CN1354702A - 连铸设备中锭模/引锭杆组件的密封方法及相应的密封件 - Google Patents

Abstract

在连铸设备中,在引锭杆和锭模之间利用密封垫的方法,重视在连铸设备的外部将密封件直接安装在锭模内。上述密封件(1)可以或者取稍微可变形的单块薄板形状,或者取一种刚性板形状,上述刚性板沿着整个边缘具有数个可变形的分离部分(10),它们组成一个连续的密封垫。

Description

连铸设备中锭模/引锭杆 组件的密封方法及相应的密封件

发明领域

本发明涉及一种连铸设备中锭模/引锭杆组件的密封方法、实施该方法的密封垫、及上述密封垫在连铸法中的使用。更具体地说，本发明涉及一种在完全安全的条件下即在不联机的情况下将成形密封垫插入结晶器的方法。

现有技术

在连铸设备中，液态金属被浇注到位于生产线上方的开底冷却式结晶器或锭模中，以便被抽出并进一步冷却。当与锭模冷的内壁接触时，浇注的金属固化而形成一层硬壳，该硬壳内一般仍然含有液态金属，用连续的方式将硬壳从锭模的底部抽取出来。硬壳内所含的液态金属沿着铸造生产线完全固化，在完全固化之后，这样产生的坯体一般先进行校直，然后切割成具有预定长度的部分。

在铸造操作开始时，当锭模还完全是空的时，必须采用装置，以便防止熔化的金属流出锭模直至具有足够厚度和强度的硬壳形成时才从锭模中拉出它。

为了达到这个目的，采用一种称之为引锭杆的物体，该引锭杆具有比锭模断面稍小的断面，以便起对锭模暂时闭合的作用。引锭杆在一侧与下面的抽取组件接触，而在另一侧则装备有钩到坯体上的装置，上述坯体由锭模中液态金属的固化而形成。考虑到液态金属具有低的粘度(例如，液态钢的流体性能完全可以和水相比)，显然，必须完全密封锭模的内壁和引锭杆之间存在的空间，以便防止液态金属漏泄及随之发生的堵塞铸锭机，损坏铸锭机，或者还有更坏的情况是危及工人们安全的可能性。密封主要是用两种方法进行：或者是通过在引锭杆已插入工作位置之后将密封材料放入锭模中，要不然就是通过在引锭杆插入锭模之前将密封材料作为一种密封垫(gasket)放在引锭杆的头部上。然而，这些方法都存在严重的缺点。实际上，为了将密封材料放入锭模中，或者是要求工作人员必须到锭模口去，该锭模口在中间包的下面，并且在任何情况下都在用于支承或移动中间包的设备下面，或者是，例如，正如由已发布的日本专利申请书JP7-314099所建议的，采用一种自动化机器，该自动化机器在锭模的内部喷涂密封材料。然而，在前一种情况下，工作条件是很不方便并且很危险的，而在后一种情况下，没法确定喷涂的密封材料层完全没有损伤而不存在危险的裂纹或间隙。在任何情况下，利用另外的机器都会增加工艺过程的复杂性和成本。如果不是那样，而是用密封垫来直接安放在引锭杆的头部上，例如，如象在已发布的日本专利申请书JP8174160中那样，或者安放在插入的板上，如在欧洲专利申请书No.231520中那样，则必须防止当引锭杆到达锭模时密封垫由于冲击或断裂而受损。因此，必须直接在锭模的前面安装密封垫，并且，为了做到这点，工作人员不得不在锭模下面的冷却室中工作，以便用于将密封垫固定到引锭杆的头部上，亦即在甚至比在锭模口处更不方便和更危险的工作条件下工作。

本发明通过提供一种简单而安全的用于保证密封锭模/引锭杆组件的方法达到克服这些缺点的目的。

发明概述

按照本发明所述的方法，主要是基于这样的事实，即使用预成形的密封件，在引锭杆插入锭模之前，脱离所用的铸造生产线，优选的是在铸造设备的外部，将上述预成形的密封件安装在锭模的内部。这后一种解决方案由于它在实行次数方面及由于实施时提供了绝对安全的条件作为主要优点而被优选。然而，可能存在一些情况，例如在所用铸造生产线旁边安装的带锭模的备用设备，其中也许表明必须将密封垫安装在铸造设备内，尽管是在铸造生产线外部使用。

上述密封件优选的是沿着它的整个边缘装备周围伸出的隆起部分，该隆起部分与密封件的平面大致成直角，并具有朝自由端方向成锥形的断面，以便当引锭杆插入锭模内时很容易适应引锭杆的头部，并且在引锭杆和锭模之间逐渐压紧，以保证完全密封。

此外，密封件可以由一种塑性材料制的整块薄板状主体构成，或是由数个部分构成，这些部分通过相关的刚性板，例如金属制的板固结。

作为整块主体制造的密封件，可以具有一个中心通孔，穿过该通孔将引锭杆和铸造坯体之间的固结元件连接到引锭杆上。上述固结元件可以从引锭杆上卸下，并且当引锭杆向上到达锭模时，用快速夹紧和快速脱开装置固定到引锭杆上，要不然就固定到上述刚性板上，上述刚性板又用快速夹紧和快速脱开装置连接到引锭杆上。

在采用数个部分由刚性板固结制成的密封件的情况下，这些部分是例如取具有U形断面的细长体形状，该细长体的纵向空腔装入上述刚性固结板的边缘。

在任何情况下，密封件无论是作为整体还是作为一组装配在刚性板上的部分，在平面图中，都具有和它一起应用的锭模水平断面相同的形状，并且各边的线性尺寸都比锭模对应边的尺寸稍大，例如在0.1-4％之间，或者在锭模具有圆形断面的情况下比锭模的直径稍大，因此，由于尺寸上的差异，由密封件变形所引起的摩擦将使它在锭模内保持在适当位置。

优选的是，具有中心通孔的密封件，也可以装备数个从中心孔开始的切口，以便于与铸造坯体固结的元件通过。

实际上，对锭模每个断面的其中之一，都制备数种类型的密封件。当采用特定的锭模时，选择合适的密封件，并且在插入引锭杆之前，将密封件安装在锭模内，在此处它仍然封闭，因为，如前所述，它具有尺寸比锭模内部尺寸稍大的断面。在优选的情况下，由其在铸造设备的外部进行操作，装备有密封垫的锭模然后可以在适当时候运送到连铸机并固定在连铸机上。

在任何情况下，当装备有密封垫的锭模处于铸造生产线中时，使装备有用于钩到铸造坯体上的元件的引锭杆朝上到达锭模并推入该锭模内。引锭杆，锭模内壁和密封件之间的接合，有助于挤压密封件的周边贴着锭模，尤其是如果密封件具有呈直角伸出的隆起部分，这样提供一种完全的密封。

用于使引锭杆同铸造坯体固结的元件可以是任何合适的类型，例如所谓的起动钩、或起动笼(starting cage)、或螺旋式，可以与引锭杆成为整体，或者可从引锭杆上卸下，或者可以与刚性板成为整体，它也可以用一种可卸下的方式与引锭杆连接。上述固结元件或上述刚性板可以利用快速夹紧和快速脱开元件，例如膨胀圈，弹簧作用钩等连接到引锭杆上。

为了加快在锭模内形成第一层固化的金属，并因此防止密封件燃烧和那样让液态金属漏出锭模，可以用一种本来已知的方式，在锭模内部，装备有密封垫的引锭杆上方，加入冷却材料，例如少量的金属废料。

附图说明

现在将利用某些优选实施例更确切地说明本发明，这些优选实施例以各附图中附加的板图示出，它们纯粹是提供非限制性例子，其中：

图1是按照本发明所述的密封件示意图；

图2是装备有密封件的锭模，与准备推入锭模内的引锭杆头部一起的垂直剖视图；

图3是与图2相同的视图，但引锭杆已插入锭模中；

图4是由数个结合成刚性板的部分形成的密封件示意图；

图5示出上述形成密封件的数个部分其中之一的两种可能的断面；

图6是按照本发明所述装备有密封件的锭模，与准备推入锭模内的引锭杆头部一起的另一个实施例的垂直剖视图；

图7是与图6相同的视图，但引锭杆已插入锭模中；

图8是按照本发明所述装备有密封件的锭模，与准备推入锭模内的引锭杆头部一起的另一个实施例的垂直剖视图；

图9是按照本发明所述装备有密封件的锭模，与插入锭模中的引锭杆头部一起的另一个实施例的垂直剖视图；

图10是按照本发明所述装置有密封件的锭模，与插入锭模中的引锭杆头部一起的另一个实施例的垂直剖视图。

发明的详细说明

在图1中，示出密封件1的示意平面图，该密封件1在其边缘上具备一突出的隆起部分2(以阴影线示出)，具备一个中心孔3和具备若干切口4。

如图2中所示，在每个特定的锭模5中，当它还在铸锭机外部时，装配一个合适的密封件1。在图中，锭模显示与引锭杆7的头部一致，该引锭杆7的头部还配备用于与铸造坯体一起固结的装置6。这些固结装置6可以与引锭杆成为整体，要不然就是可拆卸的，在可拆卸的情况下，设想快速夹紧引锭杆和与引锭杆快速脱开的装置11(它们本身是已知的)，是比如不同形状或相同形状的钩形物。这种固结装置6和快速夹紧装置11，及它们组合体的另一些实施例在图6-10中示出。

在铸锭操作开始时，将引锭杆7的头部插入锭模5内，如图3所示，因此挤压引锭杆和锭模内壁之间的密封件1的边缘2。在所示的位置中，固结元件6迫使图1的各切口4张开，以便能穿过孔3，伸入锭模内，并在此处用钩钩住随后注入锭模的金属。密封件1有利的是用半刚性和可变形的材料制造，如塑料、热塑性树脂及其它具有类似强度和延性特点的材料。

在后一种情况下，如果必须达到使密封件1更好的保持在锭模内部，密封件1也可以用加固钢板12加强。

如前所述，密封件1可以具有用比较刚性的可变形材料制造的平薄板形状，该平薄板优选的是在其各边缘上具备一个连续隆起部分2，该隆起部分2具有一大致成楔形的断面，同时大致成直角从上述薄板的平面中伸出。可供选择地，如图4所示，能够使用一种刚性板8，例如用金属制造的板8，该刚性板8在平面图中具有与锭模内部断面相同的形状，但具有较小的尺寸，此板装备有用于与铸造坯体一起固结的装置6和钩在引锭杆上的装置(未示出)。

在上述刚性板8的各边缘上，是槽式安装的(slot-mounted)周围密封件10，密封件10用塑性材料制造并形成一连续的伸出部分，该连续的伸出部分突出到刚性板本身的边缘外面，因此板加密封件整体上呈现出其尺寸稍大于锭模的内部尺寸，这在某种意义上说，与如上所述有关取薄板形状的密封件1所说明的东西相同。这种整体在插入引锭杆之前安装在锭模的内部，正如对密封件1所已经说明的那样。图5示出上述密封件10的两种可能的断面，其中一种大致是U形形状，而另一种与第一种相同，但具备一连续隆起部分2，该连续隆起部分2具有一大致是楔形的断面。

在图8或9所示的实施例中，也可以利用周围密封件10。

图10示出密封件断面的另一种变体，在这种情况下，断面具有一框架形状，此框架只围绕引锭杆头部的周边装配并使中心孔打开，以便提供用于钩状物13与一对应钩状物11结合的空间，钩状物11整体式固定到刚性板8上。

Claims (16)

1.用于密封连铸设备中锭模/引锭杆组件的方法，其特征在于下列步骤：

提供一种预成型的密封件，

当锭模是在所用的铸造生产线外面时，将上述密封件安装在锭模内部，

将引锭杆插入上述密封件上，

用夹紧装置将上述引锭杆固定到上述密封件中。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：它提供当锭模是在铸造设备外面时将密封件安装在锭模内的步骤。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：对上述密封件，在平面图中，它提供一种与同它一起使用的锭模内部水平断面相同的形状，并且密封件各边的线性尺寸稍大于锭模对应各边的尺寸。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：它提供的密封件各边的线性尺寸比锭模对应各边的尺寸大，在0.1和4％之间。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：它通过强制使上述密封件的边缘在锭模(5)和引锭杆(7)之间变形，提供一种引锭杆和锭模之间的密封。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：它提供具有边缘的上述密封件(1)，该边缘具有一个隆起部分(2)，隆起部分(2)与密封件平面大致成直角伸出，并与密封件成为整体，上述伸出的隆起部分具有一大致成三角形的断面，并且使用时，被强制处在引锭杆和锭模的内壁之间。

7.密封件(1)，用于保证连铸设备中引锭杆(7)和锭模(5)之间的密封，并由比较薄的平面体构成，密封件(1)当锭模(5)处在铸造设备外部时安装在锭模(5)内，上述比较薄的平面体具有一种形状，在平面图中，该形状与平面体插入其中的锭模(5)的形状相一致，平面体具有其各边的线性尺寸稍大于锭模相应内部各边的线性尺寸，上述平面体沿着它的周边具有一个隆起部分(2)，该部分(2)与上述平面体基本上成直角伸出并与它成为整体，上述隆起部分(2)具有大致朝向引锭杆(7)方向渐尖的基本上是三角形的断面。

8.按照权利要求7所述的密封件，其特征在于：它具有一个中心通孔(3)，该通孔(3)可以成为用于将上述引锭杆(7)上固定到连续式铸造坯体上的钩接装置(hooking means)(6)的通道，数个贯通的切口从该中心通孔(3)开始。

9.按照权利要求7所述的密封件，其特征在于：它包括一个刚性板(1)，该刚性板(1)具有与引锭杆(7)固定一起的装置(11)。

10.按照权利要求8所述的密封件，其特征在于：它包括一个挠性板(1，14)，该挠性板(1，14)具有与引锭杆(7)固定一起的装置(11)。

11.按照权利要求9或10所述的密封件，其特征在于：它包括数个沿着上述板边缘安装的分开的分段(10a，10b，10c，10d)。

12.按照权利要求11所述的密封件，其特征在于：上述固定装置(11)可脱开式固定到上述引锭杆(7)上。

13.按照权利要求10所述的密封件，其特征在于：上述挠性板(14)具有一加强的刚性板(12)。

14.密封件(1)，用于保证连铸设备中引锭杆(7)和锭模(5)之间的密封，并由比较薄的平面体(15)构成，密封件(1)在锭模(5)是在铸造设备外部时安装在锭模(5)内，上述比较薄的平面体(15)具有一种形状，在平面图中，该形状与它插入其中的锭模形状相一致，上述平面体(15)沿着它周边具有一个周围密封部分(10)，该密封部分(10)沿着上述平面体(15)的边缘安装，并且在安装位置中，密封部分(10)具有其各边的线性尺寸稍大于锭模(5)相应内部各边的线性尺寸。

15.按照权利要求14所述的密封件，其特征在于：上述周围密封部分由数个分开的分段(10a，10b，10c，10d)构成。

16.在连铸法中采用按照权利要求7-15其中之一所述的密封件(1)，该密封件(1)是在引锭杆(7)插入锭模(5)中之前，安装在该锭模(5)内。

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