[發(fā)明專利]用于連續(xù)鑄造的結晶器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280070537.4
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN104254413A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 馬爾科·里納爾迪;馬爾科·毛羅·莫塔
• 申請（專利權）人: 達涅利機械設備股份公司
• 主分類號: B22D11/041
• 分類號: B22D11/041;B22D11/055;B22D11/07
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;孫麗梅

技術領域

本發(fā)明涉及用于諸如大鑄坯(bloom)或小鑄坯(billet)的長的金屬產品的連續(xù)鑄造的結晶器，其通過外部冷卻套管冷卻。

該結晶器優(yōu)先適用的大鑄坯或小鑄坯具有邊長等于120mm÷180mm的正方形的截面，或者具有等效截面的矩形。

背景技術

在連續(xù)鑄造領域，尤其是在鑄造大鑄坯和小鑄坯的情況下，眾所周知的是，涉及成品質量的主要問題之一即是菱形變形的缺陷。此外形缺陷的特征在于如下事實：所述產品(例如大鑄坯或小鑄坯)，尤其對于在高速鑄造下的小規(guī)格，在鑄造機器的凝固下游的端部處不具有精確地等于結晶器的內部截面的外廓，而是呈現出可能在隨后的軋制過程中引起問題的長菱形的形狀。

如果作為截面的對角線之間的差被測量的菱形變形大于6mm，那么，在第一軋鋼機架，阻塞的頻率將會增加。

由于結晶器內的熱交換缺乏均勻性，所以經常產生這種形狀上的缺陷，尤其是在緊接彎月面之下的區(qū)域，而這引起，在產品的一側和另一側之間和沿著相同側，外周上的表層的厚度不均勻。這個不均勻性取決于結晶器的非對稱性變形，而這本質上又取決于熱流的強度。一旦產生，變形就會增加并且不能復原。

此外，與在距離邊緣的頂點10mm-30mm處的區(qū)域不同，邊緣由于大的交換表面而承受相當大的熱流。距離邊緣的頂點10mm-30mm處的區(qū)域因此具有比小鑄坯的其余部分的厚度更小的厚度的局部表層。具有不均勻厚度的表層在厚度較小的地方具有薄弱點，表層下的裂縫的形成因此變得頻繁，而這可引起折斷。

當使用油作為潤滑劑而進行自由鑄造(free?casting)時，這個問題甚至更加嚴重。另一方面，如果在鑄造過程中使用潤滑粉末，由于粉末的絕緣作用及其均勻的分布，從而使得菱形變形的程度變弱；然而，與油的使用相比，粉末的使用更加昂貴，因此當生產商品鋼材時，使用粉末是不經濟的。

此外，隨著鑄造速度的增加，問題也隨之增加，因此這對可獲得的最大速度產生了限制，并且因此對鑄造機器的生產力產生了限制。

因此菱形變形是由于液態(tài)鋼和結晶器的內壁之間在彎月面之下的某個區(qū)域的不受控制的粘附情況引起的形狀缺陷，即，在具有最大熱交換時并且在第一表層形成的同時，產生非均勻的熱交換，并且因此在小鑄坯凝固時沿著小鑄坯的外周產生了表層的厚度差別。

為了解決菱形變形的問題，文獻US6,024,162提出在結晶器的內壁上制作一系列規(guī)則的凹陷，所述凹陷具有使恰在彎月面之下的危險區(qū)域的熱交換更加均勻的作用。

特別地，確定了彎月面的標示水平面之下20mm至200mm(含端點)的區(qū)域，在此區(qū)域內制作了規(guī)則的成排的凹陷，其是水平凹槽的形式，或圓形的、正方形的或六邊形的形狀的小的凹部。

這個解決方法(即使其是改進)不能解決問題，一方面由于凹陷的分布與熱流的發(fā)展不相關聯，另一方面，是由于所述凹陷本身使表層下的裂縫以及在高速下和使用油作為潤滑劑的自由鑄造的更危險的情況下的折斷的問題加劇。而且，凹陷減少了在鋼和錠模之間交換的熱流的總量并且因此減小了在從錠模的出口處的表層的平均厚度。

文獻JP8-206786A和JP11-000746A描述了具有凹槽的結晶器，該凹槽基本制作在內壁的中央部以減少在緊接彎月面之下的區(qū)域處的熱交換。這些解決辦法僅部分地減輕了問題，這是因為無論如何其使得對小鑄坯的整個外周的熱處理欠缺均勻性。

從文獻EP1,792,676A1、EP1,795,281A2、GB2,177,331A和JP9-225593A還可知道的是，在結晶器的外壁上制作凹槽。然而，凹槽被提供在結晶器的整個表面上或在其中央區(qū)域內，并且凹槽不會與在對應于彎月面的區(qū)域操作的其他裝置一起有意地使冷卻處理均勻化。

申請人已經設計、測試并具體化了本發(fā)明以解決現有技術的問題并且如后文所示的獲得其他的優(yōu)點。

發(fā)明內容

本發(fā)明被闡述并被體現在獨立權利要求中，而從屬權利要求描述了本發(fā)明的其他特征或主要發(fā)明構思的變型例。

本發(fā)明的一個目的是獲得用于連續(xù)鑄造的結晶器，其允許在產品的整個外周上，特別是在彎月面下面的具有結晶器的壁與鑄鋼之間的熱流的峰值的區(qū)域，使熱交換均勻化，并因此使鋼的凝固均勻化。

本發(fā)明的另一個目的是將諸如大鑄坯或小鑄坯的鑄造產品的菱形變形減小至最小，而無需從根本上更改由在外部套管中循環(huán)的水冷卻的常規(guī)結晶器的基本結構并且無需限制鑄造速度。

本發(fā)明的一個目的是減少表層下的裂縫的形成以及隨之發(fā)生的在從結晶器的出口處的折斷。