[发明专利]铸造设备和使用该铸造设备的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造设备以及一种使用该铸造设备的铸造方法，并且更具体地涉及一种可容易地生产用于极厚钢材的板坯并提高质量、收率百分比和板坯生产率的铸造设备以及一种使用该铸造设备的铸造方法。

背景技术

一般而言，极厚钢材具有至少100mm的厚度，并且内部质量如孔隙度以及机械性能如极厚钢材的冲击韧性利用根据预期用途而限定的厚度减薄率(板坯厚度/产品厚度)进行控制。例如，作为海洋结构钢需要具有4以上的厚度减薄率的极厚钢材，而压力钢和风力结构钢需要3以上的厚度减薄率。

目前，极厚钢材可通过预定的后续工艺例如对通过连续铸造工艺生产的板坯或铸锭进行锻造和轧制来进行生产。当极厚钢材通过铸锭工艺即前一种方法来生产时，铸锭通过锻造工艺或经过附加的轧制工艺而被生产成极厚钢材产品。特别地，由于需要高厚度减薄率的极厚钢材将内部质量作为重要因素，因此主要在铸锭(工艺)中铸造的板坯经历锻造工艺，然后通过轧制工艺来生产。

因此，通过使用在铸锭中铸造的板坯生产极厚钢材可对应于具有高厚度减薄率的极厚钢材的生产并且对于考虑到极厚钢材的需求特征而进行的小批量生产是有利的。然而，使用铸锭工艺生产的板坯需要对不良区域进行切割以移除在冒口和主冒口周围生成的不良区域。因此，由于切隔板坯的上部区域和下部区域而导致板坯的收率百分比下降，因此增加了用于生产极厚钢材的生产成本。

同时，当极厚钢材通过连续铸造工艺即后一种方法进行生产时，通常，通过对经过连续铸造的板坯进行轧制的方法生产极厚钢材。虽然后一种方法与铸锭工艺相比在收率处理方面极佳并且因此在生产成本方面优于铸锭工艺，但问题在于，在生产需要高厚度减薄率的钢产品时，极厚钢材的厚度由于受限的板坯厚度而被限制。

此外，由于极厚钢材与普通板坯相比相对较厚，因此在铸造之后板坯完全凝固需要很长时间。当通过常规铸造方法(在该常规铸造方法中钢水被连续铸造和切割)来生产比通过普通铸机生产的普通板坯更厚的用于极厚钢材的板坯时，凝固向板坯的内侧完成并且因此铸机的设备对于切割工艺而言变得非常长，其导致设备增大，从而在生产成本方面造成巨大的初始成本的消耗。

此外，由于与铸锭材料相比出现板坯内部缺陷的可能性高，因此极厚钢材中保留有连续铸造板坯中的内部缺陷的可能性很高。此外，由于用于生产板坯的连续铸造设备被优化以用于大批量生产，因此在小批量生产方面存在不利的问题。

因此，迫切需要开发新设备及新工艺以生产具有高厚度减薄率的用于极厚钢材的板坯，该板坯不容易在普通铸造设备中生产。也就是说，所需要的是在钢材质量方面能够将内部质量和收率百分比提高至与铸锭板坯相同或比铸锭板坯更优、在生产方面有利于生产各种类型的小批量极厚钢材以及与铸锭板坯的生产率相比能够提高其生产率的设备和工艺。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种容易地生产用于极厚钢材的板坯的铸造设备以及涉及一种使用该铸造设备的铸造方法。

本发明还涉及一种能够提高板坯的质量和收率百分比的铸造设备以及涉及一种使用该铸造设备的铸造方法。

本发明还涉及一种能够提高板坯的生产率和工艺设备的效率的铸造设备以及涉及一种使用该铸造设备的铸造方法。

技术方案

根据本发明的一个实施方案的铸造设备包括铸造装置和凝固装置，铸造装置限定钢水所穿过的通道并且用于将钢水铸造成板坯；凝固装置包括支承装置和第一质量控制器，支承装置与铸造装置间隔开设置并且接纳来自铸造装置的板坯以及设置在板坯侧部中的至少任一位置上以支承板坯；第一质量控制器设置在板坯的外侧上以诱导板坯的凝固。

第一质量控制器可包括第一搅拌器、第二搅拌器以及第一加热器，第 一搅拌器设置成接近板坯的外侧并且能够沿板坯的纵向方向升高；第二搅拌器在第一搅拌器下方隔开设置并且能够沿板坯的纵向方向升高；第一加热器安装成能够在板坯的正上方区域中向前及向后移动并且构造成加热板坯的上部。

第一搅拌器可具有围绕板坯卷绕并且以圆的形式设置的线圈。

铸造装置可包括容置装置、拉拔机以及第二质量控制器，容置装置具有容置钢水的空间；拉拔机将板坯从容置装置拉拔至下部；第二质量控制器设置在通道的外侧上。

容置装置可包括下述结晶器：该结晶器构造成形成供给中间包的钢水所穿过的通道，并且该结晶器可形成为使得板坯具有800mm或更小的厚度以及2000mm或更小的宽度。