用于连铸的设备和方法技术

一种用于金属连铸的设备，具有若干构件（１６），上述各构件（１６）适合于在熔融金属上表面下方一个距离处，靠近用于供给熔融金属的区域或在其下方，在基本上是从一个长侧边到另一个长侧边的模具整个水平横截面范围内，产生一个具有一可变强度的固定磁场。还有若干构件（１７），所述各构件（１７）适合于在一个区域内的上表面区中产生一个可变磁场，上述一个区域在中央相对于上述横截面设置并靠近用于供给熔融金属的区域。一个单元（１２）适合于控制上述磁性构件（１６，１７）产生相互无关的磁场，上述相互无关的磁场具有依赖于一个或多个预定铸造参数中占优势的值的外部特性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

和
技术介绍
本专利技术涉及用于金属连铸的一种方法和一种设备，上述设备包括一个铸模，所述铸模具有一个细长的水平截面，在铸造操作期间，一种熔融金属预定通过上述水平截面；一种构件，上述构件用于在铸模中已存在的熔融金属熔体上表面下方的一个距离处的区域内，将熔融金属供给到铸模中已存在的这种熔融金属上；及一种装置，上述装置适合于将若干磁场加到铸模内的熔体上，以便影响熔融材料的运动。上述类型的设备在附图1中示意示出。从一个所谓的中间包1，将一种熔融金属供给到一个铸模3中，上述铸模3取箱形形式，在顶部和底部开口，具有若干冷却壁，上述冷却壁通常用具有良好热导率的铜基合金制成。在铸模中的冷却使由熔融金属所形成的细长连铸流固化从外部开始并向内朝连铸流中心继续进行。在用上述铸模横截面铸造期间，形成一种通常称之为板坯的连铸流。经过冷却并部分固化的连铸流连续地离开铸模。在连铸流离开铸模的一点处，它具有至少一种机械式自支承的经过固化的坯壳4，上述坯壳4包围没有固化的中心5。示意示出用导辊S如何足以导引和支承铸模下游的连铸流。为了进一步说明本专利技术的领域，还简要地参照图2a和2b的其中一部分，不过图2a和2b中所示的设备不属于先有技术，而是属于本专利技术。从中间包1延伸一个铸造管道6，用于在铸模中已存在的熔融金属熔体的上表面7下方的一个距离处，优选的是一个相当大距离处，将热的熔融金属供给到铸模内已存在的熔融金属中，这个表面通常称之为弯月面。熔体流出铸造管道6，上述铸造管道6在侧向上设置开口，并因而产生一个所谓的主流动及一个所谓的副流动。这些流动在图2b中用虚线箭头表示。主流动8向下朝铸造方向上延伸，而副流动9从铸模的各模壁10区向上朝熔池的上表面和然后向下延伸。在铸模或模具中存在的熔池不同部分中，在铸造作业期间，铸造材料中产生周期性的速度波动。这些波动也是由于各铸模壁通常设定成一种摆动，以防止已经固化的材料粘着到模壁上。因而在熔融金属中所产生的不规则运动尤其是意味着，熔体中的气泡例如氩气泡和杂质例如铸造管的氧化物夹杂物和弯月面中的渣朝铸造方向向下输送很远，也就是说，在铸模内开始形成的铸造连铸流中向下输送很远。这导致完工的固化铸造连铸流的夹杂物和不规则性。在高铸造速度的情况下，也就是说，当每单位时间供给大体积的熔融材料到铸模中时，这些问题变得特别大。这也带来在熔池上表面区中不规则运动速度和上表面处最终压力变化的相当大的危险，及在上表面中可能发生高度变化的危险。在高铸造速度下，这导致渣向下移，不均匀的渣厚度，不均匀的壳体厚度，及形成裂纹的危险。还有一种危险是熔融材料在铸模中的振动导致铸造材料在模具中向下的不对称速度，以致在一个侧边处的速度变得大大高于在另一侧边处的速度。这造成各种夹杂物和气泡大量向下输送，同时产生变差的板坯质量。因此，对铸造结果来说，重要的是达到一个熔融金属在铸模中向下的速度，也就是说，对主流来说，上述速度在铸模的横截面上基本上是均匀的，并且在铸模的各短侧边处是一种稳定的向上方向的流动，以便熔融金属在熔池上表面区中的运动随着时间的推移变得恒定，并因此在熔体的上表面处达到一个均匀而稳定的温度。由于这个原因，安排了一种如上所述的装置(图1中以标号11示出)，以便将若干磁场加到铸模内的熔体上。在本文中，提出了许多不同的通过加若干磁场影响熔融材料运动的方法。一种方法是利用所谓的EMBR(电磁制动)技术，其中将一个固定磁场(stationarymagnetic field)，也就是说，通过将一种直流电流引导通过一个电磁铁线圈所产生的一种磁场，在铸模内从一个长侧边到另一个长侧边加到熔体上。然后这导致熔融材料的运动被制动。在本文中，这些磁铁可以在用于供给熔融金属的区域附近或其下面沿着铸模安排，以便因此制动熔融金属在铸模中向下流动，也就是说，显著地影响上述主流，试图使这种运动的速度在铸模的整个横截面上变得基本上恒定，并使铸模各短侧边处向上方向上的副流稳定。然而，也可以在铸模的上表面区中安排一种所谓的制动，以便制动熔融金属在这个区的运动，并消除熔融中的表面振荡。这两种电磁制动配置也可以组合成一种所谓的FC(流动控制)模具，上述FC模具以前从例如JP 9735 7679中已知。通过将一个磁场加到铸模内的熔体上影响熔融材料在铸模内运动的另一种方法以前从例如US5 197 535中已知，并称之为EMS(电磁搅动)。这里，通过将一个多相AC(交流)电压沿着铸模连接到若干电磁铁上，产生一种移动式磁场，上述移动式磁场通常加到上述上表面区中，以便导引这个区中熔融材料的运动。因此，在较低的铸造速度下，这是特别有意义的，因为较低的铸造速度有一种危险，即铸造材料在上表面区中的运动太小，并可能产生温度差，而上述温度差对铸造结果有负面影响。以前已知还有另一些设备，所述这些设备通过将若干磁场加到连铸用铸模内的熔体上，来影响熔融材料的移动。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种设备和一种方法，上述方法使它能至少在某些铸造条件下得到一种铸造结果，上述铸造结果至少在某些方面，与先有技术用于金属连铸的设备和方法能达到的情况相比有所改良。这个目的按照本专利技术的一个方面达到，因为，在这种设备中，装置显示出，若干构件适合于在用于上述供给熔融金属的区域附近或其下方，在基本上是从一个长侧边到另一个长侧边的整个铸模横截面上，产生一个具有一可变强度的固定磁场，和若干构件适合于在一个区域内的上述上表面区中产生一个可变磁场，上述一个区域是相对于上述横截面在中央设置并靠近上述用于供给熔体的区域，及此外，设备显示出一种单元，上述单元适合于控制上述装置的各个磁性构件，以便相互无关地产生若干磁场，这些磁场具有依赖于一个或多个预定铸造参数中占优势的值的外部特性。通过在上述两个位置处安排上述各磁性构件，并控制相互无关而与一个或多个预定铸造参数中占优势的值有关的这些磁性构件，可以在改变铸造条件，主要是改变铸造速度下，在很大程度上达到一个熔体在铸模各个不同部分中的流速，上述流速用于熔体上表面的均匀而稳定的温度最佳。通过“固定”这里意思是指一个磁场基本上是固定的并且不改变它的方向，但它的强度可以变动，并且这种情况发生也与上述铸造参数其中一个或多个占优势的值有关。然而，术语“可变的磁场”还包括所谓交变类型的磁场，也就是说，此处磁场是通过用一种交流电流供给电磁铁产生。“在什么的附近或其下面”定义为包括在用于供给熔融金属的区域下面的所有高度，与该区域相同的高度，及稍高于该区域的高度。因此，尽管按照本专利技术所述的设备，可以利用第一次提到的磁性构件实施一种制动熔体向下运动、适合于一个或多个上述铸造参数中占优势的值，这样使上述气泡能上升到上表面并除去和不加入连铸流的固化部分中，而同时可以使连铸流短末端处的向上的副流稳定，用于稳定的供给热熔体到弯月面上和将能量加于其上。另外，最后提到的适合于产生一交变磁场的磁性构件可以保证，熔体在其上表面区中尤其是在上述中央区域中的运动是在上述预定铸造条件其中一个或多个占优势的值处，用于在铸模的整个横截面上，在上表面处达到一基本上均匀的熔体速度，并因此达到熔体上表面一个均匀而稳定的温度的最合适运动。按照本专利技术的另一方面，在说明书前言部分中所述的一种设备显示出一种装置，上述装置具有若干构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于金属连铸的设备，包括：铸模（３），所述铸模（３）具有一个细长的水平横截面，在铸造过程中预定将熔融金属通过上述铸模；用于在已经存在的熔融金属熔体上表面下方一个距离处的区域将熔融金属供给到在铸模内已经存在的这种熔融金属的构件（６）；及适合于将磁场加到铸模中的熔体上以便对熔融金属的运动施加影响的装置（１３－１９），其特征在于：该装置显示出适合于在上述用于供给熔融金属的区域附近或其下方横跨基本上是铸模的整个横截面从一个长侧边到另一个长侧边产生一个具有可变强度的固定磁场的构件（１６），和适合于在一个区域内在上述上表面区产生一个可变磁场的构件（１７），上述一个区域相对于上述横截面居中设置并靠近用于供给熔体的区域，并且该设备包括适合于控制装置的磁性构件以彼此无关地产生具有依赖于一个或多个预定铸造参数中占优势的值的外部特性的磁场的单元（１２）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JE艾利松，
申请(专利权)人：ABB股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]