角杠杆机构的动作没有充分可靠性。
1)铸坯的变形和开裂的发生①根据周密计算和实验，每次铸造金属前，预先规定在固定铸型的中空部分设计的锥度。如果铸造的锥度值大于铸坯的收缩量，就不能平滑地拉出铸坯。相反，如果锥度值小，因铸坯与铸型间形成的间隙妨碍热传递，不能进行铸坯冷却。
可是，实际进行连续铸造时，铸坯按铸型锥度进行收缩是很少见的。总之，因为铸坯的收缩率随铸造速度和熔融金属温度而变化，即使铸造金属种类或者成分相同，收缩率也随铸造过程或者铸造中经过的时间而变化。其结果是，铸坯伴随冷却并凝固的进行很少发生与原来断面相似的收缩，在大多数情况下，铸坯的圆形断面变成椭圆，或者矩形断面变成近似菱形。
如上所述，在铸坯表面与铸型间形成间隙就妨碍热转移。因此，如上所述，铸坯变形使其与铸型接触不均匀，接触部分与有间隙部分的冷却就产生极大差别。由于产生冷却强度的这种分布，铸坯收缩与其说助长上述变形，莫如说直至铸坯拉出时更加进行偏冷却和变形。其结果是在铸坯内部形成不均匀的或非对称的凝固组织，或者产生裂纹。
使铸型部件压紧在铸坯表面上的可调结晶器是将固定铸型缩短而接在其下流，从而可以使这样的铸坯不发生偏冷却和变形。然而，按照现有技术的连续铸造铸型，由于在铸造断面半径方向的可调结晶器的压紧力不能进行控制，压在铸坯上的结晶器壁部244(冷却板)容易一端接触强度低的部分，也就是熔融金属表面凝固层薄的铸坯部分(靠近固定铸型部分)。其结果是容易发生铸坯变形或者破裂。
而且，在这种情况下，由于第1铸型部分241(固定铸型)的长度较短，在第1铸型部分241中被冷却而形成的铸坯表面的凝固层厚度就薄，如上所述，在可调结晶器入口处的铸坯就容易被压坯。
反之，在第1铸型部分241(固定铸型)长度较长的情况下，由于在第1铸型部分241内的不均匀冷却，铸坯变形相当大。由于这种原因，不能期待借助可调结晶器防止不均匀冷却来达到抑制铸坯变形的效果。
②再者，由于不能控制可调结晶器的压紧力，可调结晶器与熔融金属表面凝固层的摩擦力非常大。因此，或压坏铸坯使凝固中的铸坯内的熔融金属冒出，或凝固铸坯内的金属熔液静压变成负压，冷却不能充分进行。
2)由于采用直角杠杆机构而降低可靠性①现有技术中，通过直角杠杆246转换调整装置245(液压缸)的运动方向是使可调结晶器壁部分244(冷却板)工作的方式。因此，在高温多湿下，在处于粉尘多的环境条件下的连续铸造设备中不能期待正确的工作。
②壁部分244(冷却板)由装入的万向接头249(球形万向接头)支承，而且，直角杠杆246借助有游隙250的销子251接合在壁部分244(冷却板)上。因此，不能规定正确的压下量。
鉴于上述实际情况，本发明的目的是提供这样的水平连续铸造设备用可调结晶器，该结晶器使薄且强度低的铸坯凝固壳不被压坏和挤曲，以平衡于凝固收缩的合适力使冷却板接触压在铸坯上，安全且能均匀冷却，并且能平滑地反复连续进行正确的动作，也容易掌握压下力。
为了达到上述目的，有关本发明的水平连续铸造设备用可调结晶器配备有中间罐和与其密闭结合的管状结晶器，所述结晶器由密闭管状结晶器管和在该密闭管状结晶器管后续配置的、在铸造断面周边方向分割成若干个部件并且以消耗材料内衬的冷却板构成的可调结晶器组成，该可调结晶器的若干个冷却板在铸造断面半径方向能够移动。另外，以可能决定位置的支持轴支持上述可调结晶器的各冷却板的上流端的同时，使上述密闭管状结晶器管的出口端的内径尺寸与可调结晶器的上流端的内径尺寸一致，通过上述可调结晶器的各冷却板的下流端部和靠近中间罐的上述密闭结晶器管设置的冷却箱架的侧壁部之间设置的液压缸的伸缩，使上述可调结晶器的几个冷却板围绕上述支持轴旋转，从而能够形成沿铸造断面半径方向移动。
另外，在本发明的其他实施例中，利用设置在可调结晶器入口处的位置调整装置能够调整地给定上述可调结晶器内径尺寸，上述可调结晶器的出口端利用在铸造断面半径方向上设置的液压缸使沿该半径方向能够移动，构成连续铸造设备用可调结晶器。
附图的简单说明图1是适用本发明的可调结晶器的水平连铸设备的总体结构图。
图2是本发明的可调结晶器的第1实施例的放大纵剖侧面图。
图3是用于本发明第1实施例的密闭管状结晶器的横剖正面图。
图4是本发明第1实施例的可调结晶器的横剖正面图。
图5是本发明第2实施例的可调结晶器的放大纵剖侧面图。
图6是本发明第3实施例的可调结晶器的放大纵剖侧面图。
图7是在圆形断面铸坯连续铸造设备中适用的本发明可调结晶器的横剖正面图。
图8是本发明第4实施例的可调结晶器的放大纵剖侧面图。
图9是沿图8的IX-IX线的箭头方向的剖面图。
图10是图9所示可调结晶器的中空部分是矩形断面时的剖面图。
图11是图8所示位置调整装置具备液压缸时的局部放大剖面图。
图12是结晶器管(管状结晶器)内的铸坯断面形状说明图。
图13是现有技术的水平连续铸造设备的可调结晶器的纵剖侧面图。
图14是这个可调结晶器的放大图。
下面按照
本发明的水平连续铸造设备用可调结晶器的实施例。
图1是适用于本发明的可调结晶器的水平连续铸造设备的总体结构图。
在图1中，1是盛钢桶，保持在盛钢桶中的熔融金属(金属熔液)M贮留在在盛钢桶下部设置的中间罐2中。3是结晶器，它与上述的中间罐2密闭结合。4是拉引装置，将从上述结晶器3送出的铸坯5沿支持滚子6水平方向间歇地拉引。7是火焰式切割器，将利用上述拉引装置4拉引的铸坯5切割成规定长度，切断后的铸坯5经过输送辊道8，以便供给冷却床9。
图2是在本发明第1实施例的可调结晶器中使用的中间罐2和结晶器3的放大纵剖侧面图。在图2中，2A是在靠近上述中间罐2底部侧壁上设置的中间罐水口，通过在其外侧的连接环10安装陶瓷制的开启环11。上述结晶器3由密闭管状结晶器管12和从该密闭管状结晶器管12在铸造方向(长度方向)的下流侧设置的可调结晶器13构成。上述开启环11嵌入密闭管状结晶器管12的入口端部。上述密闭结晶器管12的外壁固定在具有冷却水通路14A的冷却箱框架14上的同时，该冷却箱框架14固定在设置在地面上的结晶器架15上。在该结晶器架15上开有连通上述冷却水通路14A的冷却水入口16。在上述密闭结晶器管12是如图3所示的矩形断面时，如图4所示，可调结晶器13由在铸造断面的周边方向分割成4个、每个内面内衬石墨或铜板、铁板等消耗构件17A-17D的冷却板18A-18D构成。这4个冷却板18A-18D的铸造方向的上流端部分别通过在上述冷却箱框架14侧壁上的轴19A-19D定位，以使上述密闭管状结晶器管12的出口端内径尺寸d与可调结晶器13的上流端的内径尺寸d1一致。而且借助上述各轴19A-19D的圆周旋转，结晶器13能够沿铸造断面半径方向移动。在这些冷却板18A-18D的铸造方向的下流端部分别安装自由旋转的基座滚子20A-20D。
在设置在上述冷却箱框架14的侧壁上的上述支持轴19A-19D外侧安装的轴21A-21D和靠近上述冷却板18A-18D的下流端部安装的轴22A-22D之间，分别架设液压缸23A-23D。借助这些液压缸23A-23D的伸缩，可调结晶器13的各冷却板18A-18D围绕上述支持轴19A-19D旋转，构成位置调整装置，使沿铸造断面半径方向驱动移动。另外，在上述密闭管状结晶器管12和可调结晶器13的上流端面的连接部插入间隙用密封垫24。再者，如图4和图7所示那样，利用设置在可调结晶器13的消耗构件17A-17D的各拐角处的耐热密封垫24b和24c能够起到可调结晶器13的后端的铸造断面周边方向间隙的密封垫作用。另外，通过调整在活塞杆23′A-23′D上螺纹连接的螺母式档块25A-25D来确定上述各冷却板18A-18D的铸造断面半径方向移动的限度。但是，为此也可以采用其他以下任何手段。
下面说明这样所构成的本发明第1实施例的水平连续铸造设备用结晶器的作用。首先，从图1所示的盛钢桶1供给的金属熔液M贮留在其下部设置的中间罐2内。然后，金属熔液M经过图2所示的中间罐水口2A和开启环11流入结晶器3的密闭管状结晶器12。在该结晶器管12中金属熔液开始凝固，将大致相当于结晶器管12断面的矩形断面的凝固壳引拉到可调结晶器内。
此时，上述可调结晶器13的各冷却板18A-18D随着液压缸23A-23D的伸长动作，围绕支持轴19A-19D旋转，沿铸造断面径向移动。由此，这些冷却板18A-18D接触凝固壳的各面，使其冷却。这里如图1所示，上述可调结晶器13的上流端的内径尺寸d1与密闭管状结晶器管12的出口端的内径尺寸d一致。因此，处于密闭管状结晶器管12出口端的温度高、壁薄且强度低的生外力(挤压力)作用，防止结晶器管12和支座滚子20A-20D之间的铸坯部分压弯，能够提高铸坯5的质量。
再有，图6是按照本发明实施例3的水平连续铸造设备用可调结晶器主要部分的纵剖侧面图。与上述第1和第2实施例的不同点是，可调结晶器13沿铸造方向分为两段，即前段可调结晶器13和后段可调结晶器13R同心配置。因为除后段可调结晶器13R外，其他结构与图2所示的实施例相同，所以相当部分给予相同符号，省略这些详细说明。还有，由于后段可调结晶器13R与前段可调结晶器13的结构相同，所以对相当于前段可调结晶器13的各构成构件的后段可调结晶器13R的各构成构件，在前段各构成构件的符号后分别附加符号R。另外，在本实施例中，支座滚子20A-20D仅仅安装在后段可调结晶器13R的各冷却板18AR-18DR的下流端部。
可是，如图2所示第1实施例那样，如可调结晶器13做成一段，就非常容易地与密闭管状结晶管12找正。但是，如图6所示，即使是两段可调结晶器13和13R，借助通过支架26A-26D连接两个结晶器13和13R的结构，也能容易地与密闭管状结晶器管12找正。因此，铸坯5的冷却时间大大加长，从而能提高冷却效果。
另外，在上述各实施例中，虽然说明了密闭管状结晶器管12和铸坯5是矩形断面的情况，但是在圆形断面铸坯5的连续铸设备中使用的本发明结晶器时，如图7所示，只要使可调结晶器13中的各冷却板18A-18D的内衬消耗构件17A-17D的内表面适合铸坯5的圆形断面，形成圆弧状，可与上述各实施例同样地构成。
图8是本发明第4实施例的水平连续铸造设备用可调结晶器的纵剖侧面图。在第4实施例中，如图8所示，作为固定铸型使用的管状凝固壳不会由于各冷却板18A-18D的挤压而压坏，仅仅平衡铸坯5的凝固收缩的量、各冷却板18A-18D压在凝固壳上。从而使铸坯5进行安全且均匀的冷却。
另外，在这个第1实施例中，因为各冷却板18A-18D分别借助各自的液压缸23A-23D驱动旋转，作为可调结晶器13整体的动作是极平稳的，还有，对铸坯5的压下压力掌握到哪种程度变得容易。
而且，在上述第1实施例中，因为以在可调结晶器13的各冷却板18A-18D的下流端部分别安装支座滚子20A-20D作为结构，所以这些支座滚子20A-20D的间隔等的调整也变得简单，能合适地进行拉引铸坯5。
另外，借助在可调结晶器13的四角设置的密封垫24b和24c，防止在铸造过程中从可调结晶器13流出金属熔液并防止凝固中的铸坯表面氧化。
图5是按照本发明第2实施例的水平连续铸造设备用结晶器主要部分的纵剖侧面图。与上述第1实施例的不同点是，在构成可调结晶器13的4块冷却板18A-18D中，在垂直方向上将位于最下方的冷却板18c的铸造方向的下流端部支持在与上述结晶器架15连接并向侧面延伸的结晶器支持架15A上，通过调整轴25M能调整高度。因为其他结构与图2所示的本发明的第1实施例相同，所以相当部分给予相同符号，省略这些详细说明。
按照图5所示的第2实施例的情况，在构成可调结晶器13的4块冷却板18A-18D中，将对铸坯5的挤压力由于重力缘故而最小的、最下方的冷却板18c的位置固定。因此，伴随这些重量差产结晶器管102通过连接耐火材料103密闭结合在贮留熔融金属液M的中间罐101上。接在该结晶器管102之后设置作为可调铸型使用的可调结晶器104a和104b，而且在其下流侧安置拉引用滚子105。
一旦金属熔液M供入中间罐101并在此贮留之后，经连接耐火材料103流入结晶器管102内。金属熔液与结晶器管102的内壁接触的同时，在其接触面，即金属熔液外层形成凝固层Sc。但是，因为结晶器管102内的凝固层Sc的厚度比金属熔液直径小，所以在该部分的铸坯5的强度是不够的。然后，铸坯5随着可调结晶器104a和104b的冷却，其凝固层Sc的厚度增加，在可调结晶器104b的出口附近的凝固层Sc的厚度可达10-50mm，这样就具有足够的强度。然后，铸坯5用位于下流侧的拉引滚子105拉出，用合适的切割装置(未示出)切断成规定长度。
在图8所示的本发明第4实施例中，结晶器管102是铜合金制的整体管状结晶器，将由于冷却而产生的铸坯5的收缩估计在内，其中空部分的断面形成具有在铸造方向上缩小的锥度的圆管状。结晶器管102的外侧设有冷却水套106，以使由冷却水套106供给的冷却水沿结晶器管102的外壁流通。
如图9所示那样，可调结晶器104a是由包围圆形中空部分的总计4个部件107a、107b、107c和107d形成的管状体。各个部件107a、107b、107c和107d分别由在板108内侧的铜合金制冷却板109的内面上装有石墨内衬110构成。在冷却板109内，装有若干个流过冷却水的导管111。在图8中，冷却水从可调结晶器104a和104b的一侧端部E1流入，从另侧端部在垂直于纸面的方向排出。
另外，如图9所示，因为石墨内衬在具有耐热性的同时，还具有自润滑性，所以能光滑地拉引铸热5。如图9所示那样，在可调结晶器104a的铸造方向的大致中间位置的板108的外侧，液压缸113的活塞杆114的端部连在结合构件112上，并且液压缸113的基端固定在框架115上。
再者，如图8所示那样，在从结晶器管102出口侧的框架116突出设置的支持板117上螺纹结合的位置调整螺钉118前端，在框架116内止住的同时，沿框架116外面(可调结晶器104a一侧)在铸造断面半径方向(两个箭头A方向)固定在能滑动的金属零件119上。
而且，金属零件119与在可调结晶器104a的入口侧固定的结合部件120通过连接部件121相互连接。从而，利用调整位置调整螺钉118，金属零件119沿框架116在铸造断面半径方向(A方向)移动。其结果，在使可调结晶器104a的入口内径尺寸与结晶器管102的出口内径尺寸一致的位置上，能够固定可调结晶器104a的入口。
另外，在可调结晶器104a的铸造方向出口侧附近，连接部件123连接在固定在可调结晶器104a上的结合部件122上。并且在连接部件123的另一端的板124与可调结晶器104a之间装入弹簧125，用螺栓126系紧。
而且，如图9所示那样，可调结晶器104b也由4个构件107a、107b、107c和107d构成，在铸造方向的大致中间位置设与液压缸113相同结构的液压缸。再者，在可调结晶器104b的铸造方向入口侧和出口侧分别设置与上述相同结构的结合部件122、连接部件123、板124、弹簧125和螺栓126。
图10示出可调结晶器104a的各构件107a1、107b1、107c1和107d1的内面中空部分是矩形断面的情况。在这种情况下，结晶器管102的中空断面也使用矩形断面。
图11示出图8所示的位置调整装置具备液压缸的情况。沿结晶器管102出口侧的板116，在铸造断面半径方向上可滑动的金属零件119上，连接有连接部件127，在其中空圆管状部分128中嵌装可自由滑动的活塞129。并且活塞杆130的前端与固定在可调结晶器104a入口侧的结合部件120连接。上述中空圆管状部分128由上部内室131和下部内室132构成，在上部内室131中能流入高压流体。也就是说，由中空圆管状部分128、上部内室131、下部内室132、活塞129和活塞杆130构成了液压缸。
在连续铸造中，在上部内室131中被供入高压流体状态时，借助位置调整螺钉118调整并固定可调结晶器104a的内径，以使结晶器管102的出口内径与可调结晶器104a的入口内径一致。在铸造终期，通过抽出上部内室131的高压流体，活塞杆130向B方向移动，这样就能瞬时间完成可调结晶器104a入口内径的扩大。
下面就使用构成本发明第4实施例的可调结晶器制造圆形断面钢坯时的连续铸造加以说明。
1)结晶器管102内的铸坯举动如图8所示那样，从中间罐101流入结晶器管102的金属熔液M与结晶器管102的内壁接触而冷却，其外层形成凝固层Sc。并且随着拉引滚子105拉引铸坯5，凝固层Sc的厚度逐渐增加，另一方面，由于凝固层Sc的厚度这样增加，铸坯5的断面逐渐缩小。结晶器管102是固定在中间罐101上的铸型，是不随铸坯形状变化的。但是，考虑到象这样的铸坯断面尺寸减小，结晶器管102的内面从上流侧直到下流侧应形成内壁断面尺寸减少的锥度形状。然而，如上所述那样，由于铸坯5的收缩率随多种因素而变化，所以在所有场合不可能保持结晶器管102内壁与铸坯5均匀接触。
如图12所示那样，铸坯5在与结晶器管102内壁接触部位的一部分上形成间隙G，因而形成不均匀接触状态，产生某种程度的偏冷却。其结果，结晶器管102出口侧的铸坯形状仅稍微变形。因此，希望作为固定铸型的结晶器管102的长度短一些。但是，另一方面，如过分短，凝固层厚度变薄，铸坯5的强度就过低，铸坯5容易破断，内部高温的金属熔液就有可能冒出，所以结晶器管102的长度不能短于规定以下。
2)可调结晶器104a内的铸坯5的举动按照图8和图9进行说明。在可调结晶器104a的入口侧设置位置调整螺钉118。利用该位置调整螺钉118调整构件107a、107b、107c和107d的位置，使可调结晶器104a的入口内径尺寸与结晶器管102的出口内径尺寸一致，从而能够顺利地拉引铸坯5。而且，借助下流侧的拉引滚子105拉引铸坯5的同时，利用冷却板109一边间接冷却，铸坯5的凝固层Sc的厚度一边向下流侧逐渐增大，与此相应，铸坯5的断面尺寸逐渐缩小。但是，由于入口侧的铸坯5的凝固层Sc的厚度与出口侧的厚度相比是相当薄的，所以入口侧的铸坯5的强度低。因而，如果可调结晶器104a的各构件的铸造断面半径方向的移动量在铸坯的铸造方向上不受控制的情况下，全移动构件容易碰在强度低的入口侧的铸坯5上，结果造成入口侧的铸坯开裂。
但是，在本实施例中，在可调结晶器104a的铸造方向的大致中间部位设置液压缸113，该液压缸113抵抗弹簧125的弹力，以入口E为支点使构件107a、107b、107c和107d向缩径方向靠。因此，构件107a、107b、107c和107d这样好地沿铸坯形状追随，能够确保铸坯5在宽范围内与可调结晶器104a接触。其结果是，铸坯5在可调结晶器104a内均匀冷却，几乎不产生变形和偏冷却。而且，如图9所示那样，因为在构件107a、107b、107c和107d的内面上装有石墨内衬110，所以降低构件内表面与铸坯5的摩擦，能够更可靠地防止铸坯5的裂纹。
3)可调结晶器104b内的铸坯5的举动如图8所示那样，在可调结晶器104a内已冷却的铸坯5的凝固层Sc的厚度在可调结晶器104b的入口侧部分是结晶器全部凝固厚度的大致一半，具有足够的强度。因而，借助液压缸113抵抗弹簧125的弹力，使可调结晶器104a的各构件向缩径方向靠，各构件107a、107b、107c和107d大体上全面地接触在铸坯5的表面上。因此，铸坯5和可调结晶器104b没有一端接触。
这就是说，铸坯5随着下流侧的拉引滚子105产生的拉引在铸造方向均匀冷却，断面尺寸以一定比例收缩，不产生变形和裂纹。
象这样，供给中间罐101的金属熔液M，利用拉引滚子105一边连续拉出，借助作为固定铸型的结晶器管102和作为可调铸型的可调结晶器104a和104b，一边均匀冷却，一边从表面层逐次进行凝固。其结果是，能够得到已收缩断面与结晶器管102入口侧断面形状大体上相似的近似正圆形状的钢坯。
但是，铸造终期时的铸坯5的凝固容易不稳定，表面往往粗糙。这种粗糙部分如原封不动地通过铸型内，就有损伤在可调结晶器104a和104b的内壁上安装的石墨内衬110的危险。如图11所示那样，在可调结晶器104a入口设置的位置调整装置具备液压缸的场合，借助抽出构成液压缸的圆管状部128的上部内室131的高压流体，使活塞杆130向箭头B方向移动，使可调结晶器104a的入口内径瞬时扩大。与此同时，借助使可调结晶器104a和104b的液压缸向扩径方向移动，避免损伤石墨内衬110。
象上述那样构成本发明第4实施例的结晶器，所以达到下述的效果。
①可调结晶器的各构件以固定的入口部分为中心，仅仅平衡铸坯的凝固收缩的量在半径方向(缩径方向)移动，各构件与铸坯表面一样接触而进行均匀冷却。因此，不会压坏在结晶器管出口的高温、凝固层薄且强度低的铸坯，也不发生铸坯的变形和开裂或者膨胀(内压引起的膨胀)。因此，能够得到轴对称形成凝固组织的优质铸坯。
②通过调整设置在可调结晶器入口的位置调整装置，使可调结晶器的入口内径尺寸与结晶器管的出口内径尺寸一致，能顺利地拉引铸坯。
③根据通过的铸坯的表面状态，利用液压缸使可调结晶器的入口和出口向扩径方向移动，可以不损伤可调结晶器的内壁。
权利要求
1.水平连续铸造设备用可调结晶器，其特征在于，它备有中间罐和与中间罐密闭结合的管状结晶器管，在该管状结晶器管后续配置了在铸造断面周边方向分割成若干个部件且在铸造断面半径方向能移动的水平连续铸造设备用可调结晶器，其中借助设置在可调结晶器的入口端的位置调整装置可以调整、固定上述可调结晶器的内径尺寸，借助设置在铸造断面半径方向上的液压缸，上述可调结晶器的出口端能在该半径方向上移动。
2.按照权利要求1所述的可调结晶器，其特征在于，上述位置调整装置备有液压缸，利用该液压缸能够扩大或缩小可调结晶器的内径尺寸。
3.水平连续铸造设备用可调结晶器，其特征在于，它备有中间罐和与中间罐密闭结合的管状结晶器管，上述结晶器由密闭管状结晶器管和在该密闭管状结晶器管后续配置、在铸造断面周边方向分割成若干个部件且以消耗部件内衬的冷却板构成的可调结晶器组成，该可调结晶器的数块冷却板在铸造断面半径方向上能移动，在这样构成的水平连续铸造设备用可调结晶器中，用能决定位置的支持轴支持上述可调结晶器的各冷却板的上流端，使上述密闭管状结晶器管的出口端内径尺寸与可调结晶器的上流端的内径尺寸一致，同时通过在上述可调结晶器的各冷却板的下流端部与靠近上述中间罐设置的冷却箱框架侧壁之间架设的液压缸的伸缩，使上述可调结晶器的数块冷却板围绕上述支持轴转动，从而能在铸造断面半径方向上移动。
4.按照权利要求3所述的可调结晶器，其中在构成上述可调结晶器的数块冷却板中，在垂直方向上位于最下方的冷却板的下流端部可调整地被支撑在上述密闭结晶器管的冷却箱框架侧壁上或与结晶器架台连设的结晶器支架台上。
5.按照权利要求3或4所述的可调结晶器，其中由上述数块冷却板构成的可调结晶器沿铸造方向至少配置两段。
6.按照权利要求3或4所述的可调结晶器，其特征在于，在上述密闭管状结晶器管与可调结晶器的上流端面的连接部位插装上密封垫，而且，在上述密闭管状结晶器管后续配置的在铸造断面周边方向上分割成数个构件的上述可调结晶器的铸造断面周边方向的各构件的间隙中设置具有密封作用的耐热密封垫。
全文摘要
一种水平连续铸造设备用可调结晶器，它备有中间罐和与中间罐密闭结合的管状结晶器管，在该管状结晶器管后续配置了在铸造断面周边方向分割成若干个部件且在铸造断面半径方向能移动的水平连续铸造设备用可调结晶器，其中借助设置在可调结晶器的入口端的位置调整装置可以调整、固定上述可调结晶器的内径尺寸，借助设置在铸造断面半径方向上的液压缸，上述可调结晶器的出口端能在该半径方向上移动。
文档编号B22D11/05GK1064229SQ9111193
公开日1992年9月9日 申请日期1991年11月29日 优先权日1990年11月29日
发明者神代初义, 清辅泰三, 岗二郎, 小菅俊洋, 末冈和明 申请人:川崎重工业株式会社, 新日本制铁株式会社