[发明专利]在连续铸造设备中用于支撑和振荡连铸模具的设备

说明书

技术领域

本发明一般地涉及连续铸造设备，尤其涉及适用于在连续铸造过程中，支撑连铸模具并允许其振荡的装置，该装置特别地但不排他地用于生产板材。

背景技术

连续铸造是一种工业制造过程，其中，在液体状态下的金属材料，例如钢，由于重力原因从钢水包浇注到中间包并从中间包流入连铸模具。如已知的，连铸模具包括优选但不排他地由铜制成的开放的底部和侧壁，其在设备操作过程中，优选但不排他地用水不断冷却。

由于冷却系统的存在，接触模具侧壁的液态金属被固化，从而形成具有围绕“液体芯”的固化“壳”的板材。所述壳使板材具有一定程度的稳定性以允许其向下通过多个设置在模具下游的压辊，压辊优选但不排他地限定弧形路径，此弧形路径的半径为几米长，其中板材的固化过程连续进行。一旦到达了一个水平位置，板材就可以被切割成特定的尺寸或进行机械加工，例如通过无连续性解决方案的直接轧制以获得一系列的成品，如钢板和钢带。后一种过程也被称为“铸轧”。

通过连续铸造生产板材的设备已被公开，例如，在均以本申请人的名义提出的欧洲专利EP0415987，EP0925132，EP0946316和EP1011896和国际申请公开文献WO2004/026497中，均特别涉及钢带的制造。

已知，在连续铸造过程中所述模具是在竖直方向(即沿铸造方向)振荡的，以防止固化的金属材料附着在模具的铜侧壁上，并允许使用能够减少它们之间的摩擦力的润滑介质。模具在竖直方向上的振荡优选但不排他地遵循运动的正弦定律。

为了这个目的，通常将模具安装到包括至少一个支撑件的支撑和振荡装置上，伺服机构，例如液压千斤顶，被连接到所述装置上以允许其竖直振荡。支撑件特别地包括一个固定在框架上的固定组件以及一个可动组件，其中框架又安装在基础上，可动组件沿竖直方向可滑动地约束到固定组件上。模具被安装在可动组件上，因此其可以与可动组件一同做竖直运动。可动组件被连接到伺服机构上，因此进行振荡运动的总质量包括模具的质量、支撑件的可动组件的质量以及包含在其中的冷却液的质量。

支撑装置优选但不排他地包括一对对称地设置在模具两侧的支撑件。在这种情况下，被关联到支撑件的伺服机构与支撑件合适地相互配合，因此在模具的支持件上产生具有相同振幅和相位的振荡。

在连续铸造设备领域中的巨大的技术进步允许实现越来越高的“质量流量”，即允许提高来自连铸过程的单位时间钢产量。这涉及到使用越来越强大的模具冷却系统，其需要冷却液的高工作压力和高流量，工作压力例如处在20bar的量级或者更高，高流量导致供应管具有越来越大的横截面。

冷却液，例如水，通过形成在振荡装置的支撑件、尤其是形成在每个支撑件的可动组件内的通道供给到模具。这些通道通常沿着竖直方向延伸，从而允许供给冷却液的管道在可动组件下方连接。在冷却液的循环过程中，高工作压力和通道大横截面积的组合效应产生这样一种液压力：该液压力的大小可比拟在连续铸造设备操作过程中通常作用在模具上的其他力，特别是与模具质量和引起模具振荡的伺服机构所产生的脉动力相关的惯性力。通过冷却液的流入或流出产生的液压力，特别倾向于提升模具及其支撑件，从而与旨在振荡模具的脉动力一起涉及动态平衡。因此，伺服机构的设计必须考虑到这种力的动态平衡，其导致解决方案的构想和操作并不总是令人满意。

已知连铸模具的支撑和振荡装置的另一个问题是，由伺服机构施加到液压连接固定管道的弹性元件上的振荡运动，在形成于支撑件和模具的冷却回路的通道中产生压力波动，从而在一段时间内改变冷却液的流量并且可能引起脉动汽化现象，其中固定管道通常被竖直地设置在模具支撑装置和单个支撑件的可动组件的上游。这减少了金属与模具之间的热交换，从而不利于板材的固化过程。减小的热交换还可能导致在模具的铜侧壁上与通过其中的金属的接触处产生裂纹，以及引起热疲劳现象。

为了解决这个问题，已知使用沿模具的冷却回路的分支设置的液压气动蓄能器。然而，由于其整体尺寸，使用液压气动蓄能器也存在问题。此外，为了有效地减少扰乱冷却液的流动的压力脉动，液压气动蓄能器必须设计为针对特定的频率范围，并设定在规定的压力水平下，从而当冷却液的压力变化时，例如在模具的排放是其流量的函数时，液压气动蓄能器不能够正常操作。

发明内容

因此，有必要在连续铸造设备中设计一种用于支撑和振荡连铸模具的装置，其可以克服上述缺点，这是本发明的一个目的。