按要求对出铁槽进行调温的方法和实施该方法的出铁槽技术

为了对连接在一用于由铜或铜合金组成的储存容器（３）和至少一个连铸结晶器（６）之间的出铁槽（５）按要求调温出铁槽（５）的槽壁（１３）和槽底（１４）在内侧至少局部设有具有在１０↑［－１］Ω.ｍ到１０↑［－６］Ω.ｍ之间的特定电阻的，对于金属熔液（２）耐热的外壳层（１５）。外壳层（１５）用一围绕出铁槽（５）设置的电加热装置感应加热。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在用于由铜或铜合金组成的金属熔液的连铸设备上的工作场地的负荷至少部分地与连铸设备的出铁槽的温升有直接的关系。出铁槽是金属熔液在它里面从贮存容器，例如化铁炉或高炉或铁水包流到连续铸造结晶器内的那个部分，然后金属熔液在结晶器内硬化成金属锭。出铁槽在连续浇铸过程开始前，从而在装入金属熔液之前急剧地加热。只有这样才能确保，金属熔液不提前硬化正常地到达连铸结晶器。在现有技术中出铁槽在浇铸铜或铜合金金属熔液时用燃气燃烧器加热。这个过程可以用可接受的技术费用和用比较高的加热速度实现。但是用燃气燃烧器加热有一系列缺点。在这方面首先要提到可观的噪声发射，其原因是从燃烧器喷嘴中喷出的燃气的速度很高。其次由于燃气在燃烧区域内高的流动速度和由于热量扬起渣粒形状的尘粒、起氧化皮的铸造金属、附着在出铁槽上的残余熔液或粉末形的保护性熔剂中的挥发性成分，并至少部分到达连铸设备的周围，在那里它们可能导致操作人员的健康损害。此外燃烧器的灼热火焰通常从出铁槽中喷出来，从而由于热量对工作场地产生不小的负荷。在采用燃烧器时的另一个问题是出铁槽壁温度调节的精确度。在待加热出铁槽内过程开始以前其槽壁并非到处都是一样的温度，因为燃烧器火焰本身同样不是到处都具有相同的温度。这种特性来自于每个燃烧器火焰内具有相互不同的温度的地点不同的燃烧区的存在。由此在出铁槽壁上得到不同位置不同的温度。不同温度区的位置取决于燃烧空间内火焰的导向，具体来说火焰导向又主要是燃烧空间和燃烧器几何形状的结果。在出铁槽的情况下燃烧空间是出铁槽，其轮廓可能经受过变形，而且是通过由于受热量和金属熔液的作用造成外壳或出铁槽覆盖层的磨损以及通过金属炉渣和金属凝固壳的烘烤产生的变形。燃烧器喷嘴由于热作用同样经受磨损。因此由于上面提到的区域不匀匀性出铁槽壁的温度不能可重现地可靠而准确地这样调整，使得总体而言对于每次浇铸过程得到准确的相同的平均壁温。这导致，在浇铸过程中流过出铁槽的金属熔液在不同的浇铸段以不同的方式向槽壁发送热量和/或从槽壁上吸收热量。出铁槽内的金属熔液温度通过用燃烧器直接给金属熔液加热也不能足够快地调节，因为例如在燃烧器/金属熔液界面上的热交换不够大。因此在实际上，金属熔液在流过出铁槽时大多放出热量。金属熔液冷却的程度通常在浇铸开始时大于以后，如果出铁槽壁通过从金属熔液中吸收热量均匀加热的话。这导致，在连铸结晶器中的硬化过程从金属熔液温度出发、在浇铸过程期间不断变化并且不是能毫无问题地加以调节的。与此相关还有一些其他不利影响。在冷却期间浇铸的金属熔液在金属锭模型中自然地得到一个体积收缩。因为在金属锭内部的冷却与表面附近区域相比不得不有不同的进展，由此在金属锭内产生机械内应力，这在不同程度上影响由金属锭提供的材料的可加工性。这样在材料强度过高时可能在待加工材料内产生裂纹，这在许多情况下导致加工问题或导致成品的不良性能。材料的成形加工性能也不均匀，因为这与金属锭内的内应力有关。这使得加工过程在无误差加工方面必须这样地处置，使具有不利应力状况或可成形性较差的材料也要变得可以加工。但是这取决于加工的经济性制约。属于现有技术的还有其他加热方法，它们应用于用于冶金出铁槽的不同应用场合。在应用这些加热方法的情况下可以至少避免一些用燃气燃烧器加热所表现出来的问题。例如已知真空炉出铁槽的加热用一设置在它上方的辐射加热装置进行。它建立在加热的金属丝的基础之上，并且通常是在真空熔化和浇铸设备中。然而辐射加热只具有比较小的功率密度，因此加热作为连铸设备的一个组成部分的时间要比用燃气燃烧器加热长得多。因此在原则上它仅仅适用于有足够的时间用来加热的应用场合。此外可以断定，由于功率密度小它不可能调节在流量为每小时几吨的工业运行生产过程的条件下流动金属熔液的温度。另一种辐射加热装置采用加热的碳化硅材料棒。这里也存在具有上述不利影响的小的辐射密度的基本缺点。此外因为碳化硅材料在空气中比较快地氧化和毁坏，这种加热棒的使用寿命比较短。其次，它对机械应力反应非常敏感，因此容易断掉。因此从加热作为连铸设备组成部分的出铁槽来看它是不适合的。此外金属的感应加热是应用很广的技术。它经常用在感应熔化炉中。直接在连铸设备连铸结晶器之前的金属熔液感应加热也是公知的。FR-PS1.465.577介绍了一种装置，在该装置中金属熔液在连续浇铸过程中从一储存容器通过一密封的管状耐火输入管流向连铸结晶器，并在此时感应加热。输入管是封闭的，仅在末端开口，由此可以防止金属熔液与外界空气反应。但是这种类型的装置仅仅适用于那种金属熔液输入管和连铸结晶器紧密连接的特殊浇铸设备，因此它不适合于用在在铜或铜合金连续浇铸时常见的浇铸过程，在那里连铸结晶器单独设置，并且连铸结晶器的装灌状态可以用肉眼检查。此外缺点是，连铸结晶器由于紧密连接在金属熔液封闭的输入管上很难接近。也就是说结晶器壁在浇铸后必须经常清理掉不希望的附着的炉渣等等。在FR-PS1319891中介绍了一种连铸设备，特别是用于钢的连铸设备的浇口盘(Tundish)，它设有圆周方向的感应线圈。这个线圈承担两个功能，而且始终是同时承担两个功能。一方面通过线圈使金属熔液进行完全确定的旋转运动，以便更好地精炼。为此钢熔液添加一定的合金元素，它引起化学反应和反应产品，它们对于液态钢的处理是特有的。这种剧烈的和特征性的熔液旋转运动以50至60Hz的频率进行。另一个功能是通过在熔液内产生的电流使熔液加热。因此这个法国专利资料的设想不适用于加热贮存容器和连铸结晶器之间的还是空的出铁槽。因为出铁槽不含有金属熔液，也不可能耦合感应场。其次这个建议也不能有效地应用于那种在流过出铁槽时不应该剧烈翻滚的金属熔液。但是在许多情况下在浇铸由铜或铜合金组成的金属熔液时希望尽可能平稳地流动，因为这样和金属熔液一起流动的颗粒可以沉淀，并避免与外界空气发生不希望的反应。此外对于在钢连铸时的出铁槽在某些情况下采用等离子加热，以便在过程开始前预热空的出铁槽或Tundish。由于等离子比较高的温度虽然得到合适的加热时间。这种加热也能用在浇铸期间，以便精确地调整金属熔液在流过出铁槽时的温度。但是这种方法的缺点是，由于等离子体温度非常高金属可能蒸发，但是金属蒸汽特别是在金属具有升高的蒸汽压力时是有问题的，因此对于铜和铜合金由于铜和某些容易挥发的合金元素，例如锌和铝的蒸发等离子加热是不合适的和因此是不利的。最后属于现有技术的还有，金属熔液通过一感应行波场输送通过出铁槽(DE-PS2212924)。这种输送也可以克服重力进行。为了能够输送金属熔液，在输送槽下面安装一专门的直线感应器。输送槽本身具有一非导电的外壳。这种类型的在感应行波场影响下的输送槽适合于用于加热流过输送槽的金属熔液，其中加热始终是作为熔液输送时的副产品。因此在这种类型的输送槽中输送功率和金属熔液的加热各自存在一定的决定于应用场合的比例关系，例如取决于输送高度。从现有技术出发本专利技术的目的是，创造对一连接在用于由铜或铜合金组成的金属熔液的储存容器和至少一个连铸结晶器之间的出铁槽按要求调温的方法以及用来实施这个方法的出铁槽，从而使浇铸过程用尽可能恒定的过程参数在一合适的过程窗口中运行并可以避免金属熔液温度的波动，使得可以完全排除在加工由浇铸的带有与此相关的成品的不良本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于连接在用于由铜或铜合金组成的金属熔液（２）的储存容器（３）和至少一个连铸结晶器（６）之间的出铁槽（５）的按要求调温的方法，其中出铁槽（５）的槽壁（１３）和槽底（１４）内侧至少局部设有具有在１０↑［－１］Ω.ｍ到１０↑［－６］Ω.ｍ之间的特殊电阻的、对于金属熔液（２）耐热的外壳层（１５），并且外壳层（１５）用一电加热装置（１６）感应加热，加热装置设置在外壳层（１５）之外。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯克劳斯，德克罗德，乌维夸德法塞尔，哈特穆特厄尔曼，拉尔夫弗兰肯伯格，胡贝图斯布吕宁，
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]