[发明专利]用于高速连铸设备的、凝固时压下铸坯的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于连铸设备的铸坯生产装置和方法，所述铸坯的横截面在凝固过程中被缩小。

众所周知，利用凝固厚度通常为18mm-450mm的且最高浇铸速率达12m/min的高速设备如用于薄板坯、大方坯、小方坯或圆坯的连铸设备生产铸坯，其中最好在凝固过程中在铸坯从结晶器出来后缩小铸坯横截面。

在德国专利DE-4403048和DE-4403049或DE-4139242中公开了这种薄板坯或圆坯的无锭轧制技术。另外在生产薄板坯情况下，这种无锭轧制技术每天都在生产车间中应用。

例如，65mm厚的薄板坯在紧接在结晶器下方的0段内被压到40mm。25mm或38.5％的铸坯压下量可能对某些易内裂钢材不利。所以，由铸坯减厚或所谓的无锭轧制引起的铸坯内变形可能是内裂的起因，这是因为在液/固相邻的内坯壳或外坯壳处超过了材料的临界变形量。

以2m长的圆弧0段为例，此0段在坯壳中没有弯曲加工或弯曲变形。当在凝固过程中进行无锭轧制时，衡量铸坯变形的坯壳变形速率在6m/min的浇铸速率下为1.25mm/s。当浇铸速率提高到如10m/min时，变形速率提高到2.08mm/s，这是很危险的。这种主要由无锭轧制引起的内变形不仅对内变形不太敏感的深冲钢材是危险的，而且主要对易裂钢材如微合金APX-80材料是危险的。

此外，由于通常在立弯式连铸设备中在位于结晶器下方的区域内同时弯曲铸坯，所以在这种连铸设备中因在铸坯中引入弯曲变形而加剧了由无锭轧制引起的变形，由此增加了超过临界变形的危险性和再次产生裂纹的危险性。

基于前述认识和内在关系，本发明的目的是通过工艺措施和简单的设备特征来确定铸坯横截面的压下变形量，从而在考虑了浇铸速率和钢材质的情况下，不超过铸坯的临界变形。本发明的特征适用于所有铸坯尺寸，它也适用于各种连铸设备。用方法独立权利要求1及其从属权利要求以及设备独立权利要求及其从属权利要求来描述本发明。

以下根据本发明的、出乎意料的、实现上述目的的解决方案是以薄板坯为例而作详细描述的，其中，本发明被认为特别适用于凝固后的厚度为60mm-120mm的即在结晶器出口处的板坯边部厚度为如70mm-160mm的薄板坯的浇铸。根据现有技术，通常发生在铸坯导辊的上、下侧之间的铸坯压下在如今的试验条件下最高达60％，在这里就是在200mm长的变形区内将50mm厚的板坯压薄到20mm，在生产条件下所述铸坯压下量最高达38.5％，在这里就是在位于结晶器下方的约2m长的0段内将65mm厚的铸坯压薄到40mm。在这两种情况下，最高浇铸速率为6m/min。

对本发明的描述是以在结晶器出口处的厚度为100mm、凝固厚度为80mm的薄板坯为例的。本发明拟定了在浇铸速率例如为6m/min和10m/min的情况下、当薄板坯凝固时在铸坯导辊机架内的铸坯压下方式和压下量分配方式。

在表1和表1.1中，与现有技术对比地列出了本发明的主要工艺参数和设备参数。表1示出了在6m/min的浇铸速率下的参数，表1.1示出了在10m/min的浇铸速率下的参数。

在这两张表中，当铸坯凝固时，20mm的坯厚总压下量在0段和其余的1-13段内的分配情况是变化的。在表中，现有技术是由完全在0段内进行的20mm坯厚总压下量(即栏1中的19号-22号)来表示的。在此可以明显地看到，在浇铸速率从6m/min升高到10m/min的情况下，在3m长的0段内由铸坯压下或无锭轧制引起的铸坯压下速率进而有效的坯壳变形速率由0.67mm/s提高到1.11mm/s。

栏2、3、4中的19-22号、23-28号以及29-34号示出了本发明的解决方案，它通过在0段和1-n段间再分配20mm的坯厚总压下量而产生了大幅度减小坯壳变形量的效果，其中在1-n段内的压下可被称为“软压下”。现在用以下例子来进一步描述所述再分配情况：

-在0段内压下15mm，在1-n段内压下5mm，见栏2的19-28号

-在0段内压下10mm，在1-n段内压下10mm，见栏3的19-28号

-在0段内压下5mm，在1-n段内压下15mm，见栏4的19-28号

-在0-n段内压下20mm，见29号-34号。