用于連鑄的管形錠模制造技術(shù)

在圓形或多邊形的毛坯或初軋坯形式的連鑄中，對錠模進(jìn)行了使用，該錠模的型腔包括一根依靠水循環(huán)冷卻來強(qiáng)化冷卻的銅管（３）。為了在一方面增加冷卻能力并且在另一方面增加型腔（４）的尺寸穩(wěn)定性，以及延長銅管（３）的總使用壽命，建議在管子外側(cè)面（５）處的整個(gè)圓周上為銅管（３）設(shè)置一個(gè)支承殼（１２）或支承板。為了銅管（３）的冷卻，用于引導(dǎo)冷卻水的冷卻通道（６）布置在銅管（３）上或支承殼（１２）上。冷卻通道（６）在管子外側(cè)面（５）處分布在整個(gè)圓周上并且基本上在整個(gè)錠模長度上伸展。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】本專利技術(shù)涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1或2前序部分所述的用于圓形和多邊形的毛坯和初軋坯橫截面的連鑄的管形錠模。將鋼材連鑄為毛坯和小初軋坯橫截面時(shí)使用管形錠模。這種管形錠模包括一根裝配在一個(gè)水套中的銅管。為了實(shí)現(xiàn)冷卻水以一個(gè)高流速的進(jìn)行循環(huán)冷卻，一個(gè)管形排水器相對于銅管具有一個(gè)小縫隙地布置在銅管外側(cè)。冷卻水在排水器和銅管之間以一個(gè)高壓和高達(dá)10m/s及以上的高流速?zèng)_壓到銅管的整個(gè)圓周上。在鑄造工序中，為了防止由于型腔側(cè)和冷卻水側(cè)之間的大溫差而引起銅管的任何損壞性形變，基本上只在管子的下端和上端通過凸緣來保持的銅管必須有一個(gè)最小壁厚。這個(gè)最小壁厚取決于鑄造形式并且在8至15mm之間。自工業(yè)化連鑄開始以來，該
中的技術(shù)人員已經(jīng)盡了許多努力來增加鑄造速度以獲得每個(gè)連鑄更高的產(chǎn)量。鑄造能力的增加與錠模的冷卻能力密切相關(guān)。錠模壁或整個(gè)型腔的冷卻能力受許多因素的影響。重要的因素是銅管的熱導(dǎo)率、錠模的壁厚、型腔的尺寸穩(wěn)定性，以避免扭曲或鑄坯表面和錠模壁之間的氣隙，等等。然而，除了對于一個(gè)給定的連鑄形式可以對每個(gè)連鑄的產(chǎn)量產(chǎn)生直接影響的冷卻能力以外，錠模的耐用度對于連鑄設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性也構(gòu)成了一個(gè)重要的成本因素。一個(gè)錠模的耐用度表示為，型腔中出現(xiàn)例如磨蝕、材料損傷、特別是熱裂紋這些磨損現(xiàn)象或型腔的損壞性形變而要求更換錠模之前，多少噸鋼材可以在一個(gè)錠模中鑄出。取決于磨損的情況，錠模管不得不被廢棄或進(jìn)行修整以便于它可以再次使用。在錐形標(biāo)準(zhǔn)錠模的情況下，具有稍微大些的銅管壁厚的錠模一般具有更高的尺寸穩(wěn)定性。本專利技術(shù)的目的是提供一種用于毛坯和初軋坯形式的連鑄錠模，特別地，這種連鑄錠模提供了一個(gè)更高的冷卻能力并因此允許更高的鑄造速度，而沒有達(dá)到銅材料熱負(fù)荷能力的極限。此外，這種錠模在鑄造工序中具有更高的尺寸穩(wěn)定性并且因此在一方面當(dāng)鑄坯表面穿過錠模時(shí)產(chǎn)生較低的磨蝕而在另一方面形成一個(gè)更均衡的冷卻或更好的鑄坯質(zhì)量。特別地，菱形鑄坯橫截面的制造需要避免。另外，該錠模將實(shí)現(xiàn)一個(gè)延長的總使用壽命并且因此減少了每噸鋼材所需的錠模成本。根據(jù)本專利技術(shù)，這個(gè)目的通過權(quán)利要求1或2特征性的特征來實(shí)現(xiàn)。利用本專利技術(shù)所述的管形錠模在連鑄中可獲得下面的優(yōu)點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比銅管更小的壁厚確保了一個(gè)更高的冷卻能力，并且連鑄設(shè)備在產(chǎn)量上有一個(gè)相應(yīng)的增加?；旧显谡麄€(gè)圓周上布置的支承板使得型腔的幾何形狀防止受熱負(fù)荷的錠模管銅壁的扭曲而保持穩(wěn)定，因此在一方面錠模磨損降低了，而在另一方面鑄坯質(zhì)量改善了，特別是由于有了一個(gè)更均衡的冷卻。錠模延長的使用壽命通過銅材料中降低的熱負(fù)荷以及鑄坯表面和錠模壁之間較低的磨蝕來獲得。然而，總使用壽命也通過型腔中的修整來延長，例如通過在磨損位置上再鍍銅隨后進(jìn)行切削精加工，等等，其中銅管在這些修整中保持著與支承殼或支承板的連接。這方便了在切削加工時(shí)的裝夾，而且在進(jìn)行銑削或刨削等工序時(shí)，銅管的振動(dòng)通過支承板來防止，從而在型腔有一個(gè)高的尺寸精度的同時(shí)允許更高的加工速度。然而，支承板在銅管修復(fù)時(shí)保持在銅管上的事實(shí)也減輕了錠模的水循環(huán)冷卻裝置的拆卸工作，從而減少了修復(fù)成本。冷卻通道可以被部分容納在或銑在支承板和銅管的外側(cè)面之中。為了增加銅管和冷卻介質(zhì)之間的接觸面積，在冷卻通道區(qū)域使銅管壁厚減少大約30-50％對冷卻通道是有利的。如果管子側(cè)面處的冷卻通道被銑在銅管中，支承凸緣和連接凸緣可以布置在冷卻通道之間，而不會(huì)顯著地降低冷卻能力。根據(jù)一種方案，建議冷卻通道占據(jù)65％-95％的最好是70％-80％的銅管外表面。取決于型腔的橫截面，銅管在冷卻通道區(qū)域剩余的壁厚被定為大約4mm到10mm。通過冷卻通道幾何形狀和/或冷卻通道鍍層的一個(gè)合適的選擇，對冷卻水的熱傳遞可以根據(jù)現(xiàn)場的要求來調(diào)整。在矩形鑄坯形式的情況下，四塊支承板可拆卸地或固定地安置在銅管上。為了確保支承板以一種不考慮制造公差且無間隙的方式頂住銅管，根據(jù)一種方案，支承板可以一方面在它們的端面處伸出與其相鄰的板，而另一方面與它們相鄰的板重疊。相鄰的支承板在銅管的拐角區(qū)域用螺紋連接在一起從而形成了一個(gè)圍繞著銅管布置的支承箱。取決于用于銅管裝夾的設(shè)計(jì)方案，支承板可以無間隙地并且剛性地夾住銅管，或者在多邊形形式的情況下的各個(gè)支承板之間在重疊處可以設(shè)置小的間隙用于密封件，優(yōu)選是彈性密封件。這種小縫隙可以容許銅管壁的熱膨脹和/或銅管側(cè)面的尺寸公差。取決于由鋼水或一個(gè)薄的鑄坯表面或由一個(gè)型腔內(nèi)部預(yù)先確定的鑄坯表面變形給予型腔內(nèi)壁的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷的強(qiáng)度，使銅管支承在支承板或支承殼上以及/或者使其與它們相連的支承凸緣和連接凸緣將作相應(yīng)的布置。根據(jù)一種方案，在銅管的側(cè)面處，對于鑄坯的每一個(gè)側(cè)面，窄的支承面都沿著拐角區(qū)域進(jìn)行布置而一個(gè)或兩個(gè)連接凸緣取決于形式地布置在鑄坯側(cè)面的中間區(qū)域，其中該連接凸緣設(shè)有固定裝置來防止垂直于鑄坯軸線方向的移動(dòng)。這種固定裝置可以由例如用于滑塊的一個(gè)燕尾槽型面、一個(gè)T形型面或者通常由一個(gè)傳力連接或形狀配合連接的固定裝置組成。由于支承板在型腔修復(fù)時(shí)有利地不用被拆除，也可以使用焊接和粘接連接。在錠模具有一個(gè)弧形型腔的情況下，支承著錠?；⌒蝹?cè)壁的兩塊支承板上有利地設(shè)有平的外側(cè)面，使得錠模能夠在修整時(shí)沒有扭曲地裝夾在一臺(tái)加工機(jī)床的工作臺(tái)上。如果錠模沒有配備一個(gè)電磁攪拌裝置，作為支承板的材料適合使用商業(yè)上通用的鋼。帶有它的支承板和位于它們之間的冷卻通道的銅管的緊湊結(jié)構(gòu)方便了電磁攪拌裝置的使用。電磁攪拌裝置的其它優(yōu)勢可以通過支承板材料的選擇來獲得。根據(jù)一種方案，支承板或支承殼可以由一種可以很容易地被一個(gè)磁場穿透的金屬材料(奧氏體鋼等等)或非金屬材料(塑料等等)來制造。復(fù)合材料也可以包含在材料的選擇中。根據(jù)另一種方案，建議將電磁線圈布置在支承板或支承殼的外面，或者將可移動(dòng)的永磁鐵安置在支承板或支承殼之中。如果支承板由一種金屬材料來制造，可以有利地通過一個(gè)布置在支承板和銅管之間的保護(hù)層來防止由于冷卻水引起的電解腐蝕。這樣的一種保護(hù)層可以例如由支承板的一層鍍銅來構(gòu)成。也可以用一個(gè)通過電解沉積產(chǎn)生的銅層將容納在銅管中的冷卻通道封閉。銅管中的冷卻通道與支承板或支承殼處的供水管道和排水管道相連。根據(jù)一種方案，支承板上的供水管道和排水管道相互并排布置在錠模上端處并且可與冷卻水系統(tǒng)依靠一個(gè)快速聯(lián)軸器來進(jìn)行連接是有利的。下面根據(jù)附圖來說明本專利技術(shù)的實(shí)施例，在附圖中附圖說明圖1示出了根據(jù)本專利技術(shù)所述的用于圓形鑄坯的一個(gè)錠模的一個(gè)縱剖面圖，圖2示出了沿圖1中的剖切線II-II所得到的一個(gè)水平剖面圖，圖3示出了用于正方形毛坯橫截面的一個(gè)弧形錠模的一個(gè)縱剖面圖，圖4示出了沿圖3中的剖切線IV-IV所得到的一個(gè)水平剖面圖，圖5示出了一個(gè)錠模拐角的一個(gè)部分水平剖面圖，圖6示出了錠模另一個(gè)例子的一個(gè)垂直剖面圖，圖7示出了另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)錠模拐角的一個(gè)部分水平剖面圖。在圖1和2中，一個(gè)用于圓形的毛坯或初軋坯鑄坯的連鑄錠模用2來表示。一根銅管3構(gòu)成了一個(gè)型腔4。在形成了管子外側(cè)面5的銅管3外側(cè)設(shè)有用于銅管3的水循環(huán)冷卻系統(tǒng)。這個(gè)水循環(huán)冷卻系統(tǒng)由分布在銅管3的整個(gè)圓周上和基本上整個(gè)長度上的冷卻通道6組成。單個(gè)的冷卻通道6由支承凸緣和連接凸緣8或9來限定，支承凸緣和連接凸緣的另一個(gè)任務(wù)是作為冷卻通道6中的冷卻水循環(huán)的導(dǎo)向裝置從一個(gè)供水管本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
用于圓形毛坯或初軋坯形式的鋼連鑄的錠模，包括一根構(gòu)成了一個(gè)型腔（４）的銅管（３）以及一個(gè)用于通過水循環(huán)冷卻來使銅管冷卻的裝置，其特征在于，所述銅管（３）在整個(gè)圓周上和基本上整個(gè)長度上設(shè)有一個(gè)支承殼（１２），其將銅管（３）在外側(cè)面（５）處支承在支承面（８）上，以及用于引導(dǎo)冷卻水的冷卻通道（６）在銅管（３）中或支承殼（１２）中分布在整個(gè)圓周上和基本上布置在整個(gè)錠模長度上。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】EP 2003-4-16 03008681.31.用于圓形毛坯或初軋坯形式的鋼連鑄的錠模，包括一根構(gòu)成了一個(gè)型腔(4)的銅管(3)以及一個(gè)用于通過水循環(huán)冷卻來使銅管冷卻的裝置，其特征在于，所述銅管(3)在整個(gè)圓周上和基本上整個(gè)長度上設(shè)有一個(gè)支承殼(12)，其將銅管(3)在外側(cè)面(5)處支承在支承面(8)上，以及用于引導(dǎo)冷卻水的冷卻通道(6)在銅管(3)中或支承殼(12)中分布在整個(gè)圓周上和基本上布置在整個(gè)錠模長度上。2.用于多邊形的最好具有矩形橫截面的毛坯和初軋坯形式的鋼連鑄的錠模，包括一根構(gòu)成了一個(gè)型腔(24)的銅管(23)以及一個(gè)用于通過水循環(huán)冷卻來使銅管(23)冷卻的裝置，其特征在于，所述銅管(23)在管子外側(cè)面(25)處基本上在整個(gè)圓周上和基本上在整個(gè)長度上設(shè)有與銅管(23)相連的并且在支承面(28、28′)處支承著銅管(23)壁的支承板(32-32)，以及用于引導(dǎo)冷卻水的冷卻通道(26)在銅管(23)中或支承板(72、72′)中分布在整個(gè)圓周上和基本上布置在整個(gè)錠模長度上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的錠模，其特征在于，所述冷卻通道(6、26)使冷卻通道(6、26)區(qū)域的銅管(3、23)壁厚減少了20％至70％，最好是30％至50％。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的錠模，其特征在于，所述冷卻通道(6、26)占據(jù)了65％至95％的最好是70％至80％的銅管(3、23)外表面。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的錠模，其特征在于，所述銅管(3、23)在冷卻通道(6、26)區(qū)域的剩余壁厚為4mm至10mm。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錠模，其特征在于，在矩形毛坯或初軋坯錠模的情況下，四塊支承板(32-32)可拆卸地設(shè)置在銅管(23)上，其中每一塊支承板(32-32)都在它的端面處向著一塊相鄰的板伸出并且與另一塊相鄰的板重疊。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錠模，其特征在于，所述相鄰的支承板(32、51、52)在銅管(23)的拐角區(qū)域用螺紋連接在一起而且形成了一個(gè)圍繞著銅管(23)布置的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A勒里希，F卡瓦，
申請(專利權(quán))人：康卡斯特股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：CH[瑞士]