專利名稱：用于借助于帶鑄造生產(chǎn)鋼帶的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于借助于帶鑄造生產(chǎn)鋼帶的方法以及一種根據(jù)權(quán)利要求10的裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)這種類型的一種用于借助于帶鑄造生產(chǎn)鋼帶的方法是已知的(steel research 74 (2003), NO. 11/12，第724-731頁)。尤其地，作為DSC方法已知的該制造方法適合于由輕質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼來制造熱軋帶材。
在已知的方法中，熔融物(khmelze)從注入容器(Zulaufgefaess)經(jīng)由澆鑄槽 (Giessrinne)和虹吸管狀地構(gòu)造為澆鑄噴嘴的流出區(qū)域輸出到水平的帶鑄造設備的環(huán)繞的鑄造帶上。通過鑄造帶的強化冷卻，所輸出的熔融物凝固成帶有在6至20mm之間的范圍中的厚度的粗制帶材(Vorband)。在凝透之后，粗制帶材經(jīng)受熱軋工序。
為了在鑄造帶上熔融物分配的均勻性(Vergleichmaessigung)，在輸出區(qū)域中惰性體的多個束以在寬度上分布的格柵(Rechen)的形式對著運輸方向?qū)实饺廴谖锍厣稀?br> 在這種帶鑄造設備中不利的是，在運行期間，在澆鑄噴嘴的流出側(cè)的區(qū)域中可能產(chǎn)生燒結(jié)，其進一步減小了用于熔融物的流出橫截面。由此，有條件地導致液態(tài)的鋼不均勻地供給到帶材上并且由此導致鑄造缺陷。
針對燒結(jié)的原因的研究顯示，一方面，在澆鑄噴嘴處與熔融物相比更低的溫度才使沉淀形成成為可能，另一方面，由陶瓷制成的澆鑄噴嘴在熔融物流出時被在熔融物池表面上產(chǎn)生的氧化物浸潤，其粘附在那里并且然后形成了用于燒結(jié)的進一步增長的理想的表面。
燒結(jié)特別地在陶瓷澆鑄噴嘴、環(huán)繞冷卻的鑄造帶和液體的金屬熔融物的臨界的三態(tài)點和流動不利的區(qū)域中形成。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是說明一種用于借助帶鑄造生產(chǎn)鋼帶的方法，在其中，避免、而至少明顯地減少之前所描述的問題。另一目的在于說明一種用于執(zhí)行該方法的裝置。
該目的從與權(quán)力要求1的特征部分的特征相關(guān)聯(lián)的前序部分出發(fā)來實現(xiàn)。有利的改進方案以及用于生產(chǎn)熱帶材的裝置為其它的權(quán)力要求的對象。
根據(jù)本發(fā)明的教導，至少在鑄造過程期間，至少一個使惰性化并加熱作用區(qū)域的等離子射線作用到澆鑄噴嘴的流出側(cè)的區(qū)域上并且作用到由此流出的金屬熔融物上。
根據(jù)本發(fā)明的方法原理上適合用于由不同的金屬的材料來生產(chǎn)熱帶材，尤其也用于輕質(zhì)鋼，例如含錳量高的HSD 鋼。
在試驗中表明，通過等離子射線作用到澆鑄噴嘴的流出區(qū)域上并且作用到流出的金屬熔融物的表面上(由大的化學的活動、高度有效的惰性化和加熱所引起)有效地阻止了燒結(jié)的產(chǎn)生。
運行時間和由此帶鑄造設備的經(jīng)濟性以及所鑄造的帶的質(zhì)量由此可明顯提高。
等離子以本身已知的方式通過高壓或者自身在燃燒器中利用高頻感應或電容或者對著金屬熔融物來點燃，并且利用直流或交流電來維持。等離子的強度在此有利地通過由混合氣調(diào)節(jié)器、壓力調(diào)節(jié)器和流量調(diào)節(jié)器并由用于電氣參數(shù)的調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成的調(diào)節(jié)組 (Regelsatz)來調(diào)節(jié)。
通過等離子的可控制的功率和等離子的高的溫度有利地可調(diào)節(jié)到澆鑄噴嘴區(qū)域中的限定的溫度輸入，以便平衡例如在澆鑄桶中的溫度分布或在澆鑄時的溫度梯度。
為了實現(xiàn)惰性化并且因此避免在熔融物表面的氧化物的形成(其結(jié)果可導致在澆鑄噴嘴處的燒結(jié))，作為用于等離子的工藝氣體有利地使用惰性氣體，例如氬氣或氮氣。
但是，除了氬氣和氮氣之外，作為等離子氣體同樣使用其它的單一氣體或也使用帶有H2、CO、CO2或CH4的附加物的氣體混合物，并且也使用其它的組合。
通過限定地可調(diào)節(jié)的惰性化，金屬膜的表面(表面張力)被非常良好地影響。例如存在的氫氣非常良好地阻止了熔融物表面的氧化。
經(jīng)由流出區(qū)域的惰性化和熔融物表面的有目的的溫度控制，在避免燒結(jié)方面可有利地影響金屬膜的流動特性和因此陶瓷的浸潤性。
利用根據(jù)本發(fā)明的方法可有利地阻止在陶瓷澆鑄噴嘴、鑄造帶和液態(tài)的金屬熔融物的特別臨界的三態(tài)點中的增長。
如從現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)已知的，在澆鑄噴嘴之前布置有構(gòu)造為氬氣格柵的噴嘴狀的元件，其用于在澆鑄噴嘴上的液態(tài)的鋼。
在本發(fā)明的第一有利的實施形式中，氬氣格柵這樣修正，使得一個或多個等離子燃燒器可彼此相鄰地或者在熔融物流動方向上觀察彼此相繼地集成到該系統(tǒng)中，使得產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)單元。等離子燃燒器在此這樣定位，使得其在澆鑄噴嘴的整個寬度上尤其還可作用到棱邊區(qū)域上。多個燃燒器的應用是有利的，因為由此惰性化和加熱的效率可被提高。
在第二有利的實施形式中，等離子燃燒器分段地作用到流出側(cè)的澆鑄噴嘴區(qū)域上，其中，通過單個燃燒器的有目的的分離的溫度控制可在其寬度上或在流出的熔融物池的寬度上進行優(yōu)化的加熱。
結(jié)構(gòu)單元根據(jù)本發(fā)明由導熱良好的材料、例如銅制成并且利用水來強化冷卻。
當其對于相應的應用目的顯得更有意義時，然而也可能不依賴于氬氣格柵布置等離子燃燒器。
等離子燃燒器的輻射方向反向于鑄造方向有利地輕微向下傾斜地在液態(tài)的鋼的方向上進行調(diào)節(jié)，以便也能夠有目的地影響熔融物表面。在澆鑄噴嘴的棱邊區(qū)域中，等離子燃燒器為此也輕微地在流出的熔融物的棱邊區(qū)域的方向上取向。


在附圖中詳細地闡述了根據(jù)本發(fā)明的方法。其中
圖1在俯視圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的帶鑄造設備的澆鑄噴嘴區(qū)域的示意性的圖示，
圖2在側(cè)視圖中顯示如圖1。
具體實施方式
在圖1中在俯視圖中示出根據(jù)本發(fā)明的帶鑄造設備的澆鑄噴嘴區(qū)域的示意性的圖示。
金屬熔融物7在該圖示中從左向右伸延并且通過箭頭來標識。
在金屬熔融物7從澆鑄噴嘴流出的區(qū)域中示出了由用于在鑄造帶3的表面上均勻的熔融物分布的氬氣格柵和等離子燃燒器9 (圖2)構(gòu)成的根據(jù)本發(fā)明的由銅制成的結(jié)構(gòu)單元4。
等離子燃燒器9這樣布置，使得其等離子射線5可使金屬熔融物從澆鑄噴嘴中的流出區(qū)域和熔融物表面完全惰性化并且可控制熔融物的溫度。
為了在鑄造帶3上的熔融物分布的均勻性，氬氣格柵的噴嘴6傾斜向下地對準金屬熔融物7。
在圖2中，澆鑄噴嘴區(qū)域在根據(jù)來自圖1的剖面A-A的側(cè)視圖中示出。從該視圖中可看見澆鑄噴嘴的同樣由陶瓷制成的上部件8和下部件8'。
帶有氬氣格柵和等離子燃燒器9的結(jié)構(gòu)單元4在金屬熔融物7從澆鑄噴嘴中的流出區(qū)域中這樣布置，使得一方面氬氣格柵的噴嘴6 (圖1)將流出的金屬熔融物均勻地分布在鑄造帶3上，并且另一方面等離子燃燒器9的等離子射線5可以使流出區(qū)域完全惰性化。
為了金屬熔融物7的有目的的溫度控制，等離子燃燒器9根據(jù)本發(fā)明在流出的熔融物的方向上傾斜。
等離子燃燒器9經(jīng)由冷卻水孔10借助于水來冷卻并且經(jīng)由等離子氣體供給部11 供應以惰性氣體。
未示出的是用于等離子燃燒器的電氣供給的管路，其集成在結(jié)構(gòu)單元4中。
附圖標記清單
標號名稱1,1'澆鑄噴嘴的側(cè)部2,2'鑄造帶的側(cè)向邊界3鑄造帶4由氬氣格柵和等離子燃燒器構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元5等離子射線6噴嘴狀的元件7金屬熔融物8,8'澆鑄噴嘴的上部件和下部件9等離子燃燒器
權(quán)利要求
1.一種用于借助于帶鑄造生產(chǎn)鋼帶的方法，在其中，金屬熔融物(7)從注入容器經(jīng)由澆鑄槽和虹吸管狀地構(gòu)造為澆鑄噴嘴的流出區(qū)域在保護氣體下輸出到水平的帶鑄造設備的環(huán)繞的鑄造帶(3)上，其特征在于，至少在鑄造過程期間，至少一個使惰性化并加熱作用區(qū)域的等離子射線(5)作用到所述澆鑄噴嘴的流出側(cè)區(qū)域上并且作用到由此流出的所述金屬熔融物(7)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，多個等離子射線(5)分段地作用到所述澆鑄噴嘴的整個流出側(cè)區(qū)域上并且作用到由此流出的所述金屬熔融物(7)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，所產(chǎn)生的所述等離子射線(5)的功率和溫度能夠分段地控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，為了產(chǎn)生等離子，使用惰性氣體或者帶有惰性氣體的氣體混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，使用氬氣或氮氣作為惰性氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的方法，其特征在于，帶有H2、C0、(X)2或CH4的附加物的惰性氣體作為氣體混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，通過所作用的所述等離子射線(5)有目的地影響流出的所述金屬熔融物(7)的溫度，并且所產(chǎn)生的從所述注入容器至所述澆鑄噴嘴的流出區(qū)域的溫度梯度被平衡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，有目的地影響從所述澆鑄噴嘴流出的所述金屬熔融物(7)的表面張力和因此粘度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的方法，其特征在于，所述等離子射線(5)已在所述鑄造過程開始之前作用到所述澆鑄噴嘴的流出區(qū)域上。
10.一種用于借助于帶鑄造生產(chǎn)鋼帶的裝置，其由帶有水平放置的澆鑄槽和虹吸管狀地構(gòu)造為澆鑄噴嘴的流出區(qū)域的包含金屬熔融物的注入容器、具有兩個換向輥和環(huán)繞冷卻的鑄造帶(3)的用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法的主要冷卻區(qū)域構(gòu)成， 其特征在于，布置有至少一個反向于鑄造方向?qū)仕鰸茶T噴嘴的流出區(qū)域的、產(chǎn)生等離子射線(5)的等離子燃燒器(9)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，分布在澆鑄噴嘴寬度上的分段地作用到所述澆鑄噴嘴的多個等離子燃燒器(9)布置成使得所述等離子射線( 覆蓋整個澆鑄噴嘴寬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述等離子燃燒器(9)在熔融物流動方向上觀察一個接一個布置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的裝置，其中，在所述金屬熔融物(7)到所述鑄造帶(3)的輸出區(qū)域中布置有用于在所述金屬帶(3)上熔融物分布的均勻性的用于惰性氣體的多個氣體束的流出的至少一個構(gòu)造成格柵的噴嘴狀的元件(6)，其特征在于，所述等離子燃燒器(9)和所述噴嘴狀的元件(6)聯(lián)合在結(jié)構(gòu)單元中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)單元(4)是水冷卻的。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的裝置，其特征在于，所述等離子燃燒器(9) 和所述噴嘴狀的元件(6)分離地布置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述等離子燃燒器(9)和所述噴嘴狀的元件(6)相應地是水冷卻的。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項所述的裝置，其特征在于，所述等離子燃燒器(9) 到所述澆鑄噴嘴的下部的流出區(qū)域上的輻射方向向所述金屬熔融物(7)的方向傾斜。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于借助于帶鑄造生產(chǎn)鋼帶的一種方法和一種裝置，在其中，金屬熔融物經(jīng)由澆鑄槽從注入容器并且從虹吸管狀地構(gòu)造為澆鑄噴嘴的流出區(qū)域在保護氣體下輸出到水平的帶鑄造設備的環(huán)繞的鑄造帶上。根據(jù)該方法，在此至少在鑄造過程期間，至少一個使惰性化并加熱作用區(qū)域的等離子射線作用到澆鑄噴嘴的流出側(cè)區(qū)域上并且作用到由此流出的金屬熔融物上。對此，根據(jù)該裝置，設置有至少一個反向于鑄造方向?qū)蕽茶T噴嘴的流出區(qū)域的、產(chǎn)生等離子射線的等離子燃燒器。
文檔編號B22D11/106GK102497945SQ201080029547
公開日2012年6月13日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者H·艾?；魻柎? H-J·黑肯, J·萬斯, K-H·斯皮策 申請人:Sms西馬格股份公司