[发明专利]用于钢坯规格和初轧坯规格的连续铸钢设备

说明书

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于钢坯规格和初轧坯规格的连续铸钢设备。

连铸-条材主要地被浇铸在具有矩形横截面，特别是具有近似方形或圆形横截面的管式永久模型(permanent mould)中。该钢坯和初轧连铸坯被连续地通过轧辊或锻造设备被进一步地加工。

为了制造具有良好表面质量和结构质量的连铸产品，特别是连铸钢坯和初轧连铸坯的连铸产品，沿着连铸坯横截面之周边线地在正形成之连铸坯和模具空腔壁之间的均匀热传导是具有决定性意义的。许多公知的建议是，模具空腔几何型廓特别是在模具空腔之内角月牙凹区域中应如此地设置，以便在正形成之连铸坯壳和永久模型壁之间不产生有害的空气隙，其会导致沿着连铸坯横截面之周边线一种不均匀的热传导和凝固缺陷以及裂口。

管式永久模型之模具空腔的角部通过内角月牙凹被倒圆。在该永久模型之模具空腔中内角月牙凹被构造得越大的话，则在正形成之连铸坯壳和永久模型壁之间、特别是通过模具空腔周边的均匀冷却就越困难地实现。在永久模型中于熔液面下面附近该连铸坯之开始的凝固则从模具空腔周边之直线部分到该内角月牙凹区域是不同地进展的。在该直线部分或基本直线部分处的热流则几乎是一维式的并且遵守通过一个平面壁的热传导法则。与此相反在被倒圆的角部区域中热流则是两维的并且它遵守通过一个弯曲壁的热传导法则。

生成的连铸坯壳一般地在角部区域中当凝固开始时在熔液面下方的要厚于在直线表面处的并且在时间上较早地开始以及更强烈地收缩。这个将导致，只在约2秒后即在永久模型壁之角部区域中突显不规律地的铸坯壳并且形成空气隙，其使得热传导剧烈地变坏。热传导的这个变坏不仅使得进一步的壳生长延迟，还甚至可能发生连铸坯壳之已凝固的里层又再熔化。热流-冷却和再加热的这种摇摆动荡将导致在边棱或边棱附近区域中连铸坯缺陷如表面裂开和内部的纵裂缝，以及导致形状缺陷如偏菱形度，瘪入等。连铸坯壳的再熔化或较大的纵裂缝还可能导致拉漏(Durchbruch)。

该内角月牙凹相对连铸坯横截面之侧边长度而言被尺寸设置得越大的话，特别是当内角月牙凹半径占有该模具空腔横截面之侧边长度的10％或更多时，则出现这类连铸坯缺陷就越频繁。这就是为什么该内角月牙凹半径被一般限界在5-8mm上的一个原因，尽管对于以后的轧制工作在连铸坯边棱处较大的倒圆会是有利的。

在以高的铸造速度浇铸时被铸造的连铸坯在永久模型空腔中的停留时间就减小并且该连铸坯壳总共有很少时间用于其厚度生长。因此按照被选择的连铸坯规格必需的是，使连铸坯壳在离开永久模型后紧接地通过支承辊支承，以便避免连铸坯壳的鼓包发生或甚至断裂。这类支承辊机架直接地在永久模型下方要承受一个强烈地磨蚀并且可能在一个裂口以后只好用一个长时间消耗和大的成本花费再被修复。

由JP-A-11151555公开了一个用于连续铸造钢和初轧连铸坯的永久模型。为了避免在浇铸矩形连铸坯时该连铸坯横截面之偏菱形的变形并且另外为了提高铸造速度，则在模具空腔的四个角部处被专门地构造了该内角月牙凹作为所谓的角部冷却件。在浇入侧端上，该角部冷却件被在永久模型壁中构造为圆形的凹槽结构，其在连铸坯运行方向上是减小的并且至永久模型出口地再形成一个内角月牙凹。该圆形凹槽的弯曲度是在连铸坯运行方向上至永久模型出口去增大的。这个造型结构应能确保在连铸坯壳之角部区域和永久模型之专门造型的角部冷却件之间一个无中断的接触。

作为本发明基础的任务是，创建一个最好是具有基本上矩形的或类似矩形之连铸坯横截面的用于钢坯规格和初轧坯规格的连续铸钢设备，其能实现这些后面之部分目标的综合目标。它一方面能确保在尽可能小的连铸流数下一种高的铸造效率和因此最小的投资和维护成本以及另一方面能确保一个改进的连铸坯质量。连铸坯质量的改进特别地能防止在角部区域中如裂缝的连铸坯缺陷，在连铸坯壳中的凝固缺陷和永久模型润滑剂影响，而且也可防止质量偏差如菱形断面，鼓起和瘪入。另外本发明连铸设备能使用于支承导送机架的投资和维护成本减小以及附加地能在采用永久模型搅拌装置时改进经济性和连铸坯质量。

按照本发明这个目标设置通过权利要求1之特征总和方案被实现。