CN1115699A - 用于在带有附加侧挡件的辊子间连续铸造的设备 - Google Patents

Abstract

本设备包括：两个冷却的反向转动的辊子(1)，两个侧挡件(3)和用于支承侧挡件及通过压力对其施加作用以顶到辊子边端(2)上的装置，一个推力板(10)可以在辊子(1)的轴向(A)上运动并相对这个方向成垂直地设置，一个安装板(19)，它支承着侧挡件(3)和被推力板(10)所支承并且面对至少三个推力件安置，例如插置在推力板(10)所支承并且面对至少三个推力件安置，例如插置在推力板(10)和安装板(9)之间的弹簧(14)，这些推力件分布在一个与侧挡件(3)相对应的形状区域内并且能够在其上施加相互间独立的力。

Description

用于在带有附加侧挡件的辊子间 连续铸造的设备

本发明涉及薄金属产品特别为薄钢带的连续铸造，属于在两个冷却的反向转动的辊子间连续铸造技术。它更特别地涉及到侧挡件，其被顶到辊子的前端以便限定辊子间的铸造空间，还涉及用于支承它们和将它们顶到所述前端部的装置。

已经公知，在辊子间连续铸造的设备，包括两个具有水平及平行轴线的辊子，它们内部用循环水强制冷却和以相反方向被驱动旋转并且以与铸件希望的厚度相适应的距离而分开间置。

在铸造期间，熔化的金属浇注到辊子间限定的铸造空间中，通过与这些辊子相接触而凝固和被向下排出，当它们转动时，形成一个薄带。为了保存熔化的金属，侧挡件被平坦地挤压到辊子的前端部。这些侧挡件通常由耐火材料制成，至少在它们中与熔化金属相接触的部分为耐火材料制成。

因此，必需保证在辊子和侧挡件之间不泄漏的密封。为此目的，这些侧挡件被挤压到辊子的端部，以便减少在辊子转动期间引起的摩擦作用。为此通常在辊子和侧挡件间交界处设置润滑措施，这由往这个交界面处提供消耗的润滑油或使用自身滑润的材料实现。

然而，实际上形成这个密封性和在铸造期间保持它仍然存在许多困难，特别由于：—辊子和侧挡件的几何变形，尤其在铸造开始时，由于设备各个元件的膨胀引起的变形；—施加在这些元件上的力，尤其在辊子轴向上由于铸造金属施加在侧挡件上的力，这种力趋于使侧挡件和辊子相互分开；—侧挡件或辊子冷却壁边缘的磨损，其在接触区的整个面积上不总是一致的；—在侧挡件和辊子间的铸造金属可能开始渗漏，和这些渗漏的金属凝固，其引起侧挡件和辊子相互分离。

已经早有建议，在铸造期间，通过控制侧挡件的磨损，借助辊子和侧挡件间的摩擦，解决这些问题。其目标是，在辊子和侧挡件间的交界面可连续地再生，以便使在整个交界面积上的接触状态是可能均匀一致。关于此，文件EP-A-546,206描述了一个方法，亦即，在铸造开始之前，该侧挡件被强烈地挤压到辊子上，以便通过辊子边界面的磨削使这些侧挡件实施一种研磨作用，然后，这个压力被减小，在铸造期间，该侧挡件是连续地以予定速度朝着辊子运动的，以便连续地确保有意磨损的递进，因此，才能保持整个交界面积的均匀接触。

然而这个方法只有当接触条件满足时才能导致耐火材料制成的侧挡件一个有效的磨损。

如果，不用上述的交界面再生方式，该侧挡件仅仅施加一个预定力，那么在交界面的一定区域上可能发生较强的磨损，这种磨损也可发生在辊子边缘和侧挡件之间交界面的其他定位区域，这进而导致在辊子和侧挡件之间形成局部间隙。例如，一个位于辊子和所述侧挡件之间的渗入则由于凝固作用导致该侧挡件和这个辊子边缘相互分开，因此，也相对第二辊子的边缘分开，这是由于这整个的侧挡件将向后移位，所以在第二辊子处的密封就有变坏的危险。这类问题也可能发生在辊子的前端没有完全地相对辊子的轴线为垂直的情况和/或没有精确地位于同一平面的情况，此时，侧挡件可以相对一个辊子校正但不能相对其他辊子进行校正了。

为此，本发明目的，是解决上述问题特别是在铸造期间保持在侧挡件和两个与该侧挡件配合作用的辊子之间最佳可能的密封性。

由于考虑这一目的，本发明主题是一个用于在辊子间连续铸造薄金属产品的设备，包括两个冷却的反向旋转的辊子，两个侧挡件和用于支承所述侧挡件并通过压力使其顶靠到辊子的边端的装置，其特征是，所述支承装置包括：—一个在辊子轴向于以运动的推力板，其与上述轴向成垂直布置；—一个支承侧挡件的安装板，其由一推力板支承并对着该推力板安置；—至少三个推力元件插置在上述推力板和安装板之间；这些元件分布在与侧挡件为对应形状的区域上并能够独立地在相关构件上施加推力。

该安装板仅仅被推力板所支承，也就是说，只在垂直方向和相对辊子轴线为任选水平地、正交地方向上形成机械连接。另一方面，该安装板可以相对推力板移动，亦即一方面在辊子轴线的方向上移动，另一方面可以绕一轴线回转，这一轴线安置在该安装板的整个平面中并基本上与上述轴向成垂直布置。

当然，这些容许变化的移动，就其振幅而言要受到限制，但是应足以能够使侧挡件以最佳可能的方式顶靠到辊子的前端，即使辊子相对应的前端不是完全共面的。此外，当铸造期间侧挡件发生与辊子的边端相分开时，例如在这个辊子和侧挡件之间由铸造金属的寄生凝固导致的后续通道时，则侧挡件可以本身稍稍回转一下并因此保持与第二辊子的最佳可能的接触，反过来没有这个运动自由度的话，这种寄生的凝固将导致侧挡件整体上被推回和进而在其与第二辊子之间形成间隙。

再者，在这种回转期间，在被侧挡件从辊子作离开运动的侧面上安置的推力元件将处于更强大的应力，通过反应，在它们上面就可能优先动作，或者只在它们上面动作，同时，基本不会改变在第二辊子侧面上的推力。

这些推力元件可以是可控的工作缸或弹簧。

在推力元件为工作缸的情况下，它们既可以是压力单独控制的，或者可以是移位可控制的，只要能够施加一个较强的推力作用在需要推力增加的局部，例如在上述指出的情况下，亦即在寄生凝固发生的侧面局部上。

在推力元件为弹簧的情况下，推力的增加实际上是通过弹簧的压缩自动地发生的，在此侧面上侧挡件作离开辊子的运动，并因此使通过压缩弹簧而施加的力增加，此时，推力板的位置应为固定的。

最好，每个弹簧的刚度和该弹簧在所述区域中的分布是如此确定的，即对于这些弹簧为相同柔性的情况，则施加在侧挡件下部分上的推力是大于施加在侧挡件上部分上的推力。这种配置就能够考虑到这一事实，即，由铸造金属施加在侧挡件上的压力是位于这个侧挡件底部上的压力大于位于顶部上的压力，一方面说，因为液体金属的流动压力，另一方面说，因为通过辊子施加在凝固时位于辊子间颈部附近金属上的滚动力，它们都导致铸造带变宽和因此将侧挡件往下推。为了保持这种特别的推力分布，可能的方式是改变弹簧的刚度，或者也可以对弹簧在推力板的平面中作相应定位和分布，由于弹簧的数目是足够多的，所以上面做法是比较容易实现的，或者也可以同时改变这些参数两者。

在应用工作缸的情况下，选择它们的配置时要考虑到施加在侧挡件至辊子上的作用力分布是所希望的。然而这种选择是不太受约束的，因为，这种力分布可以通过工作缸适当的压力控制来实现。

如已指出的，此处的优点是能够使施加在侧挡件上的推力分布按照预定的结构和在寄生凝固的情况下，也不会使整体往后移动，亦即本发明能够使在铸造期间改变到处的支承力，方法是使推力板相对于辊子发生移动，同时，保持侧挡件相对辊子边端的适当定位。在这一端部，该推力板被一个可以沿所述轴向运动的支承件所支承，并且，该设备包括用于使所述支承件相对于辊子移动的装置并且其还用于施加一个指向辊子的作用力。例如，通过使推力板朝着辊子移动，该弹簧就会全部完全地被压缩，它是附加在那些在这种移位前就已经压缩的弹簧上，但是它却在侧挡件的表面上保持一个类似的推力分布，同时，使得在弹簧已经提供较大力的区域的作用力大大加强。因此例如推力板的定位可以当开始铸造时，进行调节，以便使弹簧压缩得相当强烈，和由此保证一种侧挡件对着辊子边缘的研磨作用。然后，在稳定的铸造状态中，整个的支承力可以减小，以为了并特别为了避免侧挡件过快的磨损，当偶然事件时，例如在液体金属渗漏时，支承力应再提高，以便尽可能快地再建立密封性。

其他的特征和优点将出现在下面的关于一个在辊子间连续铸造薄钢带的设备描述中。

请参照附图，其中：

图1是侧挡件之支承组件的截面图，其中，推力元件是弹簧件；

图2是沿图1中II-II线的截面图，示出了上述弹簧在推力壁平面中的分布；

图3是图2的局部放大图；

在附图中，相同的元件应用同一个参考编号标明。

在图1的描绘中仅再现了铸造设备的一个辊子1，对着该辊子的边缘面2，借助一个支承组件4并通过施加推力使侧挡件3支承到边缘面2上。

这个支承组件包括一个，刚性底板5，它支承着第一支承件亦即沿预定位支承件6，该支承件6的位置可以沿辊子的轴向A在底板5上调节，例如借助一个螺纹-螺母系统7实现。

该预定位支承件6支承着第二支承件8，并使其在轴向A上直线导行。该第二支承件8的位置可借助一个定位件和推力工作缸9进行调节。

该第二支承件8借助两个支承杆11支承一个推力板10。此外，该推力板10靠置到制动件12上，制动件12连接到支承件8上并可调节定位，其方式是公知的，以便保证推力板10垂直位置。

该推力板10包括数个钻孔13，它们分布在与侧挡件的形状相对应的三角形区域中。一个压力弹簧14安置在每个钻孔13中，该弹簧14之一端部支承在钻孔的底部上，另一端部支承在可于钻孔中滑动的活塞15上并且该活塞15设有牵拉装置16以使弹簧和活塞保持在钻孔中。

此外，该推力板10还包括在其上部分的支承块17,17′，在支承块17,17′上置有一个内冷却的安装板19的凸耳18,18′，该安装板的背面与活塞15相接触。

一个支承块17包括一个凸肋17B，其以小间隙啮合在凸耳18的对应槽中，以便保证上述安装板沿OX(水平方向)的横向定位，同时，使它不能绕OZ(垂直方向)转动。另外的凸耳18′简单地靠置在支承块17′上。总之，在支承块17和17′上形成支承面的平面17A和17A′用于沿侧挡件的OZ来确定高度，该凸肋17B确定0X方向的位置而沿OY的方向是自由的。用于使安装板19的下端部相对支承板10横向邻接的装置20是为了避免在制动件17，17′上倾斜而设置的。

一个隔离耐火材料的板件21借助一个冷却的金属带22靠置在安装板19的前表面上，上述带22围绕着板件21并且借助一个钩形的杆23以离开安装板的方式悬挂着，该杆23安置在所述安装板的一个支架24中并在OY的轴向上有一定的运动自由度。该隔离耐火板21可以在轴向上相对于冷却带22移动并具有稍稍大于所述带22的厚度。

一个第二金属带25被拧紧到所述冷却带上，这第二带包围住侧挡件3，其借助一种耐火粘结剂而连接到第二带上，而且该挡件3的厚度大于所述第二带25的厚度，因此，挡件3超过带25延伸到辊子侧面上，为的是防止他们和带25之间接触，即使在一个最大可允许的磨损之后也应如此。

这两个耐火板3和21的形状和尺寸以及带22和25的形状和尺寸是如此确定的，即，甚至当第二带25压紧在冷却带22上时，该隔离耐火板21仅与挡件3相接触，但不与第二带25相接触。

此外，由于该隔离耐火板21的厚度是大于冷却带的，则由安装板19传递的推力就只传递到侧挡件3上和不传到带25上，这就避免了在该带和侧挡件的耐火材料之间产生应力，并因此，也就避免了侧挡件(后者)的变形危险或者说避免了其与带25的分离。

当将第二带25固定到冷却带22上时，可能发生后者(22)相对辊子的移动。这就是与隔离耐火板21的连接不为钢性的原因。而且，钩件23在支架24中轴向有一定移动自由度。

最好，该安装板19由钢板制成，冷却带22也同样为钢制，该第二带25是良好热力特性的材料制成的，例如钢，或铸钢，它的自然冷却还通过与冷却带22相接触得以加强，而带22是经过内循环水冷却的。

在铸造开始之前，需要预先加热侧挡件3。为此目的，该支承组件4要从辊子移动离开，该底板5也要为此目的而装备有装置，该装置为公知的故未示出，为的是使底板5能够相对于铸造设备的结构部件移位。

为此，一个辐射预加热炉被安置在侧挡件的前面以便对其加热到升高的温度，该隔离耐火板件21，冷却安装板19和冷却带22限制了对其余装置的加热。

就在开始工作之前，炉子被移走和底板5复原定位和压紧到结构部件上。然后，该缸9开动工作以便将侧挡件带至与辊子边端相接触并通过使它继续运动，将推力板10移动，结果使弹簧14压缩。该工作缸9的位置是可调节的。由缸9施加的作用力借助支承件8和其制动件12传递到推力板上；而且这个力通过弹簧14分布在安装板19上；因此，由所述的每个弹簧14局部施加的力基本上是它们的压力的一个函数，亦即为安装板和推力板相对位置的函数。

于是，对应于缸9的一个确定位置，该侧挡件3被顶到辊子1上定位，其保证最佳可能的接触。例如，即使两个辊子的边端事实上是稍稍相互间歪曲的或轴线偏斜的，则侧挡件也是以最小的间隙顶靠到两个辊子上。然而，在其边端延伸超过另一个的辊子侧端上的推力是更高的，这样时导致侧挡件3在此侧面上更迅速的磨损并因此导致它的整个平面与推力板10趋于相互平行，亦即使得由弹簧14施加的力趋于更均匀的分布和在侧挡件3和辊子1之间获得最佳的接触以保证密封。

在铸造期间，如果寄生凝固物出现在辊子和侧挡件之间时，则后者在所述辊子的侧面上被向后移位，但是保持与第二辊子最佳可能的接触。这所述的向后移位就压缩产生凝固物侧面上的弹簧，结果自然地增加了在这一侧面上的推力，因此，摩擦也就增加，结果导致相对快地消除所说的凝固物。

在加重磨损发生在侧挡件之一个侧面上的情况下，则弹簧14将如此动作，即使侧挡件仍然保持与安置在这个侧面上的辊子保持接触。这个移动既可以通过一个移位传感器检测，也可以通过推力的减少来检测，该推力减少的事实起因于安置在所述侧面上的弹簧少被压缩了。因此，缸9就可以起动以使推力板朝辊子推进，直至再建立希望的力施加到侧挡件上并使其顶到位于发生磨损之侧面上的辊子边端上。通过这一工作，在另一侧面上的力也增加和因此将导致在这个另一侧面上的加速磨损，这样的结果将使侧挡件与推力板趋于平行和因此恢复了最佳的密封性。

这样，弹簧14不仅能够消除侧挡件和辊子间的接触缺陷，而且有助于提供自动地和自然地对这些缺陷的校正。在上面提示的现有技术简述中，该耐火壁是连续地剥蚀的，为的是保证与辊子最佳可能的接触，为此用巨大作用力将壁推靠到辊子上，然而本发明却能够实现，一方面减少这个推力，并且另一方面只有当接触受到干扰时才导致在侧挡件上的磨损。

此外，即使不存在这种干扰，本发明装置也能够调节侧挡件顶靠到辊子边端上的支承力，具体地说，按照一个包含每个铸造步骤的函数，简单地控制工作缸9即可。例如，可能的是，在开始铸造时施加一个强大作用力，以便实现一种使侧挡件顶到辊子边端上的研磨作用，然后在稳定的铸造状态中减少这个力并且在偶然事件中可任意增大这个力，比如液体金属渗漏时。

在一个优选的实施例中，已经表明，在本装置中，该弹簧可以通过可控的工作缸来代替，该缸应完成如弹簧相同的功能，在测量它们内部压力的基础上，也即测定侧挡件的位置。每个工作缸可以根据预定的规律单独地调节，以便确保，例如，一个与移位成比例的作用力，因此，该缸如同弹簧一样地动作，或者施加一个常数力，或者另外按照这种规律：F＝K·Xⁿ或F＝K·e^X；其中，F是作用力，K和n是预先确定的常数，X是缸之连杆的移位，例如，可通过侧挡件或安装板上的移位传感器间接测得。

另外，受所有工作缸作用的侧挡件磨损之同步调节可以和单个的调节相组合，例如，限定一个缸为驱动器而使其他缸成为传动缸。然而，选定作为驱动器的工作缸最好是那个朝着侧挡件底部安置的缸，这就是说接近辊子间颈状部的那个，因为此处侧挡件的磨损通常是更严重的。

Claims (8)

1.在辊子间连续铸造薄金属产品的设备，包括两个冷却的反向转动的辊子(1)，两个侧挡件(3)和用于支承及施加压力到所述侧挡件上并使其顶到辊子前端部(2)上的装置，其特征在于：

所述支承装置包括：

—一个推力板(10)，其可以在辊子(1)的轴向(A)上运动并且垂直于这个方向安装；

—一个安装板(19)，其支承着侧挡件(3)和被推力板(10)所携带和面对推力板安置；

—至少三个插置在所述推力板(10)和安装板(9)之间的推力件(14)，这些元件分布在与侧挡件(3)相对应形状的区域中，并且能够在相关的构件间施加独立的推力。

2.按权利要求1所述的设备，其特征在于：

所述的推力件是弹簧(14)。

3.按权利要求2所述的设备，其特征在于：每个弹簧(14)的刚性和在所述区域的分布是如此确定的，对于这些弹簧为相同的柔性时，弹簧在侧挡件的下部施加的推力大于施加在侧挡件上部的推力。

4.按权利要求1所述的设备，其特征在于：

推力件是可控制的工作缸。

5.按权利要求4所述的设备，其特征在于：

该工作缸是压力可调节的。

6.按权利要求1至5之一所述的设备，其特征在于：

该安装板(19)如此设置，即它所传递的推力仅仅施加在所述侧挡件上。

7.按权利要求6所述的设备，其特征在于：

该侧挡件由硬耐火材料制成的板(3)构成，并被一金属带(25)包围住和与其相连接，该金属带(25)固定在一个冷却带(22)上，其围绕一个绝热耐火材料制成的板件(21)，同时，板件(21)相对冷却带(22)在辊子的轴向上有移动自由度，该冷却带(22)由所述安装板(19)支承，并且，隔热耐火板(21)如此设置，即由安装板传递到板件(21)上的推力仅被板件(21)再传递到硬耐火材料板(3)上。

8.按权利要求1至7之一所述的设备，其特征在于：

推力板(10)由一支承件(8)所支承，支承件(8)可以在轴向上移动，并且该设备包括装置(9)，其用于使所述支承件相对于辊子移动和在其上面施加一个指向辊子的作用力。

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