[发明专利]经过改进的用于高速连续浇铸薄的优质扁钢锭的设备的装置

说明书

本发明涉及一种经过改进的用于高速连续浇铸薄的优质扁钢锭的设备的装置。

所谓“薄的扁钢锭”，其厚度在80mm以下，迄今为止，连续浇铸这种“薄的扁钢锭”会遇到一些质量问题，特别是以高速度进行浇铸时，比如说浇铸速度在4.5m/min以上时尤其如此。

这些质量问题会导致在扁钢锭的表面上出现一些裂缝，扁钢锭的表面就是我们通常所说的外壳，该外壳是在铸模内形成的：--由于把铸型粉料包裹起来而形成纵向的裂纹；--由于缺少润滑以及由所谓“熔渣”形成的隔离膜而形成纵向和横向的裂纹，其中“熔渣”这个术语是指铸型粉料在熔化并重新固化后所得到的产物；--由于热应力而形成的纵向裂纹；以及--由于铜冷却表面是不连续的从而形成纵向的裂纹。

这些质量问题主要影响到特殊的钢材，并且通过降低浇铸速度至少可以部分地解决这些质量问题，不过这样会导致生产率的降低并且由此会使工厂的经济效益下降。另一种可能的解决方案是使用一种叫作“EMBR”(电磁制动尺)的电磁装置，通过降低钢水波动的高度，该种装置能够整平钢水的波动，而这种钢水的波动使得在铸模内的弯月形表面成为波纹形，但是这样一种电磁装置是很昂贵的，并且只能部分地解决上述的问题。而且由于在铸模内的几何条件和流动情况而导致的其它问题可能会使铸口(该铸口浸入在液态金属之下，通常称为“潜铸口”)的寿命缩短，并且还会对工艺效率造成有害的影响。

由此可以清楚地看到，独立地对铸模、潜铸口以及铸模振动装置采取措施不能够令人满意地并且系统地解决上述问题。这三个部分彼此之间紧密地相互联系，形成了一个实际的“铸锭装置”，并且这三个部分对连续浇铸起作用，从而只有把整套装置作为一个整体来采取措施才可能找到一种有效的解决方案。

本发明的目的是提供一种铸造装置，当以高速度来浇铸薄的扁钢锭时，该种铸造装置能够克服上述的不足。

根据本发明提出的经过改进的各铸造部分的总成通常具有如权利要求1所述的特征，同时根据本发明的各特殊方面，各铸造部分的总成还具有在各从属权利要求中所描述的附加特征。

以下将对本发明的一个优先实施例进行详细地描述，该描述是参考附图以非限定性举例的方式来进行的，从这些描述中，根据本发明而提出的铸造装置的这些以及其它的目的、优点和特征将会变得更加明显，在所附的图中：

图1是表示根据本发明而提出的铸造装置的一个侧视简图；图2是表示沿图1中所示的箭头Ⅱ的方向观察所得到的铸模本身的上部及潜铸口的一个视图；图3a、3b、3c是表示沿图2中Ⅲ-Ⅲ线所得到的同一横截面的简图，其中Ⅲ-Ⅲ线是处于弯月形表面的高度位置，这些横截面的简图是为了详细地表示出在几何关系中所考虑的多个部分，根据本发明而提出的铸锭装置中的铸模和潜铸口必须满足该几何关系；图4是表示同一铸模的平面图，在笛卡尔三轴坐标系中简要地表示出了该铸模；图5a和5b是表示图4中所示的铸模的两个简图，其中通过平行于图4中的Y轴和Z轴的一个平面图在纵向截面中表示出了冷却系统管道的外包络面，并且还通过沿图5a中的B-B线所得到的截面图表示出了冷却系统管道的外包络面。

参考各附图，图1是根据本发明的铸造装置的一个简图，其中具有铸模1、浸入液面下的铸口2和振动装置3，在下文中常把浸入液面下的铸口2称为“潜铸口”，而根据本实施例，振动装置3是液压驱动的并且与铸模本体连接固定起来，很明显，这样可以不妨碍铸造流程。图1中也示出了钢水在潜铸口2和沿铜的侧壁形成的外壳之间流过的断面，即形成了两个“通道”4。

至于铸模，相对于传统的铸造装置来说，当浇铸薄的扁钢锭时，所产生的主要问题是熔化的钢水其流动速率是相同的，减小扁钢锭的厚度将会增加在单位时间内与铸模壁相接触的钢锭表面，从而就增加了对润滑“熔渣”的需要，关于“熔渣”在前面已经进行了定义。事实上，T1、W1、V1是一个通常厚度的扁钢锭的厚度、宽度以及平均浇铸速度，而对于一个薄的扁钢锭，相应的参数是T2=T1/a(a＞1)、W2=W1以及V2＞＞V1，钢水的流动速率是相同的，则有：

T2·W2·V2=T1·W1·V1    (Ⅰ)

于是，单位时间内浇铸的薄钢锭的面积是：

2·(T2+W2)·V2，如果相对于其宽度来说，薄钢锭的厚度可以忽略，则2·(T2+W2)·V2大致等于2·W2·V2。用从等式(Ⅰ)中导出的值来代替W2,V2，则有：

2·W2·V2=2·(T1/T2)·W1·V1=a·(2·W1·V1)    (Ⅱ)