專利名稱：用于傳送并冷卻金屬坯的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在鑄坯導(dǎo)架中、優(yōu)選在連鑄裝置的鑄坯導(dǎo)架中傳送并冷卻金屬坯、優(yōu)選鋼坯的設(shè)備，該設(shè)備具有多個(gè)鑄坯導(dǎo)輥，它們支撐金屬坯并支撐在輥架中；冷卻腔，設(shè)計(jì)成向金屬坯敞開向輥架的支撐結(jié)構(gòu)關(guān)閉，且冷卻劑通過至少一個(gè)噴嘴引入到其中；至少一組連續(xù)的鑄坯導(dǎo)輥，至少部分地位于冷卻腔內(nèi)部。
背景技術(shù)：
在連鑄裝置中生產(chǎn)連鑄金屬坯的過程中，對于當(dāng)離開永久模時(shí)僅部分固化的熱金屬坯來說，其必須在永久模下面的鑄坯導(dǎo)架中被充分冷卻，以便在盡可能短的時(shí)間內(nèi)獲得具有最優(yōu)微觀結(jié)構(gòu)的完全固化的金屬坯。尤其對于例如鋼等的熔點(diǎn)(相對)較高的金屬和它們的合金，大量的熱必須被發(fā)散。鑄造金屬坯由旋轉(zhuǎn)支撐在輥架中的鑄坯導(dǎo)輥引導(dǎo)。同時(shí)應(yīng)記住，由于鑄坯導(dǎo)輥上的熱載荷對它們的使用壽命有不利影響，并且鑄坯導(dǎo)架的變形對鑄造金屬坯的質(zhì)量有不利影響，因此輥架的鑄坯導(dǎo)輥和支撐結(jié)構(gòu)承受的輻射熱的載荷應(yīng)盡可能低。
從US 3,946,797A、RU 2 033 304 C1和DE-A 27 57 694中可得知，在鑄坯導(dǎo)輥區(qū)域設(shè)置一個(gè)冷卻腔，并通過兩流噴嘴將冷卻介質(zhì)以噴霧的形式引入到這些冷卻腔中?；旧暇鶆蚍植嫉睦鋮s介質(zhì)通過吸收從鑄造金屬坯放射出輻射能而使得鑄坯表面均勻冷卻并額外地使輥冷卻。但是，這種方案具有如下缺點(diǎn)設(shè)置在冷卻腔內(nèi)部的噴嘴因此暴露于來自于輻射熱的高熱載荷和來自于從鑄坯表面剝落的鱗片的污染中。這會導(dǎo)致噴嘴失效或至少不利地影響它們的噴射方式，從而由于噴嘴開口的變化而導(dǎo)致鑄坯的不均勻冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于避免這些描述的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，并提出一種用于傳送并冷卻金屬鑄坯的設(shè)備，在該裝置中在很長的工作時(shí)間內(nèi)能夠確保將冷卻劑均勻地引入到金屬鑄坯熱表面附近的冷卻腔中。本發(fā)明的另一目的在于設(shè)置噴嘴的位置使其位于容易接近以便維護(hù)和組裝的位置。
該目的的實(shí)現(xiàn)是通過使至少一個(gè)噴嘴位于冷卻腔外面，分配給噴嘴、用于從噴嘴中噴出的冷卻劑的通道開口設(shè)置在冷卻腔的壁上。
沿鑄坯傳送方向連續(xù)設(shè)置在熱金屬鑄坯一側(cè)的至少兩個(gè)鑄坯導(dǎo)輥形成一組鑄坯導(dǎo)輥，它們配被分配有一個(gè)共同的冷卻腔，該冷卻腔向冷卻鑄坯表面敞開，以便吸收從鑄坯表面發(fā)出的輻射熱。該冷卻腔包括至少兩相鄰鑄坯導(dǎo)輥之間的空間。冷卻腔壁中的通道開口以這種方式設(shè)置確保以大部分霧化的冷卻劑噴霧的形式引入的冷卻劑在冷卻腔內(nèi)最均勻地分布，從而確保鑄坯表面溫度基本上均勻地降低。
在這種情況下，冷卻腔壁中的通道開口的橫截面與噴嘴的噴射方式相匹配。例如，如果噴嘴為扇形噴嘴，則通道開口形成一條狹縫，它的縱向長度由噴嘴的開口角度和它離冷卻腔的距離決定。
為遮蔽輥架的支撐結(jié)構(gòu)，冷卻腔的壁特別是后壁由板形成，這些板固定到特別為該目設(shè)置在輥架中的支撐壁或支撐棒上。這種固定可通過螺紋連接或優(yōu)選通過焊接到這些支撐壁上來實(shí)施，這些焊縫被打斷以便使其能夠克服板的膨脹。也可特別通過在邊緣向上彎曲或卷曲的板實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明方案的一個(gè)有利實(shí)施在于沿鑄坯導(dǎo)架相鄰設(shè)置的多個(gè)鑄坯引導(dǎo)段形成的輥架，多個(gè)鑄坯引導(dǎo)段包括多個(gè)鑄坯導(dǎo)輥，特別的，這些導(dǎo)輥能被單獨(dú)地拆除，相鄰段冷卻腔的壁通過橋元件連接在一起。這會形成基本上連續(xù)的密封冷卻腔。優(yōu)選的，鑄坯引導(dǎo)段分配有冷卻腔，因此容易更換各段，各段包圍冷卻腔?；蛘?，一個(gè)段也可分配多個(gè)冷卻腔。在相鄰段的冷卻腔之間設(shè)置彈性橋元件使得沿整個(gè)鑄坯導(dǎo)架無間隙地建立可設(shè)定的冷卻條件。該橋元件可由彈性或機(jī)械可動的構(gòu)件形成。
為確保冷卻腔同樣在鑄坯導(dǎo)架的窄側(cè)結(jié)構(gòu)地關(guān)閉，將冷卻腔的壁以離鑄坯導(dǎo)輥的端側(cè)、特別是與熱金屬鑄坯接觸的鑄坯導(dǎo)輥的支撐橫向表面的端側(cè)壁一定距離，緊固到輥架的支撐結(jié)構(gòu)上或用于橫向定界目的的其它邊界壁上。這能夠確保特別是設(shè)置有多個(gè)支撐裝置的鑄坯導(dǎo)輥的外軸承在溫度保護(hù)空間內(nèi)位于冷卻腔外面。
在連鑄裝置、豎直和彎曲鑄造裝置的情況中，在鑄坯從永久模中浮現(xiàn)出后鑄坯導(dǎo)架的區(qū)域中，輥架包括多個(gè)沿鑄坯導(dǎo)架在鑄坯兩側(cè)互相相對設(shè)置的鑄坯引導(dǎo)段，這些鑄坯引導(dǎo)段包括多個(gè)鑄坯導(dǎo)輥，在彎曲設(shè)備的情況中，通常指外彎道段和內(nèi)彎道段。為使得冷卻腔裝置橫跨這種分段布置的段，用橋元件連接相對段的冷卻腔的壁元件。這些橋元件可由彈性或機(jī)械可動的構(gòu)件形成，從而形成基本上連續(xù)的密封冷卻腔。
相鄰段之間的密封連接也可由橋元件形成，這些橋元件包括多個(gè)構(gòu)件，其中一組構(gòu)件緊固到一個(gè)段的冷卻腔上，另一組構(gòu)件緊固到相鄰段的冷卻腔上，相鄰構(gòu)件僅僅相互重疊或者相互支撐。
總而言之，橋元件通過單個(gè)冷卻腔之間的連接能夠沿鑄坯導(dǎo)架實(shí)現(xiàn)熱金屬鑄坯的封閉密封。
鑄坯導(dǎo)輥可設(shè)計(jì)為純粹的支撐輥而不采用驅(qū)動裝置，或者設(shè)置有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，以便作為支撐和傳送輥。
在鑄坯引導(dǎo)過程中，開始時(shí)在向輸出輥道的傳輸區(qū)域中緊隨永久模之后或在其端部，或在主要為水平的輸出輥道的過程中，可設(shè)置一對或多對鑄坯變形輥支撐在變形導(dǎo)架中。這些鑄坯變形輥使得金屬鑄坯在芯仍為液體或鑄坯完全固化的區(qū)域進(jìn)行變形過程(軟壓縮)或軋制過程。具有根據(jù)本發(fā)明的冷卻腔的連鑄設(shè)備的有利的構(gòu)型在于在鑄坯導(dǎo)架中以需要的順序設(shè)置的鑄坯導(dǎo)輥和鑄坯變形輥，其中至少一組鑄坯導(dǎo)輥和/或鑄坯變形輥至少部分地位于冷卻腔內(nèi)。
因此，在本發(fā)明的應(yīng)用區(qū)域，鑄坯導(dǎo)架從連鑄設(shè)備中永久模的出口側(cè)延伸穿過到達(dá)其輸出區(qū)域，至少對于所考慮到的鑄坯導(dǎo)輥支撐的金屬鑄坯的控制冷卻，包括設(shè)置在連鑄設(shè)備的水平輸出區(qū)域中的任何軋制導(dǎo)架，以便直接使用金屬鑄坯，該金屬鑄坯優(yōu)選分成鑄坯段。


通過以下參考附圖對本發(fā)明非限制性示例實(shí)施例的描述，可清楚地了解本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1以輪廓圖的形式示出根據(jù)本發(fā)明的具有鑄坯導(dǎo)架的連鑄裝置的縱截面，圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明的冷卻腔的鑄坯引導(dǎo)部分在內(nèi)彎道的縱截面，圖3示出在噴嘴的噴射平面內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的冷卻腔的橫截面，圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，在噴嘴的噴射平面內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的冷卻腔的橫截面。
具體實(shí)施例方式
圖1以輪廓圖的形式示出傳統(tǒng)連鑄裝置的縱截面，該設(shè)備用于在連續(xù)生產(chǎn)過程中生產(chǎn)可卷曲的帶鋼，該過程中在鑄坯導(dǎo)架中冷卻鑄坯。沿材料流動的方向，連鑄裝置1包括中間包2，液態(tài)鋼3從中間包2中通過浸沒的鑄口4流入到冷卻的連鑄永久模5中，液態(tài)鋼在這里固化從而形成具有液芯金屬鑄坯6，并以相應(yīng)于永久模出口橫截面的橫截面離開永久模5。隨后的鑄坯導(dǎo)架7在傳送和進(jìn)一步冷卻金屬鑄坯的過程中將其支撐。金屬鑄坯6在輥架8上從基本上豎直的位置轉(zhuǎn)換到基本上水平的位置，其中輥架8在鑄造金屬坯寬度側(cè)壁的兩側(cè)延伸，然后進(jìn)行任意所需性質(zhì)的進(jìn)一步處理，例如在單線或多線軋機(jī)9中使其厚度減小，然后在冷卻段10冷卻至卷曲溫度并在卷曲臺11卷繞成卷。用于對金屬帶進(jìn)行熱處理的爐子裝置也可與該裝置形成一體。
鑄坯導(dǎo)架7包括多個(gè)單個(gè)的構(gòu)件，這些構(gòu)件可單獨(dú)更換并使得鑄坯變形從而形成可卷曲的金屬帶。鑄坯導(dǎo)架7主要包括多個(gè)鑄坯導(dǎo)輥12，它們承載鑄造金屬坯6或設(shè)計(jì)成可在其上運(yùn)動的形式，形成輥架8并通過這種方式為金屬鑄坯6預(yù)定一條傳送路徑。從動鑄坯導(dǎo)輥13專門用于在穿過該裝置的路徑上引導(dǎo)并支撐鑄坯，而主動鑄坯導(dǎo)輥14另外還具有傳送功能并控制金屬鑄坯的傳送速度。另外，鑄坯變形輥15與鑄坯導(dǎo)架形成為一體，這些鑄坯變形輥15在例如鑄坯彎曲導(dǎo)架或鑄坯校直導(dǎo)架16中影響金屬鑄坯的傳送方向，并被用于鑄坯變形導(dǎo)架17以減小液芯金屬鑄坯的厚度，或被用于軋機(jī)9中以便減小完全固化的金屬鑄坯的厚度。沿鑄坯傳送方向連續(xù)設(shè)置的多對鑄坯導(dǎo)輥12組合起來形成鑄坯引導(dǎo)段18。根據(jù)這種分段的布局，每個(gè)外彎道段18a和每個(gè)內(nèi)彎道段18b分配有一個(gè)冷卻腔20，它們中的每一個(gè)都總體包括沿鑄坯傳送方向相鄰設(shè)置的多個(gè)鑄坯導(dǎo)輥12和/或鑄坯變形輥15。每個(gè)冷卻腔20都朝向鑄坯表面敞開并通過壁21與輥架(未示出)和輥架的支撐結(jié)構(gòu)隔開。壁21中具有冷卻劑通道開口22，冷卻劑從設(shè)置在該通道開口后面一定距離處的噴嘴23中噴出。冷卻劑以細(xì)微的霧化形式引入到冷卻腔20中，主要吸收并發(fā)散從鑄坯表面散發(fā)出的輻射熱。冷卻腔具有流出口(未示出)，用于收集特別是外彎道段中的冷卻水。
圖2示出具有七個(gè)鑄坯導(dǎo)輥12的內(nèi)彎道段18b，鑄坯導(dǎo)輥12支撐金屬鑄坯6并可旋轉(zhuǎn)地安裝在輥架8的支撐結(jié)構(gòu)24上。支撐結(jié)構(gòu)24包括支撐壁25，支撐臂25與鑄坯導(dǎo)輥12相對，且支撐導(dǎo)輥支撐在其上(圖3)，并且冷卻腔20的壁21優(yōu)選通過螺紋連接和焊接接合26連接在其上。壁21由板27形成，這些板在它們的邊緣28向上彎曲或卷曲以便吸收熱應(yīng)力。
鑄坯導(dǎo)輥12相互之間以較短的距離設(shè)置，通過壁21中的通道開口22進(jìn)入冷卻腔20的冷卻劑噴霧31噴射到相鄰鑄坯導(dǎo)輥之間的間隙30中。如圖3所示，兩個(gè)噴嘴23設(shè)置在兩個(gè)相鄰鑄坯導(dǎo)輥12之間的間隙平面中、通道開口22后面一定距離處，噴嘴優(yōu)選設(shè)計(jì)為扇形噴霧噴嘴，并以作為細(xì)微噴霧或細(xì)微分布的冷卻噴霧31的噴射扇形的形式排放冷卻劑。噴射扇形的開口角α和噴嘴23與冷卻腔20的壁之間的距離決定通道開口的橫截面積(圖3和4)。
圖2示出的噴嘴設(shè)計(jì)為兩流軸噴嘴32，這些噴嘴通過連接件33連接到冷卻劑(主要為水)和霧化介質(zhì)(主要為空氣)的平行補(bǔ)給線34、35。這種兩流軸噴嘴在德國公開的說明書DE 102 00 662 A1中詳細(xì)描述。
沿鑄坯傳送方向相互連接的冷卻腔20可通過插入彈性橋元件36而以密封的方式相互連接，以便使金屬鑄坯表面至少是分部分地連續(xù)密封(圖2)。橋元件36可直接連接到冷卻腔20的板27上，或者象板本身一樣固定到相鄰的支撐壁25上。
同樣，金屬鑄坯的窄側(cè)壁在離鑄坯導(dǎo)輥12的端側(cè)一定距離處分配有橫向限制冷卻腔20的彈性橋元件37或擋板(圖3)。這些橋元件37從內(nèi)彎道段18b并從相對的外彎道段18a開始相互朝向并可互相疊加。在這種情況中，鑄坯導(dǎo)輥12的外軸承38位于冷卻腔20外面。
根據(jù)圖4所示一個(gè)設(shè)計(jì)的變體，冷卻腔20的壁21終止于內(nèi)彎道段18b的框架結(jié)構(gòu)。壁40在內(nèi)彎道段18b和邊界壁41之間產(chǎn)生一個(gè)基本上連續(xù)、基本上密封或彈性的連接，例如安裝外殼(它基本上平行于彎曲的鑄坯導(dǎo)架)。類似的連接(盡管未示出)存在于邊界壁與外彎道段的框架結(jié)構(gòu)之間。
在說明圖1的上下文中，根據(jù)本發(fā)明的冷卻腔20也可用于形成變形導(dǎo)架16、17或軋機(jī)9或單獨(dú)的軋鋼機(jī)架一部分的鑄坯變形輥15。冷卻腔20內(nèi)的鑄坯導(dǎo)輥12和鑄坯變形輥15的組合同樣完全包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明不限于本實(shí)施例。相反，具有通道開口的冷卻腔的壁很有可能這樣設(shè)置使鑄坯導(dǎo)輥不完全位于冷卻腔內(nèi)，相反，壁終止于離鑄坯導(dǎo)輥一定距離處，因此位于相鄰鑄坯導(dǎo)輥的橫向側(cè)面之間狹窄間隙的區(qū)域內(nèi)。
而且，具有以下結(jié)構(gòu)的冷卻腔仍然落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)它們沿鑄坯傳送方向相互連接，但不是通過橋元件相互連接，而這些設(shè)計(jì)為擋板的橋元件在每個(gè)冷卻腔的端部朝向鑄坯表面，并恰在鑄坯表面前終止。
冷卻腔包括至少兩個(gè)相鄰的鑄坯導(dǎo)輥，在最小的情況下，冷卻腔可能由鑄坯導(dǎo)輥互相相對的橫向表面部分和具有冷卻劑噴霧的所需通道開口的冷卻腔壁和側(cè)蓋(如果合適的話)組成。在本發(fā)明的上下文中，具有相應(yīng)的橋元件或擋板的兩個(gè)相鄰鑄坯導(dǎo)輥的完全密封也形成冷卻腔。
權(quán)利要求
1.用于在鑄坯導(dǎo)架(7)、優(yōu)選在連鑄裝置的鑄坯導(dǎo)架中傳送和冷卻金屬坯(6)、優(yōu)選鋼坯的設(shè)備，它具有鑄坯導(dǎo)輥(12)，用于支撐金屬鑄坯并支撐在輥架(8)上；冷卻腔(20)，設(shè)計(jì)成向金屬鑄坯敞開并向輥架的支撐結(jié)構(gòu)(24)封閉，冷卻劑通過至少一個(gè)噴嘴(23)引入到冷卻腔中，至少一組連續(xù)的鑄坯導(dǎo)輥(12)至少部分地位在于冷卻腔(20)中，其特征在于，至少一個(gè)噴嘴(23)位于冷卻腔(20)外面，分配給噴嘴、用于從噴嘴中噴出的冷卻劑的通道開口(22)設(shè)置在冷卻腔的壁(21)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，通道開口(22)的橫截面與噴嘴(23)的噴射方式相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，為遮蔽輥架(8)的支撐結(jié)構(gòu)(24)，冷卻腔(20)的壁(21)由板(27)形成，它優(yōu)選通過焊接固定到輥架的支撐壁(25)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，板(27)在其邊緣(28)向上彎曲或卷曲。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，輥架(8)由沿鑄坯導(dǎo)架(7)相鄰設(shè)置的多個(gè)鑄坯引導(dǎo)段(18)形成，并包括多個(gè)鑄坯導(dǎo)輥(12)，相鄰段冷卻腔(20)的壁(21)通過橋元件(36)相互連接。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，用于橫向限定冷卻腔的冷卻腔(20)的壁(21、40)緊固到輥架(8)的支撐結(jié)構(gòu)(24)上或離鑄坯導(dǎo)輥(12)的端側(cè)一定距離的其它邊界壁(41)上。
7.根據(jù)權(quán)力要求6所述的設(shè)備，其特征在于，輥架(8)由多個(gè)鑄坯引導(dǎo)段(18a，18b)形成，它們沿鑄坯導(dǎo)架(7)相互相對設(shè)置，并包括多個(gè)鑄坯導(dǎo)輥(12)，相對段(18)的冷卻腔(20)的壁(21)通過橋元件(37)以密封的方式連接。
8.根據(jù)卡輸任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，鑄坯導(dǎo)輥(12)和鑄坯變形輥(15)在鑄坯導(dǎo)架(7)中以任意所需順序設(shè)置，至少一組鑄坯導(dǎo)輥(12)和/或鑄坯變形輥(15)至少部分地定位在冷卻腔(20)中。
全文摘要
用于在鑄坯導(dǎo)架(7)中傳送并冷卻金屬鑄坯的設(shè)備，具有鑄坯導(dǎo)輥(12)，用于支撐金屬鑄坯并支撐在輥架(8)上；冷卻腔(20)，設(shè)計(jì)成向金屬鑄坯敞開并向輥架的支撐結(jié)構(gòu)封閉，冷卻劑通過至少一個(gè)噴嘴(23)引入到其中，其中至少一組連續(xù)的鑄坯導(dǎo)輥(12)至少部分地位在于冷卻腔(20)中，噴嘴由于過熱和污染而受到破壞。為消除這些缺陷，提出至少一個(gè)噴嘴(23)位于冷卻腔外面，分配給噴嘴、用于從噴嘴中噴出的冷卻劑的通道開口(22)設(shè)置在冷卻腔(20)的壁(21)上。
文檔編號B22D11/128GK1517164SQ200410001249
公開日2004年8月4日 申請日期2004年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月3日
發(fā)明者京特·齊格勒, 約瑟夫·古滕布龍爾, 米夏埃爾·施蒂夫廷格, 約阿希姆·哈默爾, 古滕布龍爾, 京特 齊格勒, 姆 哈默爾, 爾 施蒂夫廷格 申請人:奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾卑斯工業(yè)設(shè)備制造有限公司, 奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾卑斯工業(yè)設(shè)備