[发明专利]连铸设备的铸模和基座导向组件及操作设备的方法与系统

说明书

发明背景

1．发明领域

本发明基本上涉及金属的连续铸造领域，更具体地说，涉及在一台连续铸造设备中的一个可调整铸模用的一个改进的基座导向或支承组件。

2．现有技术的说明

自从大约三十年前大规模推广连续铸造方法以来，利用连续铸造技术生产金属已经日益增加，现在在其它金属中，全世界每年生产的钢，有很大的百分比是用连续铸造方法生产的。众所周知，一般，连续铸造设备都包括一个铸模，该铸模具有二个基本上平行和相对的宽壁面和二个基本上平行相对的窄壁面。该窄壁面与该宽壁面配合，形成了一个矩形横截面的浇铸通道。熔融的金属连续不断地送入该浇铸通道的顶端，并且该铸模设计成在所形成的扁坯或线材从该浇铸通道的底部出来之前，使金属冷却，以便形成一个外皮。当该线材离开该铸模行进，直至完全硬化之前，利用喷雾法，可使该线材进一步冷却。然后，利用传统的方法(例如辊轧)，对该线材进一步进行处理，制成诸如钢板、片材或卷材一类的中间或最终的金属产品。

在许多情况下，顾客需要将线材或扁坯制成一个特定的宽度。例如，钢板制造商可能要求线材有一定宽度，因为，当将该线材辊轧成所希望的厚度时，会形成一块具有所希望尺寸的钢板。然而不幸的是，用户对非标准宽度产品的少量定货，可能使铸造一个包括在该铸造设备的供给钢水包中所拥有的全部熔融金属的整个扁坯，会造成生产过剩和效率不高。

为了适应这种情况，已经开发出在工作过程中可以调整宽度的连续铸造设备，并已在工业中普遍应用。被称为“远距离调整”的这种铸模是这样设计的，即：不需停止扁坯的运动，亦即不需中断铸造操作，可以使铸模的窄壁面彼此相向地运动或彼此离开。

当该线材或扁坯刚开始在该铸模中形成时，它具有一层很薄的表皮。必需不惜一切代价避免在宽度改变过程中该表皮破裂，因为这会造成称为金属冲出的条件，即熔融金属通过该铸模下面的表皮流出。严重的金属冲出将铸造设备处在熔融金属通道中的各个部分包围起来，使这些零件不能使用，需要更换或重新整修。当这种情况发生时，该连续铸造设备可能很长时间不能工作，这对钢铁制造商来说是一种巨大的费用消耗，这种消耗也许可多达每小时15000美元。本发明的受让人，Gladwin公司是北美最大的连续铸造设备维修服务的提供者，它非常熟悉与金属冲出有关的各种问题。

为了避免该线材或扁坯的表皮破裂，必需比较缓慢地使该铸模的窄壁面运动，使该窄壁面能经常地支承着该扁坯的窄表面。因此，为了改变铸模宽度，必需花费一定的时间。由于在改变铸模宽度时，该扁坯继续运动，因此，在改变铸模宽度所需的时间内，通过该铸模的该扁坯的部分要做成有一定锥度。

由于表皮开始比较脆弱，因此甚至在该扁坯离开铸模后，还必需支承着它。为了做到这点，在该铸模的下游，一般要设置一系列的支承区。每一个支承区包括二个基本上平行的、由冷却栅格、冷却平板或与该扁坯的宽表面接触的辊子构成的宽的侧面。第一个支承区还包括二个基本上平行的窄的侧面，它们也同样由冷却栅格、冷却平板或辊子构成。该第一个支承区特别关键，因为该扁坯的表皮还没有机会很好地扩展，因此需要坚固的支承。在正常操作过程中，该扁坯的四个表面与该第一个支承区的相应侧面接触。

为了以上讨论那样调整宽度，通常，可使该第一个支承区的窄的侧面彼此相向地运动或彼此离开。但是，要使该第一个支承区的窄的侧面的运动与该铸模的窄壁面运动同步极其困难。另外，该第一个支承区的窄的侧面设计成是不能倾斜的，因此，在改变宽度的过程中，该窄的侧面不能与该扁坯的锥度一致。由于这些原因，过去的作法是，在改变宽度时，使该第一支承区的窄的侧面向后退，离开该扁坯。这会使得该扁坯的窄表面没有支承。结果是该扁坯的窄表面凸起，这是由构成该扁坯的核芯的熔融金属的压力引起的。从质量的观点来说，表面凸起是不希望的，此外，它还会增加金属冲出的危险。减小铸造速度，可以降低表面凸出的程度。但，这会减小该连续铸造装置的产量。

为了解决这个问题，曾企图在改变宽度的过程中，对该线材提供可自行调节的支承。例如，授予Hury的美国专利4,669,526号公布了一种线材支承，它是一种窄表面壁面的延伸，并且绕枢轴转动地安装在该窄表面的支承上。一个压缩弹簧和连杆与该线材支承的底部末端连接，以便将该线材支承推向另一个支承。因为在宽度改变过程中，该线材的锥度也改变，该压缩弹簧提供的偏移，将以一个基本上恒定的力，使该线材支承保持与该线材的接触。