[发明专利]用于圆形截面金属产品的轻压下的装置

说明书

一种圆形截面金属产品的轻压下装置(1)，该圆形截面金属产品具有液体的或部分液体的芯，该轻压下装置(1)用于减小来自连铸机的所述金属产品的厚度，该装置包括至少两个轻压下单元(2、3)；其中所述至少两个轻压下单元(2、3)串联布置；其中每个轻压下单元(2、3)设置有一组仅三个彼此成120°布置的辊；并且其中一个轻压下单元的三个辊(7、8、9)的组相对于相邻轻压下单元的三个辊(10、11、12)的组偏移预定角度。

发明领域

本发明涉及一种用于圆形截面(round-section)的坯料或坯段的轻压下装置(soft reduction device)，该圆形截面的坯料或坯段具有液体的或部分液体的芯，来自连铸机，以便以受控方式压缩产品，从而减少液体部分并提高其内部质量。

背景技术

现有技术中已知用于挤压液体芯铸造产品的各种装置和方法，并且这种操作被称为“轻压下”。

这种技术在板材领域特别常见，板材的特点是其宽度大于其厚度。

由于产品受到逐渐冷却，产品的表皮在结晶器中开始形成。当产品在矫直单元的牵引下向下游行进时，它受到连续的直接和间接冷却操作，并且这导致表皮厚度的增加，这是由于冷却系统从产品的芯部减去热量而导致的。

产品从中间包浇铸到结晶器中，并开始向下游提取区下降，被冷却并被容纳辊容纳。产品表皮的厚度随着产品下降和冷却而增加，直到表皮在所谓的“冶金锥(metallurgical cone)”中自发接合，此时产品实现完全固化。

用于形成表皮的过程通常受到各种参数的影响，特别是受铸造产品的钢等级、铸造过程中铸造产品经历的热交换、铸造速度和产品本身的尺寸的影响。

为了保持产品的内部质量，有必要使产品完全固化：事实上，随着产品固化，液体部分所占据的体积减小，液体部分最初相对于固体部分占据更大的体积。在铸造曲线的第一部分中，这种体积差异不会对产品产生很大影响，因为固化过程中损失的液体部分的体积被钢铁水静压力(ferrostatic pressure)推向下游的更上游的液体所替代。然而，在冶金锥的顶点附近，固体成分和液体成分不再很好地相互区分，从而导致所谓的“糊状区(mushy zone)”。

从微观角度来看，与液体芯接触的产品表皮外观具有一系列称为枝晶(dendrites)的结晶分支，当表皮即将接合时，枝晶倾向于彼此相交，从而形成上方的液体入口的屏障，防止在由于固化而导致经受液体部分体积减小的区域中填充新的液体，并导致产品内部结构中形成不希望的多孔性。

在该固化步骤中产生的另一个问题是宏观偏析：随着产品固化，枝晶延伸并趋向于朝向产品的液体芯带来合金元素(例如碳、硫等)。这种现象导致沿着产品截面的化学成分的差异。合金元素的这些迁移导致在产品的不同区域之间机械性能、热性能等的不希望的差异，而具有均匀结构和性能的产品则是所希望的。

为了消除这些缺点，开发了轻压下处理，该轻压下处理提供了对铸造金属产品(例如板坯或坯料或坯段)的受控挤压，其中铸造金属产品经受减小厚度的作用，同时芯在锭模(ingot-mold)下游的区域中仍然是液体的或部分液体的，因此在连铸机的出口处获得相对于铸造产品较薄的产品。

减小液体的或部分液体的芯的厚度的主要优点是获得固化结构的改善以及铸造产品的内部质量的改善。

为了有效，轻压下应该随着铸造产品厚度的连续和受控的减小而发生，直到铸造产品在其中包含液体的或部分液体的芯，这可以通过所涉及的铸造产品拉伸的大致锥形的压下轮廓(reduction profile)来获得。

最常见的轻压下装置通过成对相对的辊来挤压产品：因此，这里的挤压力以相等的强度和相反的方向施加，从而导致产品厚度的减小及其延伸(称为“凸出”)。

这种轻压下处理通常用于连续板坯铸造领域，因为侧面的加宽不会严重影响成品，一旦弯曲侧被方便地修整，成品将准备好用于轧制或其他连续操作。