[发明专利]连铸模及用于连铸模的密封件

说明书

本发明涉及用于密封连铸模振动浇注管和静止外罩组件间环形间隙的密封件。本发明还涉及具有至少一个此种密封件的连铸模。

在钢线材连铸工艺中，铸模在浇注方向上振动，以防止钢材粘结在浇注管的冷却内壁上。通常振动频率为例如几赫兹、振幅大于10mm、振动质量为数吨。因此振动需要消耗大量能量。基于这一原因，需要使振动质量尽量小。

现有的振动器包括一个振动台，其上安装一个整体的连铸模，国际专利申请号WO 95／03904描述了一种安装了具有一个集成振动连杆的静止外罩的铸模。浇注管通过该振动连杆支承于该铸模内，并通过两个可弹性变形的环形密封膜连接至一个外部静止外罩上，以使其可在外罩内沿浇注轴向振动。在该浇注管周围，环形密封膜密封一个环形的冷却剂压力室。在这例铸模中，振动部件的质量大大减小，所以能量消耗也大大降低。

专利申请WO 95／03904提出了环形金属膜和弹性膜两种方案。这些环形膜经受非常复杂的机械应力。首先，它们必须承受至少5bar的冷却水压，在环形膜内将产生一个很大的拉应力。其次，它们必须承受一个每分钟几百次的振动应力，浇注管的垂直振动将在环形膜内产生很大的峰值应力。另外，线材将在浇注管中施加一个水平拉力，从而使环形膜受到应力作用。在这种复杂应力作用下，环形膜将很快发生疲劳损坏。

本发明的主要目的是用一种柔性材料制造一种改进的密封件，用以密封连铸模的振动浇注管和静止外罩之间的环形间隙。

这一目的是这样实现的，在密封件上形成一个周围凸起，其凸出侧在该密封件安装以后位于压力侧。

根据本发明形成的密封件，就其结构设计而言，比现在的扁平密封件更适合于吸收连铸模内非常复杂的机械应力。它减缓了疲劳特征的产生，从而延长了寿命。这一技术进步大概可以解释如下。当浇注管相对于静止外罩组件作轴向运动时，密封件产生一个主要包括凸起压平的变形。结果，根据本发明形成的密封件比现有的扁平环形膜伸长量小得多，因此遭受很低的拉应力。其次，压力作用于密封件圆周凸起的凸出侧，将在密封件内产生压应力，而不是拉应力。

本发明的密封件优选设计为环形膜，水平安装在连铸模内。由于本发明提供了凸起，在浇注管轴向运动过程中，环形膜材料无论在径向还是周向都不会存在太强的拉伸。本发明的密封件还可以设计为一个管联接件，与浇注方向同轴安装在连铸模内。但是在管联接件的实施例中，密封件的材料在凸起部位周向上经受轻微的拉伸。

本发明的密封件优选由一种弹性材料如弹性塑料或橡胶制成。它还优选包括加强丝，例如织物纤维丝。在管联接件实施例中，这些织物纤维丝在圆周方向上应该是断开的，以允许周向上的膨胀。

本发明还涉及一种连铸模，该连铸模包括一个振动浇注管、一个静止外罩和至少一个用于密封振动浇注管和静止外罩之间的环形冷却剂压力室的柔性密封件。该柔性密封件如上所述形成一个圆周凸起，其凸出侧朝向环形压力室。

一个这样的模优选包括一个振动器和一个静止支承结构，该支承结构支承上述振动器而振动器支承上述浇注管。这样，浇注管的重量由振动器承受，而密封件不再受浇注管重量的作用应力。上述外罩和浇注管之间不需要放置另外的支承件。设计一个小型的振动器，使其具有一个振动杆，该振动杆以一个活动联接(活节)方式安装在支承结构内，并以一个活动联接(活节)方式联接于浇注管上。该振动器优选包括一个液压缸作为致动器。另一种可以替代的方式是，上述浇注管可以通过一个弹簧件弹性悬浮于其外罩内，从而使振动器不执行支承功能，而只向浇注管传送振动能量。

本发明提出了几种把本发明的密封件优选安装在一个连铸模内的方法。

在一个第一实施例中，铸模包括本发明的一个上密封件和一个下密封件，它们围绕整个浇注管限定了一个环形冷却剂压力室。该环形压力室优选被一个具有弹性环形膜的内密封装置分隔成下、上两个环形集流器，它们分别联接至冷却剂进流管和回流管。优选在浇注管周围安装一个通水套管并使其沿浇注管形成一个环形间隙，该间隙一端通向下集流管而另一端通向上集流管。

在一个第二实施例中，铸模包括分别围绕浇注管下端和上端的一个下柔性环形集流器和一个上柔性环形集流器，这些柔性环形集流器各自包括两个正对的本发明的密封件，并且它们以这样一种方式安排，以使其间形成一个环形冷却剂压力室。与第一实施例相比，第二实施例中铸模冷却水的容量降低了。此外，还可以在下、上柔性环形集流器之间于冷却水之外安排一个电磁搅拌装置。