专利名称：用于制造连铸的钢板坯的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在一个连铸设备中制造板坯的装置和方法，装置包括一个振动的结晶器、一个在其下方后置的连铸坯导引装置，在该连铸坯导引装置内将连铸坯从垂直的铸造方向弯曲到水平的轧制方向并且通过彼此成对地对置的、以确定的调整力彼此调整的、可以组成区段的夹送装置辊子(Treiberrolle)支承和输送并且通过至少一个夹送装置辊子对成型至一个相对于铸造状态减小的厚度，此后将连续的预制型材或缩减连铸坯划分成板坯并且将它们输送到一个均热炉，然后输送到一个轧机。
为了可以将在连铸设备中制造的具有较小厚度100mm的连铸坯从连铸设备中输送出，夹送装置辊子以一个确定的压力压在连铸坯上，该压力防止夹送装置辊子打滑并且在一个完全凝固点(Durcherstarrungspunkt)之下在连铸坯上产生足够大的拉力。现有技术在于，采用夹送装置辊子的压力在完全凝固的范围内或局部(rtlich)较早地产生连铸坯厚度的变化，因为在尚软的连铸坯中施加的轧制力较小。
因此在DE 38 22 939 C1中描述了一种用于制造具有相对于铸造状态减小的厚度的板坯的连铸方法，其中，一个在横截面上局部凝固的连铸坯通过可彼此液压调整的辊子成型。这些辊子特别在凝固段内和完全凝固的连铸坯的区域内成型地作用在连铸坯上，大约60mm的连铸坯成型至大约20至15mm的最终尺寸并且同时产生一个具有很高份额的轧制组织的产品。至少一个作用在已经完全凝固的连铸坯部分上的辊子对靠在(gegen)止挡上可调，以确保连铸坯的最终尺寸。
由DE 198 17 034 A1中已知一种在一个带有一个振动的水冷的结晶器的连铸设备中连铸薄金属带的方法，在该方法中，直接在连铸坯完全凝固之后为了确定地缩减至少2％的厚度并且恒定保持事先调定的理论连铸坯厚度，将至少一个夹送装置辊子对连续以一个可变化的确定的压力压靠在连铸坯上。
最后由EP 0 804 981 B1已知一种连铸方法和已知连铸设备，其中，板坯被输送到多个缩减装置(Reduziereinrichtung)中，其中每一个缩减装置分配有一个目标轧制缩减量(Zielwalzreduktion)或一个目标压力并且进行板坯的流动的芯的成型，板坯可与连续从结晶器中抽出的板坯相比以提高的或降低的厚度制造出来。
除了试图以相对简单的并且已经存在的装置(Mittel)通过采用现有的夹送装置(Treiber)廉价地降低连铸坯的厚度之外，在改善制造的板坯的表面质量的方面还有其它的处理要求。连铸的产品在其铸造状态下可能具有表面缺陷，例如振动痕迹(Oszillationsmarken)和其它的不均匀组织。然后在接着将板坯轧制成带时在带表面上产生缺陷。振动痕迹的影响在奥氏体钢中基本上在于，在其底部(在缺口(Kerbe)处)热输出降低，由此导致组织粗化和偏析。在此主要涉及铬或钼的加浓(Anreicherung)。由于这种加浓形成金属间相，金属间相作为所谓的表面缺陷的原因在轧制之前必须通过打磨除去。
奥氏体的凝固特性的特点在于，在从铁素体转化成奥氏体时发生收缩，这导致连铸坯外壳收缩(Einziehen)的倾向。这种收缩可能在相应的位置上导致过高的铁素体含量和非常差的可热变形性。在表面上的不均匀的凝固在直接轧制时产生所谓的氧化条纹(Zunderstreifigkeit)。这些负面现象通常必须通过打磨除去。
即使在铁素体钢中，振动痕迹在其底部导致降低的热输出，因此导致组织变粗以及偏析(镍加浓，硬组织(Hrtegefüge))。为了得到无缺陷的产品，同样必须通过打磨除去这些非均一性。
所示的表面缺陷不能通过已知的对尚软的连铸坯进行成型的方式消除，因为尤其现有的振动痕迹在软的连铸坯中实际上被“精细锻造”得更深。
从现有技术出发，本发明的任务是，提供一种简单的方法以及一种基于该方法的装置，因此可以取消至今所必须的例如通过打磨的方式进行表面处理。
所提出的任务按具有权利要求1特征部分的特征的方法以及按具有权利要求9特征部分的特征的设备如下解决，即连铸坯还在连铸设备内在弯曲辊子或矫正夹送装置辊子的范围内在其全部完全凝固后时间上较早地以及在温度还较高时通过至少一个缩减支架成型，输入(Eintrag)较高的能量，使得·在连铸坯表面上的振动痕迹的深度降低，
·通过释放在所述成型时输入到缩减连铸坯内的能量，扩大细晶粒的边缘层并且在随后在一个均热炉中的热处理中进行加强的重结晶，在板坯的成型的边缘区域内发生晶粒精细化。
这种具有高能量输入的早期成型的正面效果，尤其在连铸坯的边缘区域内，优选在连铸坯处于1000℃范围内的表面温度的情况下达到，因此在随后在均热炉中热处理时有利地影响重结晶并且因此在早期使振动痕迹展平，使得热流可以在连铸坯表面上均匀地进行。
由于这种成型，随后例如通过打磨进行表面处理被降到最低，这种成型按本发明用一个或多个轧辊直径在600至900mm之间的缩减支架进行，优选具有700mm的轧辊直径用于将50mm厚度的连铸坯缩减最大7mm的量。
为了在热的带的情况下可以保持最严格的公差范围，在轧机上需要几何形状非常精确的板坯。为了实现精确确定的板坯规格，所以缩减支架的轧辊具有预成型结构(Vorprofilierung)并且所述缩减支架具有厚度调节装置，为了进行待调整的轧制参数的反馈，与随后的轧机连接。在使用多个缩减支架的情况下，通过最后一个轧辊对还以很高的所期望的预制型材的尺寸精度进行连铸坯的一个微小的缩减。通过这种措施可以在连铸设备中生产一种具有精确调整的几何数据和改善的表面的连铸坯，使得可以无需上述费事的表面处理就将板坯提供给后面的热轧机。
为了实施按本发明的方法，在连铸设备内在弯曲辊子和矫正夹送装置辊子的区域内布置至少一个缩减支架。在此根据现有的空间状况提供下列位置·在矫正夹送装置后至少一个立式(Stnder)或杠杆式(Hebelauweise)的辅助的缩减支架。
·在矫正夹送装置前至少一个立式或杠杆式的辅助的缩减支架，该实现方式非常密切地与空间状况有关(连铸设备的铸造半径，完全凝固点)。
·矫正夹送装置为矫正夹送装置和缩减支架组合。在此，连铸坯的表面成型可以在如可供使用的辊子对一样多的步骤中进行。
由下面对在附图中示意描述的实施例的说明得出本发明的其它细节、特征和优点。其中
图1具有均热炉的连铸设备的生产过程图；图2a-c连铸坯或板坯在图1的不同工艺步骤中的组织结构图；图3连铸设备，其带有在矫正夹送装置后面的立式缩减支架；图4连铸设备，其带有在矫正夹送装置后面的以杠杆式的缩减支架；图5带有转变成一个缩减支架的矫正夹送装置的连铸设备。
在图1中描述了连铸设备10的与本发明有关的工艺步骤，即在一个振动结晶器11中制造连铸坯12、在一个缩减支架30中将连铸坯12成型成一个缩减连铸坯12′、在一个均热炉40中热处理划分成板坯12″的缩减连铸坯12′。
产生的连铸坯12沿垂直方向离开振动的结晶器11，弯曲到水平的连铸坯输送方向13并且作为连续的连铸坯12供给到一个缩减支架30。在这里进行按本发明的成型，因此产生一个具有所追求的表面特性的缩减连铸坯12′。将缩减连铸坯12′分成板坯12″之后，板坯在一个均热炉40内进行热处理，之后被供给轧机(轧机未画出)。在图1的不同工艺步骤中得到的各连铸坯或板坯的组织结构在图2a-2c中以垂直剖面的形式示意示出。
在结晶器11内产生的连铸坯12具有铸造组织14(图2a)，铸造组织在连铸坯12完全凝固时产生的细晶粒的边缘区域18。在连铸坯表面16上有振动痕迹17，表现为锯齿形的凹槽，它们在铸造过程中在结晶器内产生并且在随后的轧制过程中还产生所描述的表面缺陷。通过按本发明的连铸坯12在缩减支架30内成型成厚度缩减的连铸坯或缩减连铸坯12′(图2b)，振动痕迹17被尽量地轧平了，使得在连铸坯表面16′上只有较小的凹槽17′。另外在连铸坯成型中通过在变型(umformen)的边缘区域18′中输入较高的能量状态，其影响一直达到所建立的枝状晶的区域那，边缘区域18的原来的细晶粒的组织局部地在一个小的内部区域19内重结晶。该重结晶的区域19可以在随后在均热炉40中热处理板坯12″时(图2c)延伸到完全重结晶的边缘区域19′。
在图3、4和5中，不同的缩减支架30安装到一个当前连铸设备10中。为了更清楚起见，在此分别用相同的连铸设备10，相同的设备部分具有相同的附图标记。在连铸设备10的振动结晶器(这里未画出)内产生的连铸坯12首先垂直向下导引，它通过一个垂直的连铸坯导引装置20的辊子对支承并且通过夹送装置辊子21输送。在弯曲区域22内，连铸坯12从垂直的铸造方向弯曲到水平的输送方向13并且在一个连铸坯导引装置内借助于矫正夹送装置24输送到轧制方向。与矫正夹送装置24隔开距离布置有一个切割装置25，在此将穿过的连铸坯或缩减连铸坯12′按期望的长度划分成板坯12″。在切割装置25之后连接有未画出的设备部分-均热炉40和轧机。
在图3中，在连铸设备10的矫正夹送装置24和切割装置25之间的中间空间内布置两个立式的附加的缩减支架30a，在此将穿过的连铸坯12成型成缩减连铸坯12′。两个缩减支架30a明显大于其它的夹送装置并且其轧辊31相对于连铸坯导引装置的辊子具有明显更大的直径(按本发明在600至900mm之间)。因此在进行成型时通过表面压平确保将所期望的能量输入到连铸坯12内(降低振动痕迹的深度)。
在图4中在连铸设备10中在相同的位置取代图3的缩减支架30a设置两个杠杆式的缩减支架30b。在此，缩减支架30b及其轧辊子31在尺寸上也明显大约连铸坯导引装置的其它夹送装置。
在图5中，在连铸设备10中未设置附加的缩减支架。连铸坯12的按本发明的成型通过改变成一个缩减支架30c的原来的矫正夹送装置24进行，后者同样相对于其它矫正夹送装置24(见图3和4)具有明显更大的尺寸。
本发明不限制于所示的实施例。在图3至5所示的缩减支架30a、30b以及改建的矫正夹送装置30c的数目仅是一个示例的数目，根据存在的位置条件，普通技术人员总是可以相应地改变这个数目。同样的道理也适用于支架结构方式的选择及其在连铸设备内的使用地点或不同使用地点组合的选择，其中尤其也必须考虑连铸坯的特性。
附图标记清单10 连铸设备11 结晶器12 连铸坯12′ 缩减连铸坯12″ 板坯13 连铸坯输送方向14、14′、14″ 基本的铸造组织16、16′ 连铸坯表面17、17′ 振动痕迹18、18′ 细晶粒的边缘层19、19′ 完全重结晶的边缘层20 垂直的连铸坯导引装置21 垂直的夹送装置辊子22 弯曲区域23 水平的连铸坯导引装置24 矫正夹送装置25 切割装置30 缩减支架30a立式的缩减支架30b杠杆式的缩减支架30c作为修改的矫正夹送装置的缩减支架31 30的轧辊40 均热炉
权利要求
1.一种用于在一个连铸设备(10)中制造板坯的方法，连铸设备具有一个振动的结晶器(11)、一个在结晶器下方后置的连铸坯导引装置(20、22、23)，在该连铸坯导引装置内将连铸坯(12)从垂直的铸造方向弯曲到水平的轧制方向并且通过彼此成对地对置的、以确定的调整力彼此调整的、可以组成区段的夹送装置辊子(21、24)支承和输送并且通过至少一个夹送装置辊子对成型至一个相对于铸造状态减小的厚度成为预制型材(12′)，此后将连续的缩减连铸坯(12′)划分成板坯(12″)并且将它们输送到一个均热炉(40)，然后输送到一个轧机，其特征在于连铸坯(12)还在连铸设备(10)内在弯曲辊子或矫正夹送装置辊子(24)的范围内在其完全凝固后时间上较早地以及在温度还较高时通过至少一个缩减支架(30)成型，输入较高的能量，使得在连铸坯表面(16)上的振动痕迹(17)的深度降低，并且通过释放在成型时输入到缩减连铸坯(12′)内的能量，扩大细晶粒的边缘层(18)并且在随后在一个均热炉(40)中的热处理中进行加强的重结晶，在板坯(12″)的变型的边缘区域(19)内发生晶粒细化。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于优选在连铸坯(12)的表面温度处于1000℃处时进行成型。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于为了成型，采用轧辊直径在600至900mm之间的一个或多个缩减支架(30)，优选是700mm的轧辊直径用于将50mm厚度的连铸坯缩减最大7mm的量。
4.根据权利要求1、2或3的方法，其特征在于采用缩减支架(30)通过其轧辊(31)的预成型结构以及通过与随后的轧机的待调整的轧制参数的反馈，所期望的预制型材已经在连铸设备中精确地调整了。
5.根据权利要求1、2、3或4的方法，其特征在于在使用多个缩减支架(30)的情况下，通过最后一个轧辊对(31)还以很高的所期望的预制型材或缩减连铸坯(12′)的尺寸精度进行连铸坯(12)的一个微小的缩减。
6.根据权利要求1至5之一或多项的方法，其特征在于沿连铸坯输送方向(13)在矫正夹送装置(24)后进行通过至少一个缩减支架(30)的成型。
7.根据权利要求1、2、3或4的方法，其特征在于通过至少一个改变成一个缩减支架(30)的矫正夹送装置(30c)进行成型。
8.根据权利要求1、2、3或4的方法，其特征在于沿连铸坯输送方向(13)在矫正夹送装置(24)前进行通过至少一个缩减支架(30)的成型。
9.一种用于实施按上述权利要求1至8之一或多项的方法的用于在一个连铸设备(10)中产生板坯的装置，其包括一个振动结晶器(11)和一个在结晶器下方后置的连铸坯导引装置(20、22、23)，在该连铸坯导引装置内将连铸坯(12)从垂直的铸造方向弯曲到水平的轧制方向并且通过彼此成对地对置的、以确定的调整力彼此调整的、可以组成区段的夹送装置辊子(21、24)支承和输送并且通过至少一个夹送装置辊子对成型至一个相对于铸造状态减小的厚度作为预制型材(12′)，此后将连续的缩减连铸坯(12′)划分成板坯(12″)并且将板坯输送到一个均热炉(40)，然后输送到一个轧机，其特征在于在连铸设备(10)内在弯曲辊子或矫正夹送装置辊子(24)的区域内布置至少一个缩减支架(30)。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于缩减支架(30)的轧辊直径在600至900mm之间，优选700mm。
11.根据权利要求9或10的装置，其特征在于缩减支架(30)的轧辊(31)是具有成型轮廓的。
12.根据权利要求9、10或11的装置，其特征在于有至少一个辅助的立式的缩减支架(30a)。
13.根据权利要求9、10或11的装置，其特征在于有至少一个辅助的杠杆式的缩减支架(30b)。
14.根据权利要求9、10或11的装置，其特征在于有至少一个改建成缩减支架(30c)的矫正夹送装置。
15.根据权利要求9至14之一或多项的装置，其特征在于在缩减支架(30)内集成一个厚度调节装置，并且该缩减支架(30)与在连铸设备(10)后面的轧机连接，用于待调整的轧制参数的反馈。
全文摘要
连铸的产品(12)在其在连铸设备(10)的一个结晶器(11)内制造时在其铸造状态下经常具有表面缺陷，例如振动痕迹(17)和其它的不均匀组织。在接着将板坯(12″)轧制成带时经常在带表面上产生缺陷，这使得带不能用在高级的应用场合。为了将这些缺陷降至最低以及提供给轧机一个具有期望的预制型材的并且具有表面附近处的改善的组织结构的板坯(12″)，按本发明建议，还在连铸设备(10)内在弯曲辊子或矫正夹送装置辊子(24)的范围内设置一个缩减支架(30)。通过该缩减支架(30)，连铸坯(12)在其完全凝固后时间上较早地以及在温度还较高时成型，输入较高的能量，使得在连铸坯表面(16)上的振动痕迹(17)的深度降低，并且通过释放在成型时输入到缩减连铸坯(12′)内的能量，扩大细晶粒的边缘层(18)并且在随后在一个均热炉(40)中的热处理中进行加强的重结晶，在板坯(12″)的变型的边缘区域(19)内发生晶粒精细化。
文档编号B21B39/00GK1777481SQ200480002625
公开日2006年5月24日 申请日期2004年1月16日 优先权日2003年1月22日
发明者A·G·查伯, D·莱策尔 申请人:Sms迪马格股份公司