[发明专利]用于连续铸造金属产品的机器中的二次冷却装置

说明书

一种用于连续铸造金属产品(P)的机器(10)中的二次冷却装置(12)，其中，每个金属产品(P)被铸造、容纳并沿着运动轴线(X)被引导。所述二次冷却装置(12)包括多个冷却组件(G)，所述多个冷却组件(G)沿着连续铸造机器(10)一个接一个地顺序设置。每个组件(G)包括多个冷却单元(17)，每个冷却单元(17)设置有沿着运动轴线(X)设置的一个或多个喷嘴(18)。每个组件(G)的冷却单元(17)彼此相邻以覆盖至少等于可在连续铸造机器(10)中铸造的金属产品(P)的最大宽度的宽度。

技术领域

本发明涉及一种用于连续铸造金属产品的机器中的二次冷却装置。

特别地，二次冷却装置在模具的出口处并且沿着位于其下游的辊路径作用在金属产品上。仅作为示例，铸造金属产品可以是大方坯，坯料，板坯或其它已知类型。

背景技术

众所周知，在连续铸造过程中，金属产品从液态到部分固态，在铸件本身下游的预定位置达到完全固态。在这些步骤中，金属产品的表层(在其内包含液态金属芯)逐渐变厚，直到其完全固化。

最初，通过与初级冷却装置进行热交换来控制从铸造金属产品中除去热量。初级冷却装置包括与模具(结晶器)的容纳壁相关联或集成的多个冷却通道。

然后，在结晶器的下游提供二次冷却装置，该二次冷却装置包括多个喷嘴，这些喷嘴散布有用于支撑和引导金属产品的辊，以及用于将一种或多种冷却流体供给到上述喷嘴的回路。

在二次冷却装置中介入的热交换机构是辐射仪和对流仪。

辐射仪是在不同温度下的两个表面之间发生热交换机构，例如在金属产品的表面和用于支撑和引导金属产品的辊的表面之间。

在这些类型的应用中以强制方式发生的对流仪是通过在待冷却的金属产品上输送一种或多种冷却流体(可能也是其混合物)来确定的。

喷嘴通常设置在支撑辊和导辊之间，以便将一种或多种冷却流体直接引导到金属产品上。为此目的，喷嘴可以设置成彼此间隔开，以覆盖(可能重叠)铸造金属产品的整个横向尺寸。此外，喷嘴可以输送具有不同形状的冷却流体的喷射流，这取决于待冷却的金属产品的类型。

通常，在连续铸造机中，喷嘴可以是仅使用水的类型，或者是使用水和空气的类型。

在仅输送水的喷嘴的情况下，水通过单个孔传送，或与其它孔配合传送，并喷射到铸造产品上。为了调节冷却，在这种情况下，改变喷嘴的水流速，从而实现确定的对流热交换效果。在专利文献WO2017/042059A1,WO2018/224304A1和US2019/0054520A1中描述了仅输送水的喷嘴的一些实例以及相应的控制方法。

在输送水和空气的喷嘴的情况下，空气的添加具有扩大喷嘴的调节范围的功能，允许在较宽的范围内调节水的流速。这种类型的喷嘴的一个缺点是涉及压缩空气的高消耗及用于其生产的相应能量成本，以及需要专用的管理部件来控制空气。

通常，喷嘴被分组成冷却单元，以便例如限定铸造产品的均匀冷却区域，并且同时简化用于供给喷嘴的回路的构造，这也可能由于所使用的冷却流体的数量和类型而变得非常复杂。

用于供给喷嘴的回路包括用于泵送冷却流体的装置，用于调节流量的一个或多个组件，以及管道系统；所述组件包括伺服阀，流量计和压力传感器，所述管道系统，也称为“互连管道”，将泵送装置和一个或多个调节组件流体连接到冷却单元。

通常相对于金属产品的中心轴线对称设置的冷却单元可以被分组成环状，也称为“回路”，并且由相应的流量调节组件控制，以便限定均匀的冷却区域。

通常，如果在铸造机器内存在“n”个冷却区域，则管道系统具有相等数量的管道，如果喷嘴输送水和空气，则管道系统可以加倍。此外，相应的流量调节组件与每个冷却区域相关联。