用于连续铸造金属的结晶器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于连续铸造金属的结晶器，包括一模腔（２），该模腔具有一注入口（３）、一排出口（４）和一铸造锥体（６）。设有至少一个向铸造方向（Ｇ）延伸的凹形的隆起（７），该隆起在一预定的铸造液面位置（５）以下一定间距（Ａ）处开始并且一直延伸到排出口（４）。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于连续铸造金属的结晶器。
技术介绍
在现有技术中已反复描述了铜或铜合金的管形结晶器，用以铸造钢或其他高熔点的金属的型材。管式结晶器通常在一水平的横截面内具有均匀的壁厚，该壁厚向连铸方向根据管式结晶器的内部斜度增加。斜度沿结晶器的全长可以是相同的。但也可以采用沿长度变化的斜度，特别是斜度可以在注入口的区域内是较大的且向铸造方向减小，以便在冷却时可以特别好地顺应连铸坯的收缩并因此确保良好的散热。基本上用于优化斜度的各项措施的主要目的是，通过内部形状适应于连铸坯外壳的收缩来改善向铸造方向的散热。现在采用的结晶器的大多数关于斜度向一确定的工作点优化，其中该工作点取决于多个参数，例如铸造速度、钢组分和冷却条件。如果发生对预定的工作点的偏离，则选择的几何形状可能导致对铸造过程和连铸坯质量的缺陷，因为随着金属熔液在浇注液面中开始的凝固，在连铸坯上形成所谓连铸坯外壳。在不正确的管式结晶器的结晶器几何形状的情况下，连铸坯外壳可能松开和扭曲或在相反的情况下，亦即在过小的收缩的情况下导致在管式结晶器上高的摩擦。这可能造成连铸坯的急颤(Ruckeln)、连铸坯裂纹或甚至断裂。管式结晶器与连铸坯外壳之间的空隙还引起不均匀的散热，连铸坯外壳重新熔化导致在连铸坯中包括外部的和内部的裂纹的后果。因此存在反复的费心，必须将斜度精确地调准到一确定的应用情况，以便借此达到最好的铸造速度。为此，在EP 0 958 871 Al中建议，斜度至少在铸造锥体的一部分长度中沿一周边线这样变化，即周边线在各角部之间的每一部分构成一光滑的曲线并且其中斜度向铸造方向减小。虽然这样的模腔的构造对于一确定的参数组形成理论上最好的几何形状，但在实际中仍发生参数变化，例如由于温度控制或由于改变的钢组分引起的，它们使得不可能持久地精确保持预定的结晶器的工作点。
技术实现思路
由此出发本专利技术的目的在于，提供一种用于连续铸造金属的结晶器，其中即使产生对工作点的偏离和金属的收缩情况在结晶器内变化，也可以在要求的连铸坯质量下高铸造速度地运行。该目的由具有权利要求1的特征的结晶器来达到。在本专利技术的结晶器中重要的是，设有至少一个向铸造方向延伸的凹形的隆起，其在一预定的铸造液面位置以下一定间距处开始并且一直延伸到排出口。优选设置多个凹形的隆起，从而在结晶器下面的高度部分内可以说沿全周边或只沿部分周边区域产生一波状的成型，而不同于在正常情况下直的侧表面。所述至少一个凹形的隆起允许，凝固的金属的连铸坯外壳在偏离工作点时，亦即在改变的收缩时，或多或少地进入为其设置的隆起中。但同时随时可靠地引导连铸坯外壳，从而可以例如避免连铸坯外壳的扭曲或长菱形性。对于导致提高的收缩的各铸造参数，该建议的结晶器几何形状能够优选在较高的表面上、亦即沿凹形的隆起的各边缘，引导连铸坯外壳。在相反的情况下，亦即如果连铸坯外壳的收缩过小，则其更多一些进入凹形的隆起中。虽然进入，但在连铸坯外壳与模具空心体之间的摩擦仍大大小于在具有基本上直的周边轮廓的横截面形状情况下的摩擦。虽然在按照本专利技术构成的结晶器中要忍受，连铸坯从预定的铸造液面位置直到排出口的接触不是绝对全面的和由于由此引起的微小的不良的冷却而不可能完全以最大的铸造速度运行，不过决定性地改进了操作可靠性，而不发生可觉察到的质量损失。此外模腔表面的绝大部分直接接触熔液或正在凝固的连铸坯外壳，因为各隆起并不沿模腔全长延伸，而只在预定的铸造液面位置以下一定间距处开始。这意味着，在隆起以上的区域基本上是光滑的，亦即特别没有这样的隆起，像它们只在结晶器的下面的高度区域内设置的那样。除此之外当然是注入漏斗，其例如在凸面管的情况下大致在铸造液面的高度开始并且约延伸到模腔的一半长度。本专利技术的构思的有利的实施形式是诸从属权利要求的内容。所述至少一个凹形的隆起在一起始区域内开始，该起始区域从注入口起测量在30％至70％、优选40％至60％的模腔长度上延伸。特别是所述至少一个隆起在模腔的一半长度上开始。不一定必须使全部的隆起都在精确的同一高度位置开始。完全可设想，各隆起在不同的高度位置开始。重要的是，各隆起在一区域内开始，在该区域内已形成一足够厚的连铸坯外壳，该连铸坯外壳已经具有一定的形状稳定性。因此在预定的铸造液面位置与所述至少一个凹形的隆起之间的间距必须确定成足够大的。优选该间距大于模腔长度的10％，特别大于20％。模腔的每一表面设置至少一个凹形的隆起是有利的。认为特别有利的是，斜度在所述至少一个凹形的隆起的最深点比在凹形的隆起的边缘上更快地减小。特别地，在凹形的隆起的最深点处的斜度可以一直减小到每米0％，而在隆起的各边缘上的斜度一直减到每米0.6％至每米1.5％的范围内。换言之，隆起的深度向铸造方向增加。在设计本专利技术的结晶器时关于斜度同样必须设定一确定的理论工作点，其中由此产生的斜度在隆起的区域内的变化既不只由隆起的各边缘又不由隆起的最深点确定。更确切地说，各邻接的隆起构成一波状外形，其中假想的波状外形的中线形成对于结晶器关于斜度方面的设计为决定性的优化线。当达到结晶器的工作点时，意味着，连铸坯外壳的一部分移进各隆起中，而另一部分支承在波状外形的各边缘或波峰上。在收缩偏离时，亦即偏离于优化线时，仍然通过凹形的隆起在结晶器内引导连铸坯外壳。这只导致摩擦的增大或减小，不过没有连铸坯急颤或连铸坯裂纹的危险。设定，斜度在各隆起的各边缘上，亦即在各波峰上一直减到每米0.9％至每米1.1％的范围内。如果斜度例如拟从在铸造锥体的起始区域上的每米2.5％减到每米0.5％并且斜度在各隆起的各边缘上处于1％而在凹形的隆起的最深点处于0％，则由此导致波状外形的中线大致符合要求的每米0.5％的斜度。从隆起的边缘到最深点测量的凹形的隆起的最大深度在0.3mm至1mm的范围内并且优选为约0.5mm。由于斜度在凹形的隆起的最深点沿铸造方向较快地减小，深度向铸造方向增加，此时在排出口达到最大的深度。为了避免在连铸坯内的材料应力和为了达到模腔的均匀的磨损外貌，被认为有利的是，将各凹形的隆起在一横截面为矩形的、多边形的或圆柱形的模腔中设置成对称的。在一横截面为圆柱形的模腔中优选沿直径方向设置各隆起。在圆柱形模腔中凹形的隆起的数目也可以是奇数的。在这种情况下力求均匀的分布，亦即各隆起沿圆周旋转对称的分布，其中两相互邻接的凹槽之间的圆弧在360°/n上延伸，其中n为隆起的数目。在一横截面为矩形或多边形的模腔中与此相应地在优选的实施形式中在每一结晶器侧面中设置凹形的隆起。斜度曲线中的突变或拐点可以这样来避免，即模具空心体的向铸造方向与位置有关的斜度为一条通过一连续的函数可描述的曲线。这特别意味着，凹形的隆起不是跃进式开始，而是具有平缓的尽可能成圆形的过渡，该过渡可以由一连续的曲线来描述。或者该外形也可以由一适当的和足够大数量的直线部分来描述。在圆周方向，亦即横向于铸造方向，凹形的隆起的外形也应该是一条由一在理想情况下连续的函数可描述的曲线。或者该外形可由各直线和/或各圆弧部分组成。通过成圆形的和尽可能柔和的过渡可以降低连铸坯外壳与模腔之间的摩擦。本专利技术的结晶器为了成型可以无切屑地成型。当然为了构成所述至少一个凹形的隆起，切削加工也是可能的。被认为特别有利的是，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于连续铸造金属的结晶器，其包括一模腔（２），其中模腔（２）具有一注入口（３）、一排出口（４）和一铸造锥体（６）；其特征在于，设有至少一个向铸造方向（Ｇ）延伸的凹形的隆起（７、７ａ、７ｂ），所述隆起在一预定的铸造液面位置（５）以下一定间距（Ａ）处开始并且一直延伸到排出口（４）。

【技术特征摘要】
DE 2005-11-30 102005057580.31.用于连续铸造金属的结晶器，其包括一模腔(2)，其中模腔(2)具有一注入口(3)、一排出口(4)和一铸造锥体(6)；其特征在于，设有至少一个向铸造方向(G)延伸的凹形的隆起(7、7a、7b)，所述隆起在一预定的铸造液面位置(5)以下一定间距(A)处开始并且一直延伸到排出口(4)。2.按照权利要求1所述的结晶器，其特征在于，所述至少一个凹形的隆起(7)的起点位于一初始区域内，其中初始区域从注入口(3)起测量在30％至70％的模腔长度(L)上延伸。3.按照权利要求2所述的结晶器，其特征在于，所述至少一个凹形的隆起(7)在模腔(2)的长度(L)的一半处开始。4.按照权利要求1至3之一项所述的结晶器，其特征在于，在预定的铸造液面位置(5)与所述至少一个凹形的隆起(7)之间的间距(A)大于模腔(2)的长度的10％、特别是大于20％。5.按照权利要求1至4之一项所述的结晶器，其特征在于，斜度(K、K3)在所述至少一个凹形的隆起(7)的最深点(9)上比在所述至少一个凹形的隆起(7)的边缘(8)上更快地减小。6.按照权利要求1至5之一项所述的结晶器，其特征在于，在所述至少一个凹形的隆起(7)的最深点(9)上的斜度(K2)一直减小到最大每米0％。7.按照权利要求1至6之一项所述的结晶器，其特征在于，在隆起(7)的各边缘(8)上的斜度(K)一直减小到每米0.6％至每米1.5％的范围内。8.按照权利要求1至7之一项所述的结晶器，其特征在于，各邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：HG沃贝尔，G胡根许特，D科尔贝克，R博尔特，F迈瓦尔德，D赖内尔特，HD皮沃瓦尔，D罗德，
申请(专利权)人：KM欧洲钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]