用于鑄造薄板塊的鑄造設(shè)備的制造方法
【專利說明】用于鑄造薄板塊的鑄造設(shè)備
[0001]本發(fā)明是國際申請日為2009年9月7日、國際申請?zhí)枮镻CT/N02009/000309、中國國家申請?zhí)枮?00980146215.1、發(fā)明名稱為“用于鑄造薄板塊的鑄造設(shè)備”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于半連續(xù)直接冷鑄(Direct Chill1DC)鑄造不同尺寸的薄板塊(sheet ingot)或者厚平板(slab)、尤其是用于軋制薄片的板塊或者厚平板的設(shè)備，該設(shè)備包括具有一對相面對的側(cè)壁和一對相面對的端壁的模具框架，所述各壁限定了具有用于供應(yīng)金屬的向上打開的入口和在可移動支承件上設(shè)有起動器塊(starter block)的面向下的出口的模具，起動器塊在每次鑄造之前關(guān)閉面向下的開口，并且其中至少一個側(cè)壁和/或一個端壁能夠被移位以能夠鑄造具有不同尺寸的板塊，該設(shè)備進(jìn)一步包括用于冷卻金屬的
目.ο
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)鑄造用于生產(chǎn)軋制產(chǎn)品的大型矩形剖面板塊時，習(xí)慣上對模具的長側(cè)壁給予小量的凸?fàn)顝澢韵廨^大的金屬收縮(向里收)的作用，與板塊的窄端面附近的位置相比，凝固期間金屬收縮發(fā)生在板塊的寬側(cè)面的中部附近。在鑄造條件穩(wěn)定之后，金屬的收縮(向里收)與板塊中未凝固金屬的膨脹成正比。在大型板塊鑄造期間，根據(jù)板塊的尺寸的不同，沿著板塊的縱向(蓄貯槽深度)熔融金屬的膨脹可以高達(dá)0.8米或者更大。
[0004]影響濕軟部(marsh)的膨脹的主要是鑄造速度，因為是材料的熱傳導(dǎo)性限制了板塊中部內(nèi)的冷卻速度。噴射到模具下側(cè)上的板塊表面上的水量代表一種超出通過熱傳導(dǎo)傳遞到該表面的熱量的冷卻能力。
[0005]關(guān)于冶金術(shù)和生產(chǎn)率兩者，期望應(yīng)用盡可能最高的鑄造速度。當(dāng)鑄造速度太高時，鑄造速度通常受制于在被鑄造板塊中形成熱裂縫的趨勢。
[0006]在鑄造操作的初始階段中，冷卻將是慢的，并且將存在由于在熔融金屬與凝固金屬之間的比重之差、以及熱膨脹系數(shù)引起的被鑄造板塊中的緊縮。最初已經(jīng)凝固的金屬將是與鑄造模具的幾何形狀相關(guān)的略微縮小的形狀。因為鑄造模具的最寬面的上述曲率的緣故，在鑄造操作的初始階段中被鑄造板塊將呈現(xiàn)為一種凸形狀。凸度將逐漸減小直至與被鑄造板塊中的蓄貯槽深度相關(guān)的穩(wěn)定條件得到穩(wěn)定。
[0007]軋鋼廠的操作指南規(guī)定軋制表面應(yīng)該是直的(在軋制表面中沒有任何凹度和凸度)。為了滿足這個要求，鑄造模具必須設(shè)計有與被鑄造板塊的估計的收縮/緊縮相應(yīng)的側(cè)壁的曲率(彎曲)。
[0008]申請人擁有的EP O 796 683 BI涉及一種用于鑄造上述類型的薄板塊的設(shè)備，其中側(cè)壁適于彎曲并且在其中部區(qū)域進(jìn)一步設(shè)有加強(qiáng)部件(stiffening part)以針對鑄造速度而言獲得受控的硬度并因而獲得模具壁的最優(yōu)撓曲(optimal flexure)。然而，該已知的解決方案并非設(shè)計用于鑄造具有不同尺寸(大小)的板塊。
[0009]當(dāng)為了軋制目的連續(xù)鑄造具有矩形橫截面的大金屬塊形狀的板塊或者厚平板時，通常為每個板塊寬度和厚度采用專用模具。主要因為要求的精密(close)尺寸容差的緣故，生產(chǎn)連續(xù)鑄造模具是復(fù)雜和昂貴的。由于要求許多不同的板塊形式，因此有必要保持存儲相應(yīng)的大量模具，但這是不經(jīng)濟(jì)的。除此之外，用具有不同尺寸的另一個模具替換一種尺寸的一個模塊是費事而又耗時的。
[0010]US專利N0.5，931，216涉及用于連續(xù)制造不同尺寸的鑄造板塊的可調(diào)節(jié)連續(xù)鑄造模具，其目的是提供一種可調(diào)節(jié)模具，該模具基于同一個模具對所需的板塊橫截面提供快速改變。該解決方案存在的一個重要缺點在于:模具的形狀沒有辦法補(bǔ)償鑄造速度或者模具尺寸的改變，該改變轉(zhuǎn)而對于板塊幾何形狀具有壞影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供一種模具，其中避免了利用上述已知解決方案的缺點，即，其中該模具的壁能夠容易地從一種尺寸調(diào)節(jié)到另一種尺寸以便鑄造具有不同尺寸的薄板塊，并且同時壁能夠彎曲以補(bǔ)償不同的速度以及尺寸和合金成分。
[0012]本發(fā)明的特征在于如所附獨立權(quán)利要求1中限定的特征。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)選實施例在所附從屬權(quán)利要求2-7中被進(jìn)一步限定。
【附圖說明】
[0014]下面將借助于示例并參考附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，其中:
[0015]圖1以立體圖形式從上面并沿縱向局部地示出根據(jù)本發(fā)明的鑄造設(shè)備的示意圖，
[0016]圖2示出圖1中示出設(shè)備的水平視圖，
[0017]圖3示出圖1和2中示出設(shè)備的水平視圖，所示的設(shè)備包括用于調(diào)節(jié)鑄造設(shè)備的模具的機(jī)構(gòu)，但是不包括用于使模具彎曲的機(jī)構(gòu)，
[0018]圖4以放大比例和立體圖形式示出圖3中用A表示的設(shè)備的局部，
[0019]圖5示出圖1和2中所示設(shè)備的水平視圖，包括用于使模具彎曲的機(jī)構(gòu)，但是不包括用于調(diào)節(jié)鑄造設(shè)備的模具的機(jī)構(gòu)，
[0020]圖6以放大比例和立體圖形式示出圖5中用B表示的設(shè)備的局部，
[0021]圖7a)、7b)、7c)在不同視圖中同樣以立體圖的方式示出根據(jù)本發(fā)明具有加強(qiáng)裝置的長側(cè)壁，
[0022]圖8示出與圖7中相同的內(nèi)容，但是包括根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)梁。
【具體實施方式】
[0023]在開發(fā)本發(fā)明之前，已經(jīng)同意的是:應(yīng)該關(guān)于薄板塊鑄造設(shè)備的設(shè)計和性能限定某些最小要求:
[0024]-新技術(shù)解決方案不應(yīng)增大鑄造車間的爆炸危險或者HES情形的惡化，
[0025]-鑄造板塊上的最大尺寸偏差在150mm鑄造時應(yīng)當(dāng)在±2mm的范圍內(nèi)，
[0026]-鑄造速度可以改變而仍然將尺寸偏差保持在上述限制范圍內(nèi)，
[0027]-與利用傳統(tǒng)設(shè)備使用具有不同尺寸的不同模具來改變尺寸相比，改變板塊的尺寸不應(yīng)該帶來額外的工作量，
[0028]-模具應(yīng)該具有低至4m3/h/m水量(建議的開始水量)的連續(xù)的水噴射冷卻，
[0029]-應(yīng)該可以實現(xiàn)不使水泄漏到模具腔中。
[0030]設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和上述要求將發(fā)明人引導(dǎo)到一種用于薄板塊的模具技術(shù)解決方案，該解決方案對于同一模具結(jié)合了彎曲和尺寸調(diào)節(jié)兩者。撓性(flexible)模具原則之所以被發(fā)明是為了獲得對幾何形狀的要求，而可調(diào)節(jié)模具原則之所以同時被選擇是為了減小每個尺寸的鑄造成本。
[0031]用于軋制的薄板塊的最常見尺寸是基于600mm標(biāo)準(zhǔn)厚度，其寬度從1550到1850mm以50mm步幅級進(jìn)地變化。還可以使用其它尺寸，例如1950-2200mm并以50mm的步幅級進(jìn)。
[0032]圖1和2示出如上所述的設(shè)備1，用于半連續(xù)直接冷鑄(DC)鑄造不同尺寸的薄板塊或者厚平板，尤其是用于軋制，該軋制要求具有上述類型的矩形橫截面的大板塊。如圖1和2所示的設(shè)備包含兩個模具7，這兩個模具在模具框架2內(nèi)平行設(shè)置，每個模具7包括一對相面對的側(cè)壁3和一對相面對的端壁4。所述各壁限定了模具腔5，模具腔5具有用于供應(yīng)金屬的向上打開的入口和設(shè)有起動器塊6的面向下的出口，起動器塊6與可移動支承件(圖中未示出)相連并且在每個鑄造順序之前關(guān)閉面向下的開口。該設(shè)備進(jìn)一步包括用于冷卻金屬的裝置，該裝置包含供水裝置和沿著模具7的外圍布置在壁3、4的下部中的噴水嘴8(未進(jìn)一步示出)。
[0033]本發(fā)明的獨特的并且創(chuàng)造性的特征是用于調(diào)節(jié)模具框架的一個或多個短端壁的裝置與提供面向模具腔的長側(cè)壁的彎曲的裝置的結(jié)合，從而能夠鑄造具有不同尺寸的薄板