專利名稱：：帶材連鑄的制作方法
技術領域：
：本發明涉及金屬帶材的連鑄，它特別應用于黑色金屬帶材的連鑄，但并不專用于此。雙輥連鑄在某些有色金屬，例如鋁的連鑄中很成功，它們冷卻時迅速固化。但是試圖將這種技術應用于黑色金屬的連鑄，則不成功。黑色金屬的固化速度低很多，通常在連鑄開始時會引起問題，這是因為不能產生均勻的冷卻和固化以便使連續鑄造得以順利進行。我們現在說明，這一問題可用一種帶某些零部件的雙輥連鑄機來克服，這些零部件可拆裝，并可分別預熱，然后迅速組成Ⅰ作組件，在經預熱的零部件產生不均勻或局部冷卻前開始進行連鑄。雖然本發明可以克服黑色金屬鑄造中遇到的特別嚴重的起動問題，但它并不局限于這種特殊用途，它還可應用于連鑄諸如鋁等有色金屬。本發明的一個方面，提出了一種連鑄金屬帶材的方法，其中將融熔金屬通過一個中間包和一個注金屬料嘴送入一對平行鑄造輥之間，其特征在于在鑄造作業開始時，將注金屬料嘴和中間包在與鑄輥有一定間距的預熱工位中預熱，將預熱后的注料嘴和中間包移送到鑄輥上方的位置，在注料嘴和中間包開始離開預熱工位的第一個動作起的不到三分鐘的時間間隔內，將融熔金屬注入中間包，通過注料嘴到達鑄輥。注料嘴及中間包最好至少預熱到1000℃。在典型應用中，可預熱到約1200-1300℃。最好，該方法中還包括其他步驟，即在將注料嘴和中間包與鑄造輥組合后，并且在注入融熔金屬前，將預熱過的側封板加在鑄輥兩端上，以構成兩鑄輥之間的鑄輥間隙中的融熔金屬池的端蓋。最好該時間間隔不超過兩分鐘，可以是約為一分半鐘。本發明的第二方面，提出了一種鑄造金屬帶材的方法，其中，將融熔金屬通過一個中間包和一個金屬注料嘴送入一對平行鑄造輥之間，其特征在于在鑄造作業開始時，將注金屬料嘴和中間包在與鑄輥有一定間距的地點預熱，將預熱后的注料嘴和中間包送去與鑄輥組裝成組件，使之處于兩鑄輥之間的輥隙的上方，然后將鑄輥、注料嘴及中間包的組件送到連鑄工位，在該處向中間包注入融熔金屬，通過注料嘴流入鑄輥間隙。最好在該另一種方法中還包括下述步驟，即將預熱后的側封板加在鑄輥的兩端部上，構成鑄輥間隙中融熔金屬池的端蓋。發明還提出一種金屬帶材連鑄設備，包括一個鑄輥載行器，可在第一及第二工位之間移動;一對基本水平的鑄輥，平行安裝在鑄輥載行器上，兩鑄輥之間形成輥隙;一個注金屬料嘴，安裝在鑄輥載行器上，將融熔金屬注入鑄輥間隙;一個中間包，安裝在鑄輥載行器上，向注料嘴供給融熔金屬;將注料嘴及中間包預熱的裝置;轉移裝置，將已預熱的注料嘴和中間包，從預熱裝置轉移到所述第一工位，以便當鑄輥載行器在第一工位上時，將其安裝在鑄輥載行器上;載行器驅動裝置，工作時可將鑄輥載行器帶已預熱的注料嘴及中間包，從第一工位向第二工位驅動;金屬澆注裝置，工作時，在所述二工位上將融熔金屬注入中間包。最好該設備還包括一對可拆裝的側封板，每個側封板在輥隙一端上與鑄輥相接合，構成本設備使用時在輥隙上方形成的融熔金屬池的端蓋;側封板預熱裝置;側封板施加裝置，可將其操縱，當鑄輥載行器在第二工位上時，將經預熱的側封板，從側封板預熱裝置移送到與鑄輥作運轉連接。最好側封板預熱裝置包括一對側封板預熱裝置，它們配置在第二鑄輥載行器工位的兩相對側。側封板施加裝置可包括一對流體壓力缸裝置，工作時將側封板從側封板預熱裝置的位置互相移近，在所述缸裝置中的流體壓力的作用下，將側封板壓靠在鑄輥上。為便于充分說明本發明，現參照附圖較詳細敘述設備的一種特定形式及其運轉情況，附圖簡說明如下圖1為按本發明制造的帶材連鑄機的俯視圖，連鑄機具有一個鑄輥載行器，可在裝配工位與鑄造工位之間移動;圖2為沿圖1中線2-2的垂直剖視圖;圖3為沿圖1中線3-3的垂直剖視圖;圖4為連鑄機一部分的局部剖視圖，其中特別示出裝在連鑄機中的中間包提升裝置;圖5為沿圖3中線5-5的垂直剖視圖，它特別示出用于連鑄機中的側封板定位裝置;圖6為沿圖1中線6-6的垂直剖視圖;圖7為沿圖1中線7-7的垂直剖視圖。圖示的連鑄機包括主機架11，在工廠地面12上直立。機架11支持一個可在裝配工位14和連續工位15之間水平移動的鑄輥載行器13。載行器13裝有一對平行的鑄輥16，在鑄造作業中，將融熔金屬從一個澆包17，通過中間包18和注料嘴19，向平行鑄輥16供給。鑄輥16用水冷卻，使融熔金屬在運動的鑄輥表面上固化結殼，并在兩輥的輥隙中匯聚，從而在鑄輥出口產生固化的帶材制品20。將該制品輸送給一個標準卷盤21，然后可轉移到一個第二卷盤22上。一個接受器23安裝在機架上，與連鑄工位相鄰，假如在連鑄過程中，制品嚴重變形，或有其他嚴重失靈，則可通過中間包上的溢流口24，或靠撥出中間包一側上的緊急插塞25，將融熔金屬折流入該接受器23中。鑄輥載行器13包括一個載行器架31，載行器架31上裝有車輪32，在沿主機架11的一部分伸展的軌道33上行走，從而鑄輥載行器13的整體可在軌道33上行走。載行器架31裝有一對鑄輥托架34，鑄輥16可轉動地安裝在鑄輥托架上。鑄輥托架34用互相配合的滑動件35、36安裝在載行器架31上，使托架可在液壓缸組37、38的作用下在載行器上移動，以調節兩鑄輥16之間的輥隙。載行器的整體由雙作用液壓活塞-缸裝置39致動，可沿軌道33行走，該活塞-缸裝置在鑄輥載行器上的驅動支架40和主機架之間進行連接，從而可被致動，將鑄輥載行器在裝配工位14和連鑄工位15之間來回移動。鑄輥16通過傳動軸41，由電機和安裝在載行器架31上的傳動裝置驅動，作相反方向的旋轉。鑄輥16具有銅周壁，其上面形成有一組沿周向相間隔的縱向冷卻水道，鑄輥傳動軸41內的供水槽通過輥端向冷卻水道供水，而供水槽通過旋轉壓蓋43與供水軟管42相連接。典型的鑄輥直徑可約為500mm，長度可達1300mm，以備制造寬度為1300mm的帶材制品。澆包、中間包及注料嘴的在連鑄作業中的構造，在圖1、2及7中清晰可見。澆包17完全是傳統結構，用高架吊車上的吊架45提起，從而可將澆包帶到融熔金屬接受工位。澆包裝有塞桿46，可由伺服缸致動，使融熔金屬可從澆包，通過一個出口嘴47及耐火材料護罩48，流入中間包18。中間包18也是傳統結構。形成用礬土石墨(aluminagraphite)之類耐火材料制造的廣口皿。中間包的一側從澆包接受融熔金屬;并設有上述溢流口24和緊急插塞25。中間包的另一側設有一組沿縱向相間隔的金屬出口孔52。中間包的下部有安裝架53，使于將中間包安裝在鑄輥載行器架31上，并設有孔，供容納載行器架上的定位銷54，以便將中間包準確定，這在下文將進一步詳述。注料嘴19形成一個長形體，由砜土石墨之類的耐火材料制成。其下部為錐形，向下方向內收斂，使之可伸入鑄輥16的輥隙中。設有一個安裝架60，從而可將注料嘴19支承在鑄輥載行器架上，注料嘴上部形成有側面向下的向外伸出的臺肩55，以便用下述的遙控機構將其提起并輸送。注料嘴19可以具有一組在水平方向上有一定間距的基本垂直的流道，以便在鑄輥的全部寬度上，使金屬液以適當低速流出，并將金屬液送入兩鑄輥之間的間隙中，而不直接沖擊在發生初步固化的鑄輥表面上。或者，注料嘴可以有單個連續槽形出口，將低速融熔金屬液簾直接輸送到輥隙中。注料嘴出口可高于融熔金屬池的半月形表面(meniscuslevel)，半月形表面形成在輥間隙上方，也可以沒在融熔金屬池中。下文將更詳細說明，在兩輥端上，金屬液池由一對側封板56限制，當鑄輥載行器在連鑄工位上時，該封板壓靠在輥的梯級形端部57上。連鑄作業開始前，必須將澆包17、中間包18、注料嘴19以及側封板56預熱到工作溫度，一般在1200℃到1300℃之間。業已確定出，假如將這些預熱過的零部件組合到其相對于鑄造輥的工作位置，并且連鑄可在很短的時間內開始，使經預熱的零部件，尤其是注料嘴，不致產生可能導致鑄造過程中不均勻固化的明顯的局部冷卻點，便可能順利地鑄造黑色金屬，生產出理想的帶材制品。為此，圖中所示連鑄機具有設施，使預熱過的中間包和注料嘴，當載行器處于裝配工位14上時，可被迅速地安裝在鑄輥載行器上，然后可將載行器和預熱過的中間包和注料嘴一起送到連鑄工位，在該處，在即將由澆包17澆注融熔金屬之前，可將經預熱的側封板迅速壓靠在鑄輥端上。中間包18在裝配工位14附近的煤氣爐61中預熱，而注料嘴19在也與裝配工位14相鄰的注料嘴預熱爐62中預熱。預熱后，安裝在機架11上的高架軌65上的計算機控制遙控裝置起動，遙控裝置的整體用標號63、64標志，首先將預熱過的注料嘴從預熱爐中取出，將之安裝在鑄輥載行器上，然后同樣將中間包送到鑄輥載行器上，準確放置在注料嘴的上方。遙控裝置63的構造，及其將注料嘴19放置到鑄輥隙中的位置上的操作情況，在圖1和3中已清楚地示出。從圖1和3中可見，高架軌65在鑄輥載行器31行程的橫向上伸展，當鑄輥載行器處于裝配工位14時，高架軌65在輥隙的上方，正橫過鑄輥載行器。裝置63包括一個載行器66，靠車輪67安放在軌道65上，通過由計算機控制的驅動電機68的運作，可使載行器在軌道上行走。載行器66上裝有一個下垂的氣動活塞-缸裝置69，其下端上安裝一個剪形機械71，有內彎的指桿72，用于和注料嘴19上端上的臺肩55掛接。開始時，裝置63位于注料嘴預熱爐62的上方。預熱后，氣動活塞-缸裝置69伸出，降下剪形機構71，致動機構71，使機構71與注料嘴上端上的臺肩掛接。然后將活塞-缸裝置69縮進，將注料嘴從預熱爐中提升出來，并使載行器66沿高架軌65驅動，將注料嘴帶到一個在裝配工位的上方，處在正對鑄輥16的間隙的位置上。然后將活塞-缸裝置69致動，降下注料嘴，達到一個使注料嘴座落在鑄輥載行器架31上的安裝架60中的位置上，從而被支持在一個向下伸入鑄輥隙中的位置上。然后剪形機構71釋放，使活塞-缸組69收縮，將剪形機構升高，脫離鑄輥載行器。然后整個裝置63沿高架軌65移離裝配工位。遙控裝置64的構造，及其驅動中間包的方式，在圖1及4中繪示極清晰。遙控裝置64包括一個載行器77，靠滾輪78安放在高架軌65上，藉助一個由計算機控制的驅動電機73的運轉，可沿軌道行走。載行器77裝有下垂的氣動活塞-缸裝置74，其底部上裝有連接裝置75，對安裝在中間包的提升架76作可分離的連接。開始時，當將中間包在裝配工位14附近的預熱爐61中預熱時，遙控裝置64位于中間包的上方。預熱后，將活塞-缸裝置74伸出，連接裝置75被致動，與中間包的提升架76掛接。然后活塞-缸裝置74縮進，提升中間包，并且載行器77沿軌65行走，將中間包送到已安裝經預熱的注料嘴的鑄輥載行器上方的位置。然后將活塞-缸裝置74伸出，使已預熱的中間包降低到鑄輥載行器架上。中間包底部上的安裝架53，將中間包支持在鑄輥載行器架上，并容納鑄輥架上的定位銷54，使中間包在注料嘴上準確定位。然后裝置75被致動，釋放中間包架，并且活塞-缸裝置74縮進，與載行器及中間包分離，以備離開裝配工位，進入鑄造工位，如圖2所示。側封板56由堅硬耐火材料，例如氮化硼制成，并具有粗糙側緣81，與鑄輥階梯形端57的弧形相配合。可將側封板安裝在板夾持器82中，通過致動一對液壓缸裝置83使側封板在鑄造工位上移動，將側封板與鑄輥的梯級形端相接合，以便在連鑄作業中，構成在鑄輥上形成的金屬液池的端蓋。在連鑄作業前，將側封板56在一對電阻加熱爐84中預熱，加熱爐84在連鑄工位兩側各設一個。在預熱步驟之后，利用由標號85概示的又一對遙控裝置運作，將側封板從爐84轉移到夾持器82內。遙控裝置85的構造，及其將已預熱的側封板56從爐84轉移入側封板夾持器82的運作，從圖1及5中可看得最清楚。每一遙控裝置85包括一個垂直伸縮管裝置86，由一與機架11固定的外管87和一內管88構成。內管88在外管內的輥子89上移動，可通過起動一個由兩個氣動活塞-缸裝置91、92構成的雙作用延伸器使內管伸降，兩活塞-缸裝置的活塞由中央滑動件90連接并支持。伸縮的內管88的下端上安裝一個旋轉頭93，旋轉頭上安裝氣動夾持機構94，施轉頭93并可由氣動馬達驅動，繞垂直旋轉軸線95旋轉180°。遙控裝置85通常配置在兩側封板預熱爐84的上方并與之相鄰，當側封板夾持器的液壓缸裝置83處于縮進位置上時，側封板夾持器82到達爐84下面的位置并與之相鄰。當側封板預熱后，將伸縮管裝置86伸出，并將旋轉頭93斜置(角定位)，使夾持機構94可伸入爐84中，然后可將其致動，夾持已預熱的側封板。然后再將伸縮管裝置86縮進，提升側封板脫離加熱爐，并將旋轉頭93旋轉180°，使側封板在上方達到正對側封板夾持器82的位置。于是伸縮管裝置86伸出，使已預熱的側封板降低落入夾持器82。然后夾持機構94松開，伸縮管裝置86完全縮進，將裝置85從鑄輥載行器提升出來。再將側封板液壓缸裝置83致動，將已預熱的側封板與鑄輥的有臺階的端部相接觸。在全部鑄造過程中，液壓缸裝置83將側封板推靠在旋轉鑄輥上。鑄造作業前，將中間包及注料嘴在裝配工位14附近的相應預熱設備61、62中加熱到約1200至1300℃，將側封板在鑄造工位15附近的側封板預熱爐84中加熱到約1250℃，將鑄輥載行器放置在裝配工位14上，將熱鋼水澆包從融熔金屬接受工位送到連鑄工位。于是實現下述的起動操作程序1.用適當的遙控裝置63，將已預熱的注料嘴19檢起，移送到鑄輥載行器中，并放置在鑄輥載行器架上。2.用相應的遙控裝置64，將已預熱的中間包18提起，并放置在鑄輥載行器上，在該處，靠定位鎖54與中間包安裝架上的孔互相嚙合，使中間包在鑄輥載行器上準確定位。3.然后操縱液壓缸裝置39，將鑄輥載行器澆注嘴與中間包的組合件，沿軌道34送到鑄造工位15。4.用遙控裝置85，將已預熱的側封板56從預熱爐84中提升出來，放置在側封板夾持器82中，然后將液壓缸裝置83致動，使已預熱的側封板與鑄造輥的有梯級的端部57相接觸。5.致動澆包的塞桿，使融熔金屬可從澆包通過注料嘴注入中間包，再流入鑄造輥。6.將開始澆注時產生的頭端，通過致動一個裙板(aprontable)96，向卷盤21的鉗口引導。裙板96從主機架上的樞軸安裝件97上下垂，可以靠液壓缸裝置98的致動，向卷盤擺動。可操縱平板96，使之頂靠由活塞-缸裝置101致動的上帶材導板99，帶材可被限制在一對垂直側輥102之間。將頭端引導入卷盤鉗口后，卷盤轉動，卷取制品，然后使裙板回擺到其非工作狀態，這時裙板從機架上下垂，與制品分離，制品便直接卷到卷盤21上。然后可將制成的帶材再向卷盤22轉移，生產出最終卷盤，以備從連鑄機上運走。上述設備可使起動操作能在一分至一分半鐘時間內輕易完成，以利黑色金屬帶材的成功連鑄。但是，這種特殊設備的提出僅作示例，它可作很大的修改。總布局可以和設備的各單獨零部件的具體設計一樣進行修改。因此應該理解;本發明不以所敘述的設備的細節為限制，其許多變化均落入文后所附權利要求書的范圍內。權利要求1.一種連鑄金屬帶材的方法，其中將融熔金屬通過一個中間包和一個注金屬料嘴送入一對平行鑄輥之間，其特征在于在鑄造作業開始時，將注金屬料嘴和中間包在與鑄輥有一定間距的預熱工位中預熱，將預熱后的注料嘴和中間包移送到鑄輥上方的位置，在注料嘴和中間包開始離開預熱工位的第一個動作起的不到三分鐘的時間間隔內，將融熔金屬注入中間包，通過注料嘴到達鑄輥。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于將注料嘴及中間包預熱到至少1000℃。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于將注料嘴及中間包加熱到1200至1300℃范圍內的預熱溫度。4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于還包括下述步驟在將注料嘴和中間包與鑄造輥組合后，并且在注入融熔金屬前，將預熱過的側封板加在鑄輥兩端上，以構成兩鑄輥之間的鑄輥間隙中的融熔金屬池的端蓋。5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于該時間間隔不超過兩分鐘。6.一種鑄造金屬帶材的方法，其中，將融熔金屬通過一個中間包和一個金屬注料嘴送入一對平行鑄造輥之間，其特征在于在鑄造作業開始時，將注金屬料嘴和中間包在與鑄輥有一定間距的地點預熱，將預熱后的注料嘴和中間包送去與鑄輥組裝成組件，使之處于兩鑄輥之間的輥隙的上方，然后將鑄輥、注料嘴及中間包的組件送到連鑄工位，在該處向中間包注入融熔金屬，通過注料嘴流入鑄輥間隙。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于將注料嘴和中間包預熱到至少1000℃。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于將注料嘴和中間包加熱到1200至1300℃范圍內的預熱溫度。9.根據權利要求6至8中任一項所述的方法，其特征在于還包括下述步驟將已預熱的側封板加在鑄輥的兩端部上，構成鑄輥隙中融熔金屬池的端蓋。10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于在將鑄輥、注料嘴和中間包組件送到鑄造工位后，并在注入融熔金屬前，將已預熱的側封板加在輥兩端上。11.一種金屬帶材連鑄設備，包括一個鑄輥載行器，可在第一及第二工位之間移動;一對基本水平的鑄輥，平行安裝在鑄輥載行器上，兩鑄輥之間形成輥隙;一個注金屬料嘴，安裝在鑄輥載行器上，將融熔金屬注入鑄輥間隙;一個中間包，安裝在鑄輥載行器上，向注料嘴供給融熔金屬;將注料嘴及中間包預熱的裝置;轉移裝置，將已預熱的注料嘴和中間包，從預熱裝置轉移到所述第一工位，以便當鑄輥載行器在第一工位上時，將其安裝在鑄輥載行器上;載行器驅動裝置，工作時可將鑄輥載行器帶已預熱的注料嘴及中間包，從第一工位向第二工位驅動;金屬澆注裝置，工作時，在所述二工位上將融熔金屬注入中間包。12.根據權利要求11所述的設備，其特征在于還包括一對可拆裝的側封板，每個側封板在輥隙一端上與鑄輥相接合，構成設備使用時在輥隙上方形成的融熔金屬池的端蓋;側封板預熱裝置;側封板施加裝置，可將其操縱，當鑄輥載行器在第二工位上時，將經預熱的側封板從側封板預熱裝置移送到與鑄輥作運轉連接。13.根據權利要求12所述的設備，其特征在于側封板預熱裝置包括一對側封板預熱裝置，它們配置在第二鑄輥載行器工位的兩相對側。14.根據權利要求12或13所述的設備，其特征在于側封板施加裝置包括一對流體壓力缸裝置，工作時在該壓力流體缸裝置中的流體壓力作用下，將側封板壓靠在鑄輥上。15.根據權利要求11至14中任一項所述的設備，其特征在于載行器驅動裝置包括一個與鑄輥載行器連接的流體壓力缸裝置，可以伸縮，將鑄輥載行器在第一和第二工位之間移動。16.根據權利要求11至15中任一項所述的設備，其特征在于鑄輥載行器安裝在軌道上，以便在第一及第二工位之間移動。17.根據權利要求11至16中任一項所述的設備，其特征在于鑄輥載行器上裝有鑄輥驅動裝置，可將其操縱，使兩鑄輥反向轉動。18.根據權利要求11至17中任一項所述的設備，其特征在于鑄輥載行器具有注料嘴及中間包支承件，與注料嘴及中間包互相嚙合，將注料嘴確實定位以向鑄輥間隙供給金屬液，并將中間包在注料嘴的上方確實定位在載行器上。全文摘要金屬帶材連鑄的方法及設備，其中，將融熔金屬通過中間包和金屬澆注嘴注入一對平行鑄輥之間。鑄輥被冷卻，使金屬液在運動輥表面上固化結殼并匯聚在輥隙中，以在鑄輥出口制成固化帶材。將在鑄輥上包圍金屬池的中間包、注料嘴及一對側封板，分別預熱到工作溫度，然后迅速組成一個工作組件，在預熱件可能發生有害的不均勻冷卻或局部冷卻前，開始鑄造作業。為此，將鑄輥裝在一個可在組裝預熱件的第一工位和進行連鑄的第二工位之間移動的載行器上。文檔編號B22D11/10GK1055311SQ91102028公開日1991年10月16日申請日期1991年3月27日優先權日1990年4月4日發明者深瀨久彥,加藤平一,野村昭博申請人:石川島播磨重工業株式會社,約翰萊薩特(澳大利亞)有限公司