專利名稱：連續(xù)鑄造鋼帶的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在雙輥鑄軋機上連續(xù)鑄造薄鋼帶。更具體地說，本發(fā)明是關 于操作側(cè)擋板和減少其磨損。
背景技術：
在雙輥鑄軋機上，融熔金屬被引入一對反向旋轉(zhuǎn)的橫向鑄輥之間，對鑄 輥進行心部冷卻，以使金屬殼在移動的鑄輥表面凝固，并使金屬殼在鑄輥之 間的輥隙中結(jié)合在一起而生產(chǎn)出薄鑄帶產(chǎn)品，該薄鑄帶產(chǎn)品從鑄輥之間的輥隙向下輸出。術語"輥隙"在此用于指這樣的大體區(qū)域在該區(qū)域兩個鑄輥 距離最近。融熔金屬可以從澆包中倒出，經(jīng)由一個由中間包和位于輥隙上方 的芯噴嘴組成的金屬運送系統(tǒng)，形成融熔金屬的鑄造池，該鑄造池支撐在鑄 輥的位于輥隙的上方鑄造表面，沿著輥隙的長度方向延伸。通常將鑄造池限 定在保持與鑄輥端面滑動接合的耐火側(cè)板或側(cè)擋板之間，使得擋起鑄造池的 兩端防止鋼水流出。當在雙輥鑄軋機中鑄造鋼帶時，薄鑄帶以很高的溫度離開輥隙，大約是 1400°C。如果暴露于普通的空氣中，在這么高的溫度下由于氧化作用它將很 快地產(chǎn)生氧化皮。因此，在鑄輥的下面設置一個密封室(sealed enclosure) 用來接收熱鑄帶，而且鑄帶經(jīng)由該密封室離開鑄軋機，該密封室容納有防止 鑄帶氧化的氣體。通過注入非氧化氣體形成抗氧化保護氣氛，例如，諸如氬 氣或氮氣之類的惰性氣體，或者燃燒排氣減少氣體。或者，在帶坯連鑄機運 轉(zhuǎn)過程中該室會被封閉以防止周圍含氧空氣進入，如美國專利NO.5762126 和NO.5960855公開的，在鑄造的初始階段，利用鑄帶的氧化以消耗密封室 內(nèi)的氧，使密封室氣氛中的氧含量降低。鑄造周期(casting campaign )的長短在以往大致是由芯噴嘴、中間包和 側(cè)擋板的磨損周期決定的。只要融熔金屬的來源供應澆包，多包連續(xù)能夠持 續(xù)下去，利用回轉(zhuǎn)臺使?jié)舶軌虮晦D(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出操作位置。因此，對延長鑄造 周期的考慮重點已經(jīng)延伸到芯噴嘴、中間包和側(cè)擋板的耐用壽命上來。當噴
嘴、中間包或側(cè)擋板磨損到不得不替換的時候，鑄造周期不得不停止，替換 損壞的組件。 一般也要更換未損壞的組件，否則下一個鑄造周期的長短將由 磨損的但沒有更換的耐火組件的剩余的使用壽命決定，這就產(chǎn)生耐火組件使 用壽命的浪費，增加鑄鋼成本。進一步，在下一個鑄造周期能夠開始前，所 有的耐火組件將不得不預熱。石墨礬土、氮化硼和氮化硼-氧化鋯混合物是 適合金屬傳輸組件典型的耐火材料。由于芯噴嘴、中間包和側(cè)擋板都不得不 被預熱到接近鋼水的很高的溫度，這就在兩個鑄造周期之間有相當?shù)臅r間浪費。參見專利NO.5184668和N0.5277243。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明限制了更換損壞的耐火組件的間歇期，降低了耐火組件使用壽命 的浪費，減少了鑄造的能量需求，增加了鑄造機的鑄造能力。耐火材料的使 用壽命延長，對未替換的耐火組件的再加熱能夠被避免或是最小化。芯噴嘴 必須要設置在中間包的前面，反之，在芯噴嘴被替換前中間包必須被去掉， 這兩個耐火組件的磨損是相互獨立的。相似地，側(cè)擋板的磨損與中間包和芯 噴嘴是無關的，是相互獨立的，因為側(cè)擋板一開始在施加力作用下必須要盡 量擋住鑄輥的末端，通過磨損"磨合"確保充分地密封，防止金屬從鑄造池 中流出。在起初的磨合階段之后，施加在側(cè)擋板上的力可能會減小，但是在 整個鑄造操作中對側(cè)擋板總是有強烈的磨損。由于這個原因，芯噴嘴和中間 包在金屬傳輸系統(tǒng)中比側(cè)擋板有更長的使用壽命，通常能夠連續(xù)使用于在一 個周期供應的多個包的鋼水。這樣，. 一 個鑄造周期的持續(xù)時間通常由側(cè)擋板 的磨損率所決定。可是，當替換側(cè)擋板以增加鑄造機的鑄造能力時，仍然有 使用壽命的中間包和芯噴嘴通常被換掉。不管是哪個的耐火組件首先損壞， 將需要停止鑄造操作以替換損壞的組件。由于薄鑄帶產(chǎn)品的成本與鑄造時間 的長度是直接相關的，金屬傳輸系統(tǒng)中的未損壞組件通常在達到使用壽命之 前被換掉，作為預防以避免對下一個鑄造周期產(chǎn)生進一步的破壞，這就伴隨 著耐火組件使用壽命的浪費。利用本發(fā)明，通過使側(cè)擋板的磨損最小化，能夠增加鑄造周期的長度， 從而減少了耐火組件的浪費和生產(chǎn)成本，增加了鑄造時間。公開一種連續(xù)鑄造薄帶的方法，包括以下步驟 a)安裝一對橫向設置的鑄輥，形成融熔金屬的鑄造池和在所述鑄輥
間的輥隙，所述鑄造池支撐于所述鑄輥的鑄造表面，由鄰近鑄輥相 對端面的側(cè)擋板限定，而鑄帶能夠通過所述輥隙向下排出，b) 在鑄造周期開始時，朝著鑄輥端部表面壓所述側(cè)擋板，使得所述側(cè)擋板對鑄輥端部表面施加的力小于3.0kg/cm2但大于1.25kg/ cm2,c) 達到目標鑄造池高度后，將所述側(cè)擋板對鑄輥端面施加的力降低到 小于1.25kg/cm2,以減少所述側(cè)擋板抵靠鑄輥端面的磨損，同時 承受住鑄造池的鋼水靜壓力。在鑄造周期開始時，壓力可以高于1.5kg/cm2，或者高于1.9kg/cm2。 達到目標鑄造池高度后，對著鑄輥端部表面施加在側(cè)擋板上的力可以降低到低于0.5kg/cm2,或者低于0.25kg/cm2 。達到目標鑄造池高度后，鑄造過程中側(cè)擋板的磨損率可以在0.0001 mm/sec到 0.005mm/sec之間，或者可以在0.0008mm/sec到0.0032mm/sec之間。


下面參考

根據(jù)本發(fā)明的解釋性的雙輥鑄軋機的操作，附圖中圖1是解釋性的雙輥鑄軋機側(cè)視圖；圖2是圖1中的鑄機側(cè)擋板區(qū)域的側(cè)視圖；圖3是圖2中所示的側(cè)擋板區(qū)域的俯視圖；圖4是按照本發(fā)明當鑄軋機運轉(zhuǎn)時測定側(cè)擋板受力的曲線圖。
具體實施方式
.參照圖1到圖3，解釋性的雙輥鑄軋機11大致包括一對橫向設置的鑄 輥22,在鑄輥之間形成輥隙16。融熔金屬從澆包23中利用金屬傳輸系統(tǒng)24 被轉(zhuǎn)移到輥隙上方的鑄造池中。金屬傳輸系統(tǒng)24大致位于輥隙16的上方， 可包括中間包25、可移去的中間包26和至少一個芯排出噴嘴27。輸入鑄造 池內(nèi)的融熔金屬被鑄輥22的鑄造表面支撐，通過一對側(cè)擋板35限制在鑄輥 22的端部。經(jīng)由壁部41,側(cè)擋板35通過一對氣缸36應用于鑄輥22的階梯 末端，所述氣缸36通過推桿50連接到側(cè)擋板座37。雙輥鑄軋機11可以是 美國專利5184668和5277243中il明的種類，未包含在本申請中的合適的結(jié) 構(gòu)細節(jié)能夠參考這兩個專利。因為側(cè)擋板35靠著鑄輥22設置，所以側(cè)擋板35易于產(chǎn)生顯著磨損， 經(jīng)常需要更換。更換就要求暫時停止鑄輥11的操作，排放鑄造池和收回氣 缸36以使側(cè)擋板35經(jīng)由開口 69進出。更換的側(cè)擋板還需要預熱以改善恢 復時間，并避免對耐火材料的熱沖擊。更換側(cè)擋板35造成很大的成本，這 些成本包括與更換側(cè)擋板，再加熱，耗損鑄造池融熔金屬，勞力，以及降低 鑄帶生產(chǎn)率(由于鑄軋機停機時間)有關的成本。當磨損達到規(guī)定的極限或 才基于一個要求的服務周期，側(cè)擋板35可能被更換。側(cè)擋板35可以由安裝 在氣缸36上的傳感器監(jiān)控。在起初的磨合階段，側(cè)擋板35要經(jīng)歷一個更高速率的磨損。已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 在鑄造開始階段鑄造池充填時，除了鑄造池自身產(chǎn)生的作用力外，蛇卵部分 (固態(tài)金屬部分)形成并且對側(cè)擋板施加阻力。由于三相點區(qū)域產(chǎn)生較高的 熱損率，蛇卵部分(snake eggs)沿著側(cè)擋板/鑄造輥界面和鑄造池(稱為三 相點)形成。為了抵抗由蛇卵部分產(chǎn)生的增加的力，氣缸36必須使用更大 的力，以維持側(cè)擋板35靠著鑄輥22,使得側(cè)擋板對鑄輥施加的作用力小于 3.0kg/cmM旦大于1.25 kg/cm2。側(cè)擋板施加到鑄輥22上的作用力可以大于1.5 kg/cm2或者大于1.9 kg/cm2。例如，作用力可為1.97 kg/cm2。然而，這些增 加的作用力引起額外的磨損。因此，在達到目標鑄造池高度后，或者在鑄件 達到穩(wěn)定后，側(cè)擋板作用到鑄輥22上的作用力(通過氣缸施加)降低到1.25 kg/cm2，以降低側(cè)擋板對鑄造輥端面的磨損，同時承受住鑄造池產(chǎn)生鋼水靜 壓力。在達到目標鑄造池高度后，側(cè)擋板作用到鑄輥端面的作用力小于0.5 kg/cm2或者小于0.25 kg/cm2。圖4中的圖表表示從鑄造開始，隨著時間測量的側(cè)擋板的位置，側(cè)擋板 的磨損，側(cè)擋板的作用力(側(cè)擋板施加到鑄輥上的力的大小)。XF表示測量 每個側(cè)擋板22的側(cè)擋板作用力的兩條線，XS表示測量每個側(cè)擋板的磨損數(shù) 值的兩條線。圖下面的表提供了在時間X,(大約鑄造開始)和時間X2 (大 約達到所需的鑄造池高度或者穩(wěn)定鑄造的時刻)的特殊測量值。根據(jù)本發(fā)明 的實施例，在鑄造開始時，側(cè)擋板35施加到鑄輥22上的作用力在1400至 1450牛頓(2至2.1 kg/cm2)之間。 一旦達到所需的鑄造池高度或者鑄造穩(wěn) 定，側(cè)擋板的作用力降低到500至550牛頓之間(0.7至0.8 kg/cm2之間，在 氣缸內(nèi))。 一般，開始的作用力可以高達2100牛頓(3.0 kg/cm2),而最低作
用力可低至100牛頓(0.15 kg/cm2);但是，根據(jù)實際側(cè)擋板的設計和/或使 用的材料，鑄造池的深度和/或體積，或者鑄造池中蛇卵部分的數(shù)量和/或尺 寸(通過其它方式或情況蛇卵部分可以被控制或增加)，這些極限可以增加 或減少。在圖4的實施例中，最大和最小作用力極限分別為大約1750牛頓 (2.5 kgf/cm2)和130牛頓(kgf/cm2 )。通常，從高作用力到低作用力，磨 損率一般在大約0.0016到0.00026mm/sec之間變化。本發(fā)明在附圖和前面的描述中已經(jīng)被詳細的解釋和闡明，同樣被認為是 解釋性的并且在性質(zhì)上不受限制，可以理解的是，只有優(yōu)選實施例被表示和 描述，本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，所有的變化和改進均要求被保護。
權利要求
1. 一種連續(xù)鑄造薄帶的方法，包括以下步驟a)安裝一對橫向設置的鑄輥，形成融熔金屬的鑄造池和在所述鑄輥之間的輥隙，所述鑄造池支撐于所述鑄輥的鑄造表面，由鄰近鑄輥相對端面的側(cè)擋板限定，而鑄帶能夠通過所述輥隙向下排出，b)在鑄造周期開始時，朝著鑄輥端部表面壓所述側(cè)擋板，使得所述側(cè)擋板對鑄輥端部表面施加的力小于3.0kg/cm2但大于1.25kg/cm2，c)達到目標鑄造池高度后，將所述側(cè)擋板對鑄輥端面施加的力降低到小于1.25kg/cm2，以減少所述側(cè)擋板抵靠鑄輥端面的磨損，同時承受住鑄造池的鋼水靜壓力。
2. 如權利要求1中所述的連續(xù)鑄造薄帶的方法，其中，在達到目標鑄 造池高度后，所述側(cè)擋板施加到鑄輥端面的力減小到低于0.5kg/cm2。
3. 如權利要求2中所述的連續(xù)鑄造薄帶的方法，其中，在達到目標鑄 造池高度后，所述側(cè)擋板施加到鑄輥端面的力減小到低于0.25kg/cm2。
4.如權利要求1-3中任一項所述的連續(xù)鑄造薄帶的方法，其中，在鑄 造周期開始時，所述側(cè)擋板施加到鑄輥端面的力大于1.5kg/cm2。
5. 如權利要求4中所述的連續(xù)鑄造薄帶的方法，其中，在鑄造周期開 始時，所述側(cè)擋板施加到鑄輥端面的力大于1.9kg / cm2 。
6. 如權利要求1-5中任一項所述的連續(xù)鑄造薄帶的方法，其中，鑄造 過程中當達到目標鑄造池高度后，所述側(cè)擋板的磨損速率的范圍為從 0.000 lmm/sec到0.005mm/sec。
7. 如權利要求6中所述的連續(xù)鑄造薄帶的方法，其中，鑄造過程中當 達到目標鑄造池高度后，所述側(cè)擋板的磨損速率的范圍為從0.0008mm/sec 到0.0032mm/sec。
8. 如權利要求1中所述的連續(xù)鑄造薄帶的方法，其中，鑄造過程中當 達到目標鑄造池高度后，所述側(cè)擋板的磨損速率的范圍為從O.OOlmm/sec到 0.005mm/sec。
全文摘要
本發(fā)明公開一種連續(xù)鑄造薄鋼帶的方法，在鑄造周期的開始階段，側(cè)擋板以小于3.0但是大于1.25kg/cm²的壓力施加在鑄輥端面，在達到目標鑄造池高度后，將側(cè)擋板對鑄輥端面施加的力降低到小于1.25kg/cm²，減少側(cè)擋板抵靠鑄輥端面的磨損。
文檔編號B22D11/06GK101400463SQ200780008482
公開日2009年4月1日 申請日期2007年3月7日 優(yōu)先權日2006年3月9日
發(fā)明者布賴恩·鮑曼, 查德·斯萊文斯, 約翰·赫夫曼, 賈森·吉利蘭 申請人:紐科爾公司