专利名称：具有圆形或多边形的横截面的连铸结晶器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在连铸机中用于将金属熔融物浇铸成具有圆形或多边形横截面的连铸坯的结晶器。具体地，本发明涉及在连铸机中用于将金属熔融物浇铸成具有圆形或多边形横截面的连铸坯的结晶器，
-具有贯穿的型腔；
-其中型腔沿着连铸坯的拉出方向由用于将熔融物浇铸到结晶器中的浇入开ロ以及用于将至少部分凝固的连铸坯从结晶器中拉出的拉出开ロ限定；
-其中该型腔横向于连铸坯的拉出方向由结晶器的内壁限定；并且-其中该型腔具有卸载区域，该卸载区域带有配属的卸载浇铸锥，其中卸载区域在结晶器的内壁中具有多个凹处用于卸载连铸坯。
背景技术：
用于将金属熔融物浇铸成具有基本上多边形的横截面的连铸坯、也就是所谓的连铸的结晶器从EP O 958 871 Al中得到公开，其中该结晶器具有-沿着连铸拉出方向-贯穿的型腔，该型腔横向于连铸坯的拉出方向由至少ー个锥形的内壁限定。为了匹配凝固的连铸坯的收缩，所述结晶器具有三个分别具有不同的浇铸锥的区域。人们将浇铸锥理解为结晶器的内壁的沿着连铸坯拉出方向的锥形的轮廓，其锥度(圆锥度)基本上由凝固的连铸坯的收缩确定。因为连铸坯在凝固时收缩，所以型腔在浇注液位的区域内比在-沿着拉出方向-处在后面的区域更宽。然而因为连铸坯的收缩在连铸时不是恒定的并且尤其取决于熔融物的化学成分也就是合金、连铸的运行參数例如连铸坯的拉出速度以及冷却，所以不能将浇铸锥完全地匹配连铸坯的收缩。如果浇铸锥太小，也就是浇铸锥的收窄程度小于连铸坯收缩，那么在连铸坯壳与结晶器的内壁之间会出现接触损失，这会引起不均匀的并且通常较弱的连铸坯壳形成；如果浇铸锥太大，也就是浇铸锥的收窄程度大于连铸坯收缩，那么这虽然会引起足够的并且通常也是均匀的连铸坯壳生成，但是却会引起不必要高的接触压カ并且由此引起摩擦力。在这种情况下连铸坯在一定程度上夹在结晶器中，从而在极端情况下甚至会引起连铸坯的裂纹或者断裂。
发明内容
本发明的任务是实现ー种在连铸机中用于将金属熔融物浇铸成具有圆形或多边形横截面的连铸坯的结晶器，用该结晶器一方面可以预先给出型腔的足够大的浇铸锥，从而也沿着浇铸横截面或者说型腔的整个圆周确保连铸坯壳的足够以及均匀的生长，并且另一方面即使在熔融物的化学成分不同以及运行条件不同时也可靠地防止连铸坯在结晶器中不必要高的接触压カ以及摩擦力，尤其防止连铸坯夹住。该任务通过开头所述类型的结晶器得到解决，其中凹处或者由具有凹处的区域与没有凹处的区域构成的重复序列沿着拉出方向在卸载区域的纵向延展尺度上延伸，其中凹处或者重复序列具有螺旋线形状。通过所述凹处或者说重复序列，在结晶器的卸载区域中实现了用于连铸坯尤其形成的连铸坯壳的“自由度”，其中凹处相应地实现了连铸坯与结晶器的内壁没有接触或者只有很小接触的区域。由此确保了结晶器内壁的足够大的浇铸锥不会引起连铸坯在结晶器中不必要高的接触压カ以及摩擦力，从而尤其可靠地防止连铸坯夹在结晶器中。一个或者说多个单个的在卸载区域的纵向延展尺度上延伸的凹处能够简单地并且成本低廉地例如借助于铣削进行制造。通过所述重复序列确保了，以规则的顺序卸载或者说再次更强地接触所述连铸坯，这对连铸坯的质量产生了积极的作用。螺旋线形式的凹处或者重复序列是有利的，因为改变了圆周上的接触特性并且由此不总是卸载或者说更强地接触圆周上相同的区域。作为替代方案，所述凹处或者重复序列当然也可以具有线形。本发明的有利的作用
在ー种有利的实施方式中，所述凹处在内壁中的深度连续并且单调地在螺旋线的卷绕 的长度上反向于拉出方向减小。由此，反向于连铸坯的拉出方向连续地降低凹处的深度。在ー种有利的实施方式中，内壁中的凹处的宽度连续并且单调地在螺旋线的卷绕的长度上反向于拉出方向减小。由此，反向于连铸坯的拉出方向连续地降低凹处的宽度。借助于两个后面所述的实施方式通过结晶器的内壁连续并且单调地降低连铸坯沿其拉出方向的支撑，也就是说所述连铸坯沿着拉出方向开始时(连铸坯壳的厚度较小)较强地得到支撑并且随后(连铸坯壳的厚度较大)较弱地得到支撑。在一种简单的实施方式中，所述凹处要么构造成槽，要么构造成圆切(Ausrundung),因为这两种结构能够简单并且成本低廉地制成。在ー种有利的实施方式中，所述卸载区域具有一定数目η个凹处，其中两个相邻的凹处围绕型腔的中轴线分别具有360/η°的角度错位。由此能够将连铸坯均匀地支撑在型腔或者说连铸坯横截面的圆周上。在另ー实施方式中所述螺旋线的升程为η .Ln，其中Ln表示卸载区域沿着连铸坯拉出方向的尺寸。由此实现了在卸载区域的纵向延展尺度上以90°向上卷绕的螺旋线。在一种实施方式中，在卸载区域的前面设有带有入口浇铸锥的入ロ区域，其中该入ロ区域从浇入开ロ延伸到卸载区域。在一种实施方式中，在卸载区域的后面设有带有出口浇铸锥的出口区域，其中该出ロ区域从卸载区域延伸到浇出开ロ。在另一有利的实施方式中，由入口浇铸锥、卸载浇铸锥和出口浇铸锥组成的组中的ー个或者多个具有抛物线状的锥度。所述内壁在入口区域、卸载区域、出口区域内或者优选在所有带有抛物线状的浇铸锥的区域、或者次优选在所有带有线性的浇铸锥的区域内的构造允许很好地匹配连铸坯的收缩特性。在ー种有利的实施方式中，从ー个浇铸锥到后面的浇铸锥的过渡构造成连续的，优选可多次连续微分的。由此降低了或者说避免了从ー个区域到处在后面的区域的过渡中连铸坯中的应力。在一种实施方式中，所述型腔具有凸起的曲率。由此确保了型腔在处在前面的区域中比在-沿拉出方向-处在后面的区域中更宽。
特别有利的是，在连铸设备中使用按本发明的结晶器用于制造由钢制成具有圆形或者多边形横截面的金属连铸坯。
本发明的其它优点以及特征从不限制于下面描述的实施例中获得，其中參照附图，附图不出
图I是用于连铸具有圆形横截面的连铸坯的结晶器的透视图，
图2是按图I的结晶器的正视图的剖开的视图，
图3到5是按图I的结晶器以剖切面I -1(图3)、11-11(图4)、111 -ΠΙ (图5)剖开的视图，
图6是用于连铸具有圆形横截面的连铸坯的结晶器的透视图，
图7是按图6的结晶器的正视图的剖开的视图。
具体实施例方式在图I中示出了在连铸机中用于连铸具有圆形横截面(直径300_)的钢连铸坯的结晶器I。在此，钢水通过浇入开ロ 3注入结晶器I的型腔中，其中钢水在型腔中冷却并且在此形成钢连铸坯的固体的売。至少部分凝固的连铸坯通过结晶器中的拉出开ロ 4拉出并且导入没有示出的连铸坯支撑装置中、支撑在其中并且进一步进行冷却。在图2中详细地示出了按图I的结晶器。为了提高视图的清晰度，放大地也就是以另ー比例示出了凹处10。所述结晶器尤其具有沿连铸坯的拉出方向贯穿的型腔2，该型腔沿着拉出方向由浇入开ロ 3和拉出开ロ 4限定并且横向于拉出方向由内壁5限定。该内 壁5具有在结晶器I的入ロ区域6以及直接处在入ロ区域6后面的卸载区域8上延伸的抛物线状的锥度，其中结晶器在浇入开ロ 3处具有20_的壁厚，在从入口区域6到卸载区域8的过渡中具有22_的壁厚并且在拉出开ロ 4处具有24_的壁厚。所述卸载区域8在内壁5中具有四个分别构造成圆切的凹处10，该凹处以螺旋线形状在卸载区域8的纵向延展尺度上延伸，也就是从卸载区域8的开始处延伸到拉出开ロ 4。所述凹处10的深度以及宽度连续地并且单调地在螺旋线的卷绕的长度上反向于拉出方向降低，其中所述凹处在拉出开ロ 4处具有Imm的深度。在图3到5中详细地示出了内壁5中凹处10的深度以及宽度的降低，其中在这些附图中也放大地示出了所述凹处。为了在卸载区域8内使连铸坯的壳尽可能均匀地在型腔2的圆周上得到支撑，但是仍然显著降低连铸坯的拉出力，两个相邻的凹处10分别相对于型腔2或者说连铸坯的中轴线具有90°的错位。在图6和7中以另ー实施方式示出了按图I的结晶器，其中结晶器I的内壁5中用于卸载连铸坯的凹处通过由具有凹处10的区域与没有凹处的区域形成的重复序列以螺旋线的形式构成。从入口区域的入口浇铸锥7到卸载区域的卸载浇铸锥9的过渡是“光滑的”，也就是可多次微分的，其中两个浇铸锥具有抛物线状的锥度。按本发明构造的结晶器具有以下作用，即结晶器内壁的足够大的浇铸锥不会引起结晶器内连铸坯的不必要高的接触压カ以及摩擦力，从而尤其可靠地防止连铸坯夹在结晶器中。
附图标记列表
1结晶器
2型腔
3浇入开ロ
4拉出开ロ
5内壁
6入口区域、7入口浇铸锥
8卸载区域
9卸载浇铸锥
10凹处。
权利要求
1.在连铸机中用于将金属熔融物浇铸成具有圆形或多边形横截面的连铸坯的结晶器(I), -具有贯穿的型腔(2)； -其中该型腔(2)沿着连铸坯的拉出方向由用于将熔融物浇铸到结晶器中的浇入开ロ(3)以及由用于将至少部分凝固的连铸坯从结晶器(I)中拉出的拉出开ロ(4)限定； -其中该型腔(2)横向于连铸坯的拉出方向由结晶器(I)的内壁(5)限定；并且 -其中该型腔(2)具有卸载区域(8)，该卸载区域带有配属的卸载浇铸锥(9)，其中卸载区域(8)在结晶器(I)的内壁(5)中具有多个凹处(10)用于卸载连铸坯； 其特征在于，所述凹处(10)或者由具有凹处的区域与没有凹处的区域构成的重复序列沿着拉出方向在卸载区域(8)的纵向延展尺度上延伸， 其特征在于，所述凹处(10)或者重复序列具有螺旋线形状。
2.按权利要求I所述的结晶器，其特征在于，所述凹处(10)在内壁(5)中的深度连续并且单调地在螺旋线的卷绕的长度上反向于连铸坯的拉出方向减小。
3.按权利要求2所述的结晶器，其特征在于，所述凹处(10)在内壁(5)中的宽度连续并且单调地在螺旋线的卷绕的长度上反向于连铸坯的拉出方向减小。
4.按权利要求I到3中任一项所述的结晶器，其特征在于，所述凹处(10)要么构造成槽，要么构造成圆切。
5.按权利要求I到4中任一项所述的结晶器，其特征在于，所述卸载区域(8)具有一定数目η个凹处(10)，其中两个相邻的凹处围绕型腔(2)的中轴线分别具有360/n°的角度错位。
6.按权利要求I所述的结晶器，其特征在于，所述螺旋线的升程为η.Ln，其中Ln表示卸载区域(8)沿着拉出方向的尺寸。
7.按权利要求I到6中任一项所述的结晶器，其特征在于，在卸载区域(8)的前面设有带有入口浇铸锥(7)的入口区域(6)，其中该入口区域(6)从浇入开ロ(3)延伸到卸载区域(8)。
8.按权利要求I到7中任一项所述的结晶器，其特征在于，在卸载区域(8)的后面设有带有出口浇铸锥的出口区域，其中该出口区域从卸载区域(8)延伸到浇出开ロ(4)。
9.按权利要求I到8中任一项所述的结晶器，其特征在干，由入口浇铸锥(7)、卸载浇铸锥(9)和出口浇铸锥组成的组中的一个或者多个成员具有抛物线状的锥度。
10.按权利要求8或9所述的结晶器，其特征在干，从ー个浇铸锥到后面的浇铸锥的过渡构造成连续的，优选可多次连续微分的。
11.按权利要求I到10中任一项所述的结晶器，其特征在于，所述型腔(2)具有凸起的曲率。
12.按权利要求I到11中任一项所述的结晶器在连铸设备中的用途，用于由钢制成具有圆形或者多边形横截面的金属连铸坯。
全文摘要
本发明涉及一种在连铸机中用于将金属熔融物浇铸成具有圆形或多边形横截面的连铸坯的结晶器(1)。本发明的任务是实现一种结晶器，用该结晶器一方面可以预先给出型腔的足够大的浇铸锥，从而也沿着浇铸横截面或者说型腔的整个圆周确保连铸坯壳的足够以及均匀的生长，并且另一方面可靠地防止连铸坯在结晶器中不必要高的接触压力以及摩擦力，尤其防止连铸坯夹住。该任务通过一种结晶器(1)得到解决，在该结晶器中凹处(10)或者由具有凹处的区域与没有凹处的区域构成的重复序列沿着拉出方向在卸载区域(8)的纵向延展尺度上延伸，其中凹处(10)或者重复序列具有螺旋线形状。
文档编号B22D11/04GK102686338SQ201080043464
公开日2012年9月19日 申请日期2010年9月27日 优先权日2009年9月29日
发明者F.维默尔, H.特内, J.佩普尔, 单国新 申请人:西门子 Vai 金属科技有限责任公司