[发明专利]连续铸造方法及相应设备

说明书

一种沿弯曲的铸造线(18)连续铸造产品(P)的方法，弯曲的铸造线(18)设有结晶器(11)，结晶器(11)具有管状腔(12)，管状腔(12)具有由确定边数(n)限定的多边形横截面。通过支撑和弯曲辊(19)使从结晶器(11)离开的制品(P)沿着铸造线(18)弯曲，而不借助制品(P)的横截面的横向控制性扇形区。

技术领域

本发明涉及连续铸造方法及相应设备。特别地，本发明应用于金属制品的弧形连续铸造设备和方法。

本发明还应用于铸造具有多边形形状(例如，正方形、六边形或八边形，但不排除不同边数，例如五边形、七边形等)的小方坯或大方坯的方法和设备。

背景技术

众所周知，在连续铸造领域中，规定将熔融金属排出到模具(也称为结晶器)中，以使液态金属至少部分凝固并赋予其预定形状。以下文献中描述了具有弯曲的铸造线的连续铸造设备的实例：GB-A-2.105.229、US-A-2014/090792、DE-A-10.2006.005635、EP-A-2.441.540和US-A-2004/020632。

参照图1和图2，示出了根据现有技术的铸造设备，其中用于铸造小方坯或大方坯的结晶器111由管状体112限定，液态金属M在管状体112中冷却。还已知规定，管状体112在其壁的厚度上设有多个冷却通道117(至少一部分纵向展开)，冷却液体流过所述冷却通道117，通过液体制品和与冷却剂接触的壁之间发生的热交换间接地从液体制品除去热量。

结晶器内部的冷却称为初级冷却。

通过热交换，制品P在外部开始凝固，从而决定表层113的形成，当制品P接近结晶器111的出口时，表层113变得更厚。表层113的厚度的形成受铸造速度的影响，因此受生产率的影响。铸造速度决定结晶器111中的表层113的持久性。

通常，在这种类型的连续铸造设备中，由于下面描述的问题，有必要在结晶器111的出口处支撑制品P。

通常通过专门的辊导向系统或移动式控制性扇形区114沿着铸造线支撑金属制品的外表面，专门的辊导向系统或移动式控制性扇形区114基本平行于其必须支撑的制品P的面。

如图2所示，每个控制性扇形区114通常设有多个辊子116，这些辊子116定位成从侧面包围所铸造的制品P的侧截面，从而限定对所铸造的制品P的控制。

同时，还必须通过直接冷却制品P(称为二次冷却)来增加形成中的表层113的厚度。

二次冷却可以通过设有内部冷却系统的所述移动式扇形区114，或者通过喷雾器115使用普通水或雾化水伴随着制品P进行，直到内部在所谓的接触点K完全凝固，所述接触点K即，铸造制品P的横截面完全凝固所在的、沿着铸造线的点。

因此，控制性扇形区114构成外部骨架，其允许制品P沿着铸造线下落、冷却并且沿着理论铸造曲率半径从垂直位置传递到水平位置。

此外，控制性扇形区114随着铸造制品P朝向矫直单元移动，该矫直单元将铸造制品P拉出铸造设备。

沿着铸造线，在包括在控制性扇形区114和矫直单元之间的区域中，通常设有支撑和弯曲辊118，以支撑金属制品P并使其从垂直状态弯曲到水平状态。支撑和弯曲辊118沿着铸造线远离，并且交替地一个位于铸造线的内弧面侧下一个位于铸造线的外弧面侧。

正如我们所说，移动式控制性扇形区114不仅对于冷却制品P而言是必要的，而且对于支撑限定制品本身的面而言也是必要的。事实上，形成制品P的表层的特征在于，具有相当低的厚度，并且会出现“膨胀”现象，即，由铁水静压力引起的鼓胀效应，铁水静压力向液体制品部分的外部推进，使凝固表层的壁鼓胀。

通常，这种现象受控制性扇形区114控制，控制性扇形区114将其实体限制到可忽略的膨胀，因此不会损害制品P的铸造性。