CN1064285C - 支承金属带双辊式连铸设备的侧壁的装置 - Google Patents
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Abstract
支承薄金属产品的双辊式连铸设备的侧壁(2)的装置，该设备包括两个有水平轴线的冷却的轧辊(1，1′)和两个紧靠轧辊端部(3)的侧壁(2)，该支承装置包括一个可沿平行于轧辊轴线的方向可控地移动的车架(5)、一个由车架携带的推力装置(6)及一个连接推力装置并牢固固定于侧壁(2)上的安装板(4)，其特征在于，上述安装板(4)包括至少两个衬垫(10，10′，10″，10′″)，衬垫可通过装置(11，11′)沿平行于轧辊轴线的方向可控地移动，装置(11，11′)能使每个衬垫紧靠一个轧辊端部。
Description
本发明涉及金属的连铸。更准确地说，本发明涉及在薄带连铸机的模具中侧向保持液态金属用的装置，该连铸机的铸造空间受两个具有水平轴线的轧辊的靠近的侧表面的限制，两个轧辊受到强烈的内部冷却并沿相反的方向转动。
这种被称为“双辊式铸锭法”的连铸机在铸造厚度约2至10mm的钢带上的工业应用目前正在发展中，在这种类型的连铸机中，在由轧辊形成的铸造空间中液态金属的侧向保持是由合适的装置对着轧辊的被称为“端部”的平面终端外加的板形成的。这些板通常称为“侧壁”。其预定与液态金属接触的中心部分是用难熔材料制成的，通常侧壁的紧靠轧辊摩擦的周边逐渐地磨损掉。这些与轧辊接触的侧壁尽可能密封是至关重要的，因为液态金属渗入其接触区域会对铸带边缘的质量产生灾难性影响。这些边缘会形成参差不齐的形状而且会特别脆。它们还有其后从铸带其余部分上分离的危险并会附着在轧辊上。如果在轧辊完整旋转一圈期间这种附着仍然保持住，而且如果边缘的碎片因而进入铸造空间，那么这会严重损坏轧辊表面。在最坏的情况下，这些金属的渗透最终会达到连铸机的外边，这会迫使连铸作业立即停止。
此类密封缺陷可能有许多原因，其中可以提到：
轧辊和例壁由于受到的机械应力和热应力而产生的变形，特别是在铸锭一开始当一种热状态外加到轧辊和侧壁上时；
侧壁或轧辊的逐渐磨损，它们在所有接触面积上并不总是均匀的；
侧壁由于凝固金属的渗入通过而产生的瞬时磨损。
已经有人提议解决这些密封问题，方法是通过侧壁对着轧辊的受控摩擦形成侧壁的受控磨损。这样，侧壁的接触表面永远被更新，使它们更好地匹配侧壁所支靠的轧辊部分的形状的可能变化。在这方面，可以提到文献EP-A-546，206。该文献提出，在开始铸锭之前首先使侧壁紧靠转动的轧辊，使它们匹配轧辊端部的精确的起始形状。其次，稍许放松该压力，而后开始铸锭，将一个大的压力暂时重新外加在侧壁上，使得精细地产生一种能使侧壁符合轧辊端部的磨损。在铸锭期间，使侧壁继续紧靠轧辊，通过以预定的适度速率移动而补偿其磨损。这样，产生一种受控的磨损，连续地更新侧壁和轧辊之间的接触表面。
法国专利申请FR94／08319提供对这种操作方式及其衍生的操作方式的改进，方法是提供通过调制外加到侧壁不同面积上的压力而使侧壁能够稍许变形的机构。这样就考虑了由轧辊施加到侧壁的不同部分上的力的暂时的或永久的不相等情况。此种不相等情况例如可以产生在已经渗入于侧壁和轧辊之间的金属的寄生凝固的场合，或者是当有侧壁紧靠的两个轧辊的表面并非完全共平面并垂直于轧辊轴线的时候。
但是，这些操作方式存在在每个侧壁上外加这样一种磨损的缺点，这种磨损肯定可以利用推进速率测量，但它不能受到控制。在铸造过程不存在特殊事故的场合，可以证明这种磨损不一定很大。
本发明的目的是，给操作人员提供在侧壁上施加一种受到控制的磨损的机构，这种磨损不会大于铸造过程正确地进行时所严格要求的磨损。
为此目的，本发明的目的是一种支承薄金属产品的双辊式连铸设备的侧壁用的装置，该连铸设备属于包括两个具有水平轴线的冷却的轧辊和两个紧靠轧辊端部的侧壁的那种类型，上述支承装置包括一个可以沿平行于轧辊轴线的方向可控地移动的车架、一个由上述车架携带的推力装置以及一个连接上述推力装置并牢固地固定到侧壁上的支承安装板，其特征在于，上述安装板包括至少两个衬垫，衬垫可以通过装置沿平行于轧辊轴线的方向可控地移动，这些装置能够使每个上述衬垫紧靠一个轧辊的端部。
将会理解，本发明在于装备用至少两个摩擦衬垫支承侧壁的机构，这些摩擦衬垫可以可控地移动，每个衬垫可以支承在一个轧辊上。当侧壁和轧辊边缘之间的接触面完全均匀时，这些衬垫使得侧壁磨损造成的材料损失精确地调整到一个非常小的值。在铸造期间，通常预定每个衬垫的前表面保持与侧壁的前表面永远准直(对齐)，或者从侧壁前表面往回调非常微小的距离。如果衬垫准直在侧壁上，这些衬垫就吸收轧辊和侧壁之间的摩擦力，侧壁的磨损在理论上等于零。如果衬垫安装成从侧壁稍许往回调，就只有侧壁会摩擦地对着轧辊。因此侧壁会磨损掉，直到这种磨损足够地显著，使得侧壁的前表面与衬垫的前表面相准直。于是情况再一次如前面的场合，侧壁的磨损中止，直到衬垫再一次安置在从侧壁往回调。这种往回调可以连续地进行，使衬垫的移动速率等于想要施加在侧壁上的磨损率，或者是不连续的，在后一场合，必须使在一给定的时间间隔内计算的衬垫平均移动速率等于所要的摩损速率。
参照下列附图阅读下述说明将会更好地理解本发明。
图1示意地表示根据本发明的一种装置和一根铸造轧辊的端视图，双辊式铸锭机的一个侧壁紧靠在该铸造轧辊上；
图2示意地表示一个侧壁的前表面，该侧壁的支承是根据本发明设置的。
图1表示一台铸锭机在两个靠近的轧辊1、1＇之间的一个侧面，这两个轧辊具有水平轴线、是转动的并且是内部冷却的，只有轧辊1在图上可见。铸锭机的另一侧面以同样方式装置。由两个扎辊1、1＇形成的铸锭空间由难熔材料制成的侧壁2从侧向堵住，其前表面紧靠轧辊1、1＇的端部3。侧壁2固定在用金属材料之类材料制成的安装板4上。该安装板4最好受到冷却，以防止它受到因纯粹温度原因的变形产生的影响。
侧壁2在轧辊1、1＇上的运动和支承力受一个装置的控制，该装置作用在安装板4上，下面将更详细地予以说明。该装置以已知方式包括一个沿平行于轧辊1、1＇的轴线的方向可以控制地运动的车架(或称支架)5。一个推力装置6如推力缸安装在这个车架5上，该推力装置6包含一根也沿平行于轧辊1、1＇的轴线的同一方向可以控制地运动的连杆7。在本发明的一种简化的(没有表示的)型式中，该连杆7直接作用在安装板4上，而它的位置与车架5的位置相配合，以使由侧壁2作用在轧辊1、1＇上的支承力能够受到调整。在本发明的最复杂的型式中(这种型式再一次涉及构成上述法国专利申请FR94／08319主题的装置)，连杆7驱动一个推力板8，后者本身通过一组推力部件9、9＇、9″、9′″(例如受控制的弹簧或推力汽缸)连接到安装板4上。这些推力部件分布在一个其形状对应于侧壁2面积的面积上。这些推力部件的作用是，当侧壁2和轧辊1、1＇中的一个之间产生寄生凝固时，允许侧壁2的一部分稍许向后运动，使得不会因此而影响侧壁2的其余部分和轧辊之间的接触状态。更多的细节可以参考上述法国专利的内容。
根据本发明，在图1和2表示的例子中，支承侧壁2的安装板4带4个衬垫10、10＇、10″、10′″。这些衬垫10、10＇、10″、10′″每个装有一个装置11、11＇，后者能够规则地或不规则地可以控制地使衬垫运动，以便使衬垫能够直立地支承在轧辊1、1＇中的一个的端部3的任何部分上。图2中用虚线表示轧辊1、1＇周边区域，以便确定衬垫10、10＇、10″、10′″相对于轧辊1、1＇和侧壁2的位置。衬垫10、10″安置在安装板4的上部，并可以刚巧在侧壁2的上方支承在轧辊1、1＇的端部3的边缘上。衬垫10＇、10′″安置在安装板4的下部，并沿侧壁2和靠近颈部12支承在轧辊1、1＇上，颈部就是轧辊1、1″之间的间隔最小的区域。可以清楚地理解，已经说明和表示的衬垫10、10＇、10″、10′″的位置仅仅构成实施本发明的例子。可以想到其它的位置，这些位置的选择特别取决于安装板4的结构形状。这些使衬垫10、10＇、10″、10′″运动的装置可以包括任何电驱动器或液压驱动器，例如推力缸、螺杆、齿条式装置等等。如图所示，这些衬垫10、10＇、10″、10′″可以有一个与轧辊1、1＇的端部3接触的平面。在这种情况下，它们最好还包括保证该接触面受到润滑的机构(未图示)，例如通过注射润滑油或一种固体润滑剂粉末，如氮化硼来进行润滑。因此减小了轧辊1、1＇和衬垫10、10＇、10″、10′″的磨损。作为一种变化方案，这些衬垫10、10＇、10″、10′″可以包括一个滚子或一个小轮子，此时不再需要提供润滑装置。除了它们对磨损现象不太敏感外，与具有与轧辊1、1＇的接触平面的衬垫相比较，这些变化方案具有对可能存在于轧辊1、1＇端部上的污染不太敏感的优点，因为它们的接触表面较小。
如上所述，这些衬垫10、10＇、10″、10′″的作用是通过在正常条件下吸收轧辊1、1＇和侧壁2之间的大多数摩擦力而减小侧壁2的磨损速率。因此，在不存在诸如会加速此种磨损的寄生凝固之类偶然事件时，侧壁的磨损实际上为零。
作为一种变化方案，每个安装板4也可以仅仅装备两个衬垫，每个衬垫摩擦一个不同的轧辊1、1＇，每个衬垫最好配置在侧壁的上部附近，例如在图2中衬垫10、10″的位置上。
在给每对轧辊1、1＇至少配备两个衬垫10、10＇、10″、10′″并使之与推力板8和推力部件9、9＇、9″、9′″相配合的情况下，有可能优化在侧壁2的不同面积上的磨损速率，还应考虑可能在轧辊1、1＇中的一个的附近产生比其它地方更显著的磨损的特殊情况。因此可以继续考虑与使用推力板8／推力部件9、9＇、9″、9′″系统有关的侧壁2和安装板4变形微小的可能性这种优点。但是，如上所述，本发明也适用于推力缸6直接驱动安装板4的场合。
因此，可以提供一种如下的铸锭工序。在开始铸锭前，衬垫10、10＇、10″、10′″的前面部分安置在从接触轧辊1、1＇的侧壁2的前表面缩回十分之几毫米(零点几毫米)的地方。然后，轧辊1、1＇转动，利用推力缸6向着轧辊推进侧壁2，使侧壁2产生磨损，这种磨损使侧壁具有与轧辊1、1＇的端部3的精确结构形状相符合的形状。这种磨损继续到衬垫10、10＇、10″、10′″的前面部分接触轧辊1、1＇。此时，不能再推进侧壁2，侧壁停止磨损。然后，可在能减小了侧壁在轧辊1、1＇上的支承力之后，铸造就开始了。在铸锭期间，或者仍然固定衬垫10、10＇、10″、10′″，如果希望侧壁2不受磨损的话，或者这些衬垫以连续的或不规律的方式以受控的平均速率向后移动，例如每小时2-10mm的数量级。这种逐渐的向后移动使侧壁2和轧辊1、1＇之间的接触表面能够更新，而仍然将侧壁2的磨损保持在一个适度的值，该值例如大约等于侧壁2的中心部分与液态金属接触因而实质上遭受化学腐蚀的值。根据本发明，侧壁2的适度磨损受到控制，比仅利用推力缸6所实现的磨损的受控程度要精确得多。
但是，如果在铸锭期间观察到轧辊1、1＇和侧壁2之间的密封缺陷，那么就可以立即向后移动衬垫10、10＇、10″、10′″十分之几毫米并暂时增大侧壁2的推进速率和支承力，以便保证快速更新其接触表面。
也可以指出，润滑衬垫10、10″用的系统有助于润滑轧辊1、1＇和侧壁2之间的界面，因为轧辊1、1＇与衬垫接靠的边缘随后会立即接触侧壁2。这有利于减小侧壁2的磨损。
本发明的另一变化方案在于使用由自润滑材料如氮化硼制成的衬垫10、10＇、10″、10′″(或至少其中一些)。于是不再需要在接触轧辊1、1＇的衬垫表面上施加外部润滑剂。为了补偿由此产生的衬垫10、10＇、10″、10′″的磨损，它们的运动装置11、11＇被设计成能够沿轧辊1、1＇的方向施加一个稳定的运动。只要通常与最近的推力部分9、9＇、9″、9′″相联结的力学传感器检测到由轧辊1、1＇和用在侧壁2及其安装板4上的反作用力的减弱，这种运动就必须停止，因为这样一种反作用力的减弱是一个信号，表明相关的衬垫10、10＇、10″、10′″的前表面不再与侧壁2的前表面准直(对齐)。
此外，本发明完全与使用这样一种侧壁2兼容，如已经知道的，在这样的侧壁2上可以在轧辊1、1＇的平端面的平面内施加振动。
Claims (9)
1．支承薄金属产品的双辊式连铸设备的侧壁(2)用的装置，该连铸设备为包括两个具有水平轴线的冷却的轧辊(1，1＇)和两个紧靠轧辊(1，1＇)端部(3)的侧壁(2)的类型，上述支承装置包括一个可以沿平行于轧辊(1，1＇)的轴线的方向可控地移动的车架(5)、一个由上述车架(5)携带的推力装置(6)以及一个连接上述推力装置(6)并牢固地固定到侧壁(2)上的支承安装板(4)，其特征在于，上述安装板(4)包括至少两个衬垫(10，10＇，10″，10′″)，衬垫可以通过装置(11，11＇)沿平行于轧辊(1，1＇)的轴线的方向可控地移动，装置(11，11＇)能够使每个上述衬垫(10，10＇，10″，10′″)紧靠一个轧辊(1，1＇)的端部(3)而不使衬垫穿过所述侧壁。
2．根据权利要求1的装置，其特征在于，所述安装板(4)通过一个推力板(8)并通过推力部件(9，9＇，9″，9′″)连接到推力装置(6)上，推力部件(9，9＇，9″，9′″)分布在一个对应于侧壁(2)的形状的面积上。
3．根据权利要求1或2的装置，其特征在于，上述装置(11，11＇)由推力缸组成。
4．根据权利要求1或2的装置，其特征在于，上述装置(11，11＇)由螺杆装置组成。
5．根据权利要求1或2的装置，其特征在于，上述装置(11，11＇)由齿条式装置组成。
6．根据权利要求1或2的装置，其特征在于，上述衬垫(10，10＇，10″，10′″)包括用于润滑其预定接触上述轧辊的表面的机构。
7．根据权利要求1或2的装置，其特征在于，至少一些衬垫(10，10＇，10″，10′″)是用自润滑材料制成的。
8．根据权利要求1或2的装置，其特征在于，上述衬垫(10，10＇，10″，10′″)由滚子组成。
9．根据权利要求1或2的装置，其特征在于，上述衬垫(10，10＇，10″，10′″)由小轮子组成。
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