[发明专利]用于在连铸装置中制造钢长材产品的工艺和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在连铸装置中制造长材产品的工艺和设备。

背景技术

在本文中术语“长材产品”指的是大方坯、小方坯或一般指呈离开连铸机的模具时的物理形式的所有产品，其中产品由诸如电弧炉（EAF）或类似的炼钢炉进料。

为了使炼钢装置的产率最大化，已知的是使用直接连接至轧机下游的连铸原理。

然而，这种类型的装置的产生具有很大问题，这是由于长材产品离开模具的速度（通常小于5m/min）和将长材进料至断裂轧机、或第一系列的轧钢机架所必须达到的速度（通常至少6m/min）的差异所引起的。

如果一方面不能够遵循使铸造速度增加到超过特定末端的策略（以便于没有产生废品的风险），另一方面使轧机的进料速度降低至低于特定数值甚至是不可想象的（主要由于轧机受到的过高热量和用于每单个层板产品过高的装置花费）。

为克服这些缺点已应用了各种技术：例如在薄平板（带）的情况中，依靠位于断裂轧机上游存在的两个卷取台以制造膨胀效应从而允许考虑两不同的速度。

即使这种解决方法有效，但它也具有需要大量安装成本的缺点。

文献EP1187686描述了概念相似于上述方法但应用于大方坯和小方坯领域的另一解决方法：至轧机的主进料线路与一个或更多个平行辅助线路一起离开连铸机，从辅助线路将进料的粗制品输送至主线路以进行加工；简而言之，这些辅助线路再次仅用作进料至轧机的“缓冲件”。

该解决方法的第一缺点涉及如下事实：为了实现从辅助线路到主线路的通路必须创建合适的横向输送系统。

此外，必须特别精确地控制进料粗制品的输送速率（对于主线路和辅助线路是不同的）以允许规则的连续进料至轧机。

还已知诸如在专利EP0603330或申请US2009/0056906中描述的工艺过程，这些工艺过程能够稍微增加长形产品从离开模具到进入拉坯/矫直单元（通常由首字母指示为W.S.U.）的速度。

应当会很快注意到粗制品速度增加是本文所述工艺的必然结果，而不是该工艺的主要目的，该工艺已认为用于其它目的。

在对这些解决方法进行具体描述之前，应当指出在这些类型的装置中产品P竖直地离开锭模之后沿圆周的一个段变形直到产品到达水平位置和直的轨迹处，以限制装置的竖直阻碍。

因此，在所有这些装置中产品P所依照的轨迹包括第一部分和水平延伸的第二部分、第一部分紧靠模具段的下游并按照开口为大约90°（从竖直到水平）的圆形截面延伸：两轨迹（曲线和直线）的接合部由术语“过渡区域”指示。

W.S.U.（拉坯矫直单元）通常设置为对应于该区域，该单元将产品P从曲线形式矫直为直线形式并且允许控制拉坯速度。

W.S.U.显然在位于紧靠过渡区域上游和下游的轨迹的段使用它的辊作用。

为了理解文献EP0603330中描述的工艺，应当参照图1：图1示出了产品P离开的连铸的模具L的终端部分。

根据EP0603330的教导，必须修改装置并将其尺寸加工成使得产品P的“冶金长度”全部包括在曲线段内（从锭模到W.S.U.的辊），即图1中以附图标记ZT示出的过渡区域的上游。

“冶金长度”指的是产品P中具有还未完全固化的中央核部（在液态基质中悬浮的固态晶粒共存于核部中）的部分。

另外，在此情况中W.S.U.不是传统的单元，而特定地制造为使得其仅在过渡区域ZT下游的直线部分作用：这种特定的W.S.U.实际上包括一系列辊，这些辊全部定位在过渡区域ZT的下游并且具有彼此平行的旋转轴线且大体定位在距产品P相同距离处。

紧靠模具下游的产品P通过轧钢机架R，该轧钢机架P构造为使产品产生变形从而引起通过保持产品P周长恒定而获得截面改变。

这种变形在技术领域通常定义为“软芯压下”并且具有提高成品质量的主要目的。

在某些条件下，产品P的截面改变可明显有益于增加产品的前进速度。

然而，按照专利EP0603330所提供的教导，这种速度的增加太有限而不能允许在不使用上述权益方法（即“缓冲件”解决方案）的情况下直接进料至轧机RM。

此外，除了不能用于这些目的外，EP0603330示出的解决方法还具有各种缺点。

首先，装置的创建费用极其昂贵，由于轧制机架R必须制造为具有适于打开和关闭的“钳板”壳体以允许所谓的“引锭杆头部”在装置初期启动阶段通过，该头部具有等于模具出口截面的固定截面。

为了允许引锭杆头部通过，轧制机架R不能具有锥形的通路截面，否则头部（具有固定尺寸）将不能通过。