专利名称：小坯料连铸设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小坯料特别是小钢坯连铸设备，它具有一个熔融金属供料容器，熔融金属由它导入一固定安装的结晶器；以及若干个按浇注方向安装在结晶器后的足辊，后者通过对连铸坯起变形作用的支承措施，将连铸坯直到它完全凝固这样地减小到它的横截面面积，以致于连铸坯在基本保持其周边长度下变形成至少有4个角的多边形横截面形状。
小钢坯设备通常是通过一在分流器中具有自由落下的浇注流的嘴子浇铸到结晶器中。这里用油作为连铸坯的润滑。
从EP0545510已知一生产轧制用坯的方法，在这方法中液体钢浇注到一水冷的连铸结晶器，钢部分地在形成一环形凝固坯壳下，以连铸坯横截面的圆形或椭圆形凝固，其中这样在结晶器中生产的连铸坯在结晶器下通过支承装置减小到它的横截面。
从这个文件应得出，使用了传统结构的连铸结晶器，也就是一个具有自由落下的浇注流嘴子和油作为润滑剂。
从DE-OS2042897已知一种用连续铸钢设备上的浇注管浇注的装置，其中至少一个浇注管的出口在以渣覆盖的熔液面之下通入，其中浇注管为了防蚀由一耐热圈包围。
给出的例子的尺寸，特别是浸入式水口的出口的布置表明，这是涉及一钢板坯连铸设备的结晶器。
另外已知生产连铸钢小钢坯和大钢坯的连铸设备，其结晶器入口的横截面具有可使用正常的浸入式水口的尺寸。
本发明的目的在于，用简单的结构措施完成一个以到目前为止自由落下的浇注流浇注小钢坯的连铸设备，在这种设备中将减小液流在分流器和液面之间的再氧化，改善小钢坯表面和改善凝固坯壳及结晶器表面的热关系。
本发明通过权利要求1的特征达到这一目的。从属权利要求表明本发明的有优点的发展。
按本发明建议结晶器入口横截面做成圆的、椭圆的到多边形的，且小钢坯的主要变形通过按浇注方向布置在结晶器之后的足辊才进行。这里涉及具有小于160mm、特别是在100mm以下的方坯规格的小钢坯设备。
如果在这些主要是方规格中使用例如圆结晶器，则断面和直径增大达到127％。在这当预给定横截面时有较大直径的结晶器入口中放一浸入式水口，它以其外轮廓距结晶器内壁等距离布置的方式伸入熔融金属。往处于在结晶器内壁与浸入式水口外壳之间的空间中的熔融金属环形面上加入浇注保护渣。
用浸入式水口和浇注保护渣的浇注，在小钢坯设备中除了防止液流在分流器与液面之间再氧化外，通过在凝固坯壳与结晶器内壁之间的渣膜导致相匹配的和大大减小的热传导，这种柔和的冷却导致形成具有以下优点的凝固坯壳-凝固坯壳承受较小的由大的温差引起的应力。
-热凝固坯壳特别好的贴紧在结晶器内壁上。
-凝固坯壳本身可以承受更好的延伸而不断裂。
-收缩并凝固坯壳负荷明显地减小。
另外结晶器表面可有低的温度，并由此结晶器可有较长的寿命。如果例如使用一直径为102mm的圆结晶器，则这个横截面具有同小钢坯方形规格为80mm方相同的周边长。
通过较大的直径102mm将可以把一浸入式水口以在整个圆周360°上离结晶器壁20mm的相同距离插入液面。这样的浸入式水口为了达到希望的寿命在具有浇注效率要求的内径的同时可有20mm的壁厚。由这大的壁厚在形成浇注面上的足够的浇注渣的同时，可达到8至10小时的浇注时间。浇注渣形成是对结晶器中形成渣膜、并由此而对降低的和相匹配的热流负责的。
在一尽可能不变、例如3米/分钟的浇注速度下，可保证浇注渣的提供。这甚至随坯厚的增大和相等的浇注速度而升高，后者是由浸入式水口和结晶器间的距离的增大决定的。
从在结晶器中的圆规格到在结晶器下面等效方规格的铸轧技术导致约21％的断面减小，且由此而同时导致在铸坯内部质量就以下方面的变化-减弱宏观偏析-减小晶粒-促成直到中心的球状凝固-从减弱到防止中心疏松圆规格由于在结晶器中的更精细的和均匀的进行，即使在更高的浇注速度达12米/分钟时也允许有以下结果的更可靠的浇注-减小断裂率-同时增大浇注速度使用浸入式水口使通过塞棒或挡板的分流器关闭控制的使用成为可能。由此代替在小钢坯设备中通常的排放控制的连续铸造，可避免浇注速度的不恒定性，后者一般由分流器嘴子在浇注中改变决定的，例如避免通过嘴子开口的阻塞或侵蚀而产生不想要的浇注速度的减小或增大。
通过使用分流器关闭控制和浇注保护渣将有利地影响浇注效率、浇注时间、内部质量和尤其是表面质量。例如，按提出的连铸设备浇注的小钢坯较小倾向于内裂，但也不倾向于表面裂纹，特别是纵向裂纹，以及沉陷以及凝固坯壳挠曲，例如菱形。
除了上述优点外，也可浇注铝镇静的钢，这是由使用浸入式水口和浇注保护渣奠定的减少液流再氧化所决定的。
本发明的一个例子结合附图加以说明。附图中
图1 带有一个整体的浸入式水口的结晶器图2带一个两部分组成的浸入式水口和一个保护渣导入装置的结晶器图1示出熔融金属供料容器10的孔砖，通过一钢板外壳13向其中插入了一个整体浸入式水口31，浸入式水口31的出口浸入一装有熔融金属M的结晶器41，在浸入式水口外壳33和结晶器壳42之间环形地形成熔融金属表面。
结晶器41有冷却通道43。
在结晶器之下设有变形元件71，这里是呈压紧辊(71至74)形式的，其中在该情况下第4个压紧辊未表示出。以这至少4个变形元件(压紧辊71至74)将使连铸坯变形为一相对于横截面具有较大的比表面的形状。
图2示出一个具有孔砖的熔融金属供料容器10。在孔砖中设有一导入管12，它穿过一钢板外壳13。在导入管12的出口可形锁合地装上一夹持板14，它通过夹持螺栓可与一下夹持板15连接。
下夹持板15围绕一由两部份组成的侵入式水口35的凸缘32。
浸入式水口35伸出装有金属M的结晶器41。
在该图2中导入管12的入口可由一塞棒21关闭。
在结晶器41之上设有一保护渣斗57，它装有保护渣P，后者通过一闸门58可导到处在结晶器41中的液态金属M的表面上。
在该情况下保护渣导向一流槽53，后者有一齿环，它与一齿轮55相啮合，齿轮55通过一电机56驱动。围绕浸入式水口35的流槽53有一位于流槽底部的进料管52，它伸到紧靠浮在金属M上的保护渣P之上。
影响进料管52在结晶器内的角位的电机56的旋转运动及由闸门驱动装置59促成的保护渣P的量，将由一测量和控制装置63启动，后者通过控制线路64，65与驱动装置56，59相联接。测量和控制装置63在测量技术方面通过测量线路62与一布置在结晶器41上的热电偶61相联接。
通过液体熔融金属M与结晶器内壁42的接触，形成坯壳E。在坯壳E和结晶器内壁42之间有为润滑考虑的渣S。
附图标记表熔融金属供料容器11 孔砖12 导入管13 钢板外壳14 上夹持板15 下夹持板16 夹持螺栓关闭元件21 塞棒熔融金属供料元件31 整体浸入式水口32 凸缘33 浸入式水口外壳34 外棱边35 两部分组成的浸入式水口结晶器装置41 结晶器42 结晶器内壳43 冷却通道保护渣输入装置51 输送管52 进料管53 流槽54 齿环55 齿轮56 电机57 保护渣斗58 闸门59 闸门驱动装置61 热电偶62 测量线路63 测量和控制装置64 控制线路，用于控制闸门驱动装置5965 控制线路，用于控制电机56变形装置71至74 变形元件/压紧辊a 方形坯的边长b 距离E 壳S 渣M 熔融金属P 保护渣
权利要求
1.小坯料、特别是小钢坯连铸设备，带有一个熔融金属供料容器，熔融金属由它导入固定安装的结晶器，并有按浇注方向安装在结晶器后的若干足辊，后者通过对连铸坯起变形作用的支承措施这样地减小到连铸坯的横截面面积，即，使连铸坯在基本保持其周边长度下变形成至少有4个角的多边形横截面形状，其特征为横截面至少在结晶器(41)的进口区有一多边形、椭圆形到圆形轮廓，其中这个横截面的周长小于640mm，相应于一边长a≤160mm的小钢坯的方规格；并且一个与熔融金属供料容器(10)连接的浸入式水口(31或35)伸入结晶器(41)，浸入式水口的外边与结晶器(41)的内壁做成是等距离的。
2.按照权利要求1的连铸设备，其特征为设有输送元件(51，52)，用它们将保护渣(P)引到位于结晶器内壳(42)和浸入式水口(31或35)的浸入式水口外壳(33)之间的熔融金属(M)的环形面上。
3.按照权利要求1的连铸设备，其特征为浸入式水口(31或35)的表面以及结晶器(41)的内表面具有一可达到12米/分钟浇注速度的尺寸。
4.按照前述权利要求之一的连铸设备，其特征为浸入式水口(33或35)的外径是选择为，使结晶器内壳(42)到浸入式水口外壳(33)的距离为b＝0.25-0.4×aa＝凝固小钢坯的边长
5.按照前述权利要求之一的连铸设备，其特征为浸入式水口(31或35)可通过一关闭元件(21)关闭，例如通过一塞棒或闸门。
6.按照权利要求2的连铸设备，其特征为作为输送元件至少设有一进料管(52)，它可在圆圈上运动，可达到位于结晶器(41)内的熔融金属(M)之上的任意处。
7.按照权利要求6的连铸设备，其特征为为进料管(52)的运动设有一电机(56)，它与热电偶(61)相联接，以便了解凝固坯壳(E)的表面温度。
8.按照权利要求1至7中的一项的连铸设备，其特征为按浇注方向在结晶器之后至少设有4个变形元件，例如压紧辊(71)，它们相互间以以下方式布置，以使凝固坯变形为相对于横截面有较大的比表面的形状。
全文摘要
本发明涉及一小坯料、特别是小钢坯连铸设备,带有一个熔融金属供料容器,熔融金属由它导入一固定安装的结晶器,并有按浇注方向安装在结晶器后的足辊,后者通过对连铸坯起变形作用的支承措施,将连铸坯直到它完全凝固这样地减小到它的横截面面积,使连铸坯在基本保持其周边长度下变形成至少有4个角的多边形横截面形状。按本发明横截面至少在结晶器(41)的入口区有一多边形、椭圆形到圆形轮廓,其中这个横截面的周长小于640mm,相应于一个边长a≤160mm的小钢坯的方规格,并且一个与熔融金属供料容器(10)连接的浸入式水口(31或35)伸入结晶器(41),浸入式水口的外边与结晶器(41)的内壁做成是等距离的。
文档编号B22D11/12GK1229374SQ97194469
公开日1999年9月22日 申请日期1997年4月21日 优先权日1996年5月10日
发明者弗里茨·P·普莱希斯赫尼格 申请人:曼内斯曼股份公司