[发明专利]扁平金属产品的电磁搅拌连续铸造方法和实施所述方法的设备

说明书

技术领域

本发明涉及金属的连续铸造领域，尤其是涉及钢的连续铸造领域。 本发明更具体地涉及扁平(plat)产品的连续铸造：板坯和具有伸长的笔 直截面的其它类似产品，在连续铸造过程中，施用可移动磁场，可移动磁 场作用于熔融的铸造金属上，以改进所获得的铸造产品的质量和/或铸造程 序自身的条件或性能。

背景技术

此处简要回顾一下，连续铸造操作包括将熔融金属从顶部倒入无 底部的锭模中，所述锭模基本由金属锭模主体(由铜或铜合金制成)构成， 通常所述金属锭模主体具有用于铸造扁平产品的组装板，所述组装板限定 了用于铸造金属的通道。壁通过水循环而强烈地冷却，以便经过所述锭模 的底部，连续地炼出外部已经凝固了几个毫米厚度的产品。然后，在锭模 的下游，在称为“辅助冷却”的区域中，在产品下降过程中，凝固从产品 的外围直到产品的轴线推进并完成，在所述“辅助冷却”的区域中，被支 撑和引导辊(以下称为支撑辊)引导的、已铸造的产品经受水的喷淋，以 确保热量的释放，所述热量的释放是所述产品完全凝固所要求的。如此获 得的产品然后切割成段，然后在发送给客户之前进行轧制，或就地加工成 板块、板材等。

在因此具有伸长的笔直截面的扁平金属产品——通常称为板坯— —的情况下，已公知长期以来在连续的铸造设备的辅助冷却区中实施熔融 金属的电磁搅拌。

概括地，电磁搅拌包括，如已知的，使板坯经受一个或多个可移 动磁场(即最大磁场强度随着时间在间隔的确定方向上移动的磁场)，磁 场在熔融金属上的作用然后由在磁场的移动的相同的方向上驱动所述熔融 金属来表现。

在铸造扁平产品的情况下，通常借助于所谓滑动的线性可移动磁 场，驱动液态金属进行平行于产品的大表面的水平平移。

滑动磁场由多相线性感应器建立，多相线性感应器安置得尽可能 靠近板坯，以便用板坯将电磁耦联最大化。

为此，感应器可以安装在支撑辊的后面，此技术方案称为“箱型 搅拌器”或“箱式搅拌器”，或安装在辅助冷却区域的为此保持中空的支 撑辊的内部，此技术方案称为“辊式搅拌器(in-roll stirrer)”或“搅拌 器辊”。

从二十世纪八十年代以来所述两个技术方案共存于市场上，并且 从开始就用于改进铸造金属的健全度。实际上由于搅拌作用，从外部朝向 并直到靠近产品的轴的“枝晶”型天然水晶生长的中断，有利于称为“等 轴的”的更细的未定向凝固结构的发展。如此，降低了中心孔隙度并且共 同减少了轴向宏观偏析(见欧洲专利0 097 561)。这种内部健全度的改进 主要研究用于钢的差异(nuance)，所述钢以低压缩比进行轧制以变成厚 板材。

已经发现，为了在钢坯的铸造机的辅助冷却区域中实现关于获得 的产品的内部健全度的最佳搅拌，需要不仅仅在局部位置进行搅拌，而相 反地要在冶金高度上至少搅拌两次，即进行分级搅拌(brassage étagé)。

这在前述EP 0 097 561 B2明确地提出，EP 0 097 561 B2描述了一 种用于连续铸造钢坯的电磁搅拌的方法，根据所述方法，由多对分级搅拌 器辊产生的多个滑动磁场作用于冶金高度上，上对分级搅拌器辊到下对分 级搅拌器辊间隔1到2米。因此在四个搅拌器辊的间隙的基础上，最靠近 锭模的搅拌器辊对位于锭模中的液态金属的自由表面之下大约5m至7m 处，而位于最靠近凝固井(puits)的底部的第二对搅拌器辊安置在所述底 部的大约4m至6m处。也控制供给辊的电能，从而由上对分级搅拌器辊 产生的磁场在与由下对分级搅拌器辊产生的磁场的相对的方向上滑动。

根据该启示，搅拌器辊因此安装在称为搅拌器的下区的辅助冷却 区域中。搅拌器辊用通常设置在这些下区中的支撑辊替代，并且因此在任 何近似相同的情况下，具有等同于相邻辊的——尤其是外部直径相同—— 几何形状，在辅助冷却区域中，相邻辊一般具有至少230mm的直径。

分级搅拌通常用搅拌器辊来实现，虽然基本地分级搅拌也可以用 两个“箱型”搅拌器来实现。但是“箱型”搅拌器显然更昂贵，因为“箱 型”搅拌器需要大约五倍的电能，由于远离板坯的表面，从而具有“箱型” 感应器的分级搅拌具有非常昂贵的成本。