[发明专利]封闭金属带材双辊连铸机铸腔的侧壁和配有该侧壁的连铸机

说明书

本发明涉及直接由金属液制造金属薄带材的连续铸钢。具体地说，本发明涉及特别是用于铸造钢带或铁基合金带材的所谓“双辊铸造”设备的铸腔的侧封闭件。

在这种铸造设备(正使其用于几毫米厚的带铜铸造的用途工业化)中，一方面，铸腔受到了绕其轴沿相反方向转动且金属液在其上开始凝固的两个靠近的水平辊的内冷却圆柱形侧表面的限制，另一方面，铸腔受到了被弹性件压在轧辊的平面端(被称为“端面”)上的难熔材料板的限制。这些难熔材料板沿侧向封闭了所述铸腔，以防止金属液从连铸机中漏出来。该板的下边缘位于“辊缝”下方，即位于两辊表面最靠近且其宽度约等于所希望的带材厚度的区域下方。

绝对必须在连铸前明显升高侧封闭板的温度，以防止金属液在填充结晶器时(在填充过程中，结晶器的底部被一根当辊开始转动且拉动带材头部时从铸腔中被拉出的“引锭杆”封闭)和在铸造的第一时刻中凝固于侧封闭板上。但是即使采用了这样的预防措施，侧壁也构成连铸机中的热不稳定区，它们不可避免地在其附近形成了一个异常地大量吸取金属液热量的区域。特别是在靠近辊的区域内，情况就是如此。由于所述辊通过水循环而被内冷却，所以辊将冷却发生接触的区域附近的侧壁。这可能造成钢液在辊边缘处比在更靠近其中央区的辊部位处更快速地凝固，而这可能就是问题的根源所在。这通常是因为在各辊上凝固的且其厚度随着辊转动而在预定点上逐渐增大的金属坯壳必须准确地在辊缝处汇合或必须略低于此高度地汇合以便形成带材的缘故。如果坯壳非常明显地在辊缝下方发生汇合，则存在当带材离开辊子时带材将不够坚硬以致带材开裂的危险。还存在带材具有内部孔隙的危险。相反地，如果坯壳特别是在过冷侧壁的影响下而在辊缝上游汇合，则辊缝处凝固带材的厚度超过辊缝的名义宽度。因此，必须分开辊以防止辊对带材施加轧制载荷(铸辊施加轧制载荷可不是铸辊的设计用途)。分开两辊是产生与所述的厚度变化和产品凝固方式有关的带材缺陷的原因。带材在侧壁附近凝固的异常环境所造成的其它结果就是由凝固金属施加在侧壁下部分上的高压力。经常出现这样的情况，即所述的高压力足以使侧壁至少在其局部高度范围内向后倾斜，而这可能局部破坏辊和侧壁之间接触的密封性。于是，金属液有可能从铸腔中漏出。

本发明的目的是提供一种铸造设备的结构，它可以在侧壁附近形成带材凝固环境，所述的侧壁不易于破坏铸造过程的一致性。这种铸造设备也应能够限制侧壁向后倾斜的现象。

本发明的主题是一种用于封闭金属带材连铸设备的铸腔的侧壁，所述连铸设备包括两个具有水平辊轴的内冷却对转辊，所述辊的圆柱形侧表面构成了所述铸腔的边界，辊缝处铸腔的宽度决定了带材的厚度，该侧壁具有一个将在铸造过程中摩擦辊端面并将面对所述铸腔的活动件，其中该活动件的尺寸是这样的，当该侧壁被装在铸造设备上时，侧壁的下边缘将在辊缝上方离辊缝有一段至少等于1毫米的间距。

本发明的另一个主题是一种金属带材的连铸设备，这种连铸设备包括两个具有水平辊轴的内冷却对转辊和两块封闭其铸腔的侧壁，所述辊的圆柱形侧表面构成了所述铸腔的边界，辊缝处铸腔的宽度决定了带材的厚度，其中该侧壁属于上述类型的侧壁。

如将要了解到的那样，根据本发明，侧壁的活动件，即与辊端面接触的或与铸腔所含金属液接触的侧壁部件不象在传统情况中的那样终止于辊缝的下方，而是终止于辊缝的上方。因此，在辊缝两侧留下了空闲的空间，金属在此空间内不与任何难熔材料接触，因此不会对侧壁施加任何压力。于是，即使其已凝固部分所占比例很高，该空间所遇到的金属也不可能造成侧壁向后倾斜。另外，此空旷的空间可以使已凝固的或正在凝固的金属伸向铸腔外，这减小了辊边缘所必须承受的作用力。

发明人已经注意到，在常见的铸造参数情况下于结晶器内冷却钢水的环境是这样的，即对于金属液不会明显地漏到连铸机外来说，即使金属不受侧壁限制，金属从可在辊缝上方几厘米的高度起凝固于铸腔的边缘上(尽管尚未完全凝固)是已经足够预先的了。本发明人由此推论，可以省去现有技术侧壁的下部件。省去这些部件可以使连铸机更能够容忍在带材凝固过程中出现的轻微偏差。当然在本发明中，比原本在辊缝前最后几毫米或几厘米处所预料的厚度稍大的辊边缘处凝固坯壳的厚度不再造成侧壁向后倾斜或与其有关的铸腔上层丧失密封性的危险。另外，如果辊子对已经过度凝固的带材部分施加压力，则所述带材部分可以侧向延展，由此可不需要分开辊对以便明显地降低它们所必须承受的应力。

因而，本发明提供了更好的铸造环境的稳定性，这有助于更好的带材整体质量和更好的连铸机的工作可靠性。