直接浇注连续金属带的方法和装置制造方法及图纸

一种用直接浇注使熔融金属成为结晶的连续铸造带的方法和装置，包括控制对浇注槽供应熔融金属，浇注槽对相邻的铸造滚筒表面基本水平，出口端的熔融金属的水平面接近铸造滚筒的最高处，使半固态铸造带基本水平地从铸造滚筒最高处的附近分离，以及在运送分离的铸造带同时提供第二次冷却以使铸造带固化。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到将合金从熔融金属直接浇注成连续的板或带成品的方法和设备。特别涉及从靠近铸造滚筒表面顶部的浇注槽出口端输送熔融金属以形成所需厚度的连续金属带。在常规的金属带生产中，其方法可包括一些将熔融金属浇注成锭料、坯块或厚板的步骤，然后按典型的方式包括一个或几个阶段的热轧和冷轧。以及在生产流程中任一阶段的酸洗和退火，以便生产出所要求的厚度和质量的金属带。通过省去常规方法中的若干生产步骤生产连续金属带的成本，特别是铸态的标准规格在0.010英寸到0.160英寸(0.025到0.40厘米)金属带的成本可以降低。铸态金属带通过常规的冷轧，酸洗和退火可被加工成象箔材一样薄的各种不同的标准规格，如0.001到0.12英寸(0.025到0.30厘米)。已知有许多不同的生产直接浇铸金属带的方法和装置。一般地说，这些方法包括通过一测流孔将熔融金属横跨一缝隙喷射到一快速运动的急冷表面，如一轮子或连续带上;将旋转的急冷表面局部地浸入一熔融金属池的方法;将水平的链带作为急冷基底，熔融金属流过其上而固化的方法;以及在成对铸造滚筒间设置熔融金属池的竖直铸造方法。已经长期尝试过，通过孔隙直接浇注金属来工业化生产出良好质量和结构的金属带，但是对结晶态金属带仍成效甚少。最近提出了一些其它的直接浇注加工方法，但是还没有发展成工业化生产方法。例如在1991年9月3日发布的美国专利第5，045，124号中提出的一种利用一连续铸机生产奥氏体不锈钢冷轧带或板的加工方法，在该连续铸机里一铸型壁与铸造带同步运动，此后，表皮通过轧制。在1988年12月29日提出申请、1989年8月10日公布的国际申请公报PCT/US88/04641号中公开了另一种加工方法，它利用一种熔化的金属带铸造系统，其中熔融金属从浇注槽被输送到单个激冷表面上，这样，金属带有一个未固化的上表面，使这上表面与一个间隔距离基本上等于金属带厚度、并且温度不会使被铸造的金属的上表面凝固的上滚筒接触。在同一天提出申请、1989年10月19日公布的国际申请PCT/US88/04643号中公开了一种带有分流器的特殊中间包。在1990年3月14日提出申请、1990年9月20日公布的另一国际申请PCT/US90/01211号中也公开了相同的加工方法和装置，但进一步描述了一种开槽的激冷表面。还有另一种方法，将熔融金属从浇注槽直接浇注到一移动的铸造面上以形成连续的结晶金属带，利用熔融金属的表面张力形成表面质量、边沿和结构良好的被铸金属带的上表面、侧表面和下表面。还提供了一种具有熔融金属进入端和出口端的浇注槽的装置，通过一U形结构，完全成为均匀的熔融金属流离开出口端至运动的铸造表面。1987年7月7日公布的美国专利第4，678，719号解决了如上所说、与直接浇注方法和装置的从前技术有关的许多问题。1987年12月29日公布的美国专利第4，715，428号描述了一种在浇注槽的出口端处辐射冷却熔融金属的有关方法。但仍然需要一种用于工业化生产中的直接浇注金属带的方法和装置，其产品的表面质量应与常规方法生产的相当或更好。这种方法和装置应能生产出厚度和平直度均匀，上下表面光滑且没有疏松的板或带。此外，这种方法和装置应该最大限度地降低或消除金属带从铸造面上分离后发生的卸运损害，并且适合于铸造标准规格范围为0.010至0.160英寸(0.025至0.40厘米)的连续金属带。直接浇注金属带应该具有良好的表面质量，边沿和结构，各种性能至少与常规方法浇注的金属带同样好，并且适合于浇注碳素钢和不锈钢。根据本专利技术，提供了一种将熔融金属直接铸造成结晶材料的连续带材的方法。这种方法包括控制对浇注槽的熔融金属的补给，浇注槽将流动和温度基本均匀、具有自由上表面的熔融金属从其出口端基本水平地输送至相邻的铸造面。铸造面通常向上运动经过浇注槽的出口端，铸造面包括一绕基本水平置放的纵轴旋转、为熔融金属凝固提供初步冷却的圆柱形滚筒的单个表面，浇注槽的出口端安装在靠近铸造滚筒的地方，这样，浇注槽出口端内熔融金属的水平面就接近铸造滚筒的最高处。该方法还包括在铸造带处在上表面尚未凝固的半固态时、将铸造带基本水平地从靠近铸造滚筒表面的最高处分离，然后在铸造带离开铸造面后在输送装置上使连续铸造带获得第二次冷却，以便固化铸造带。还设置有一种直接将熔融金属铸造成结晶材料的连续金属带的装置，它包括一活动铸造面，一浇注槽，用来控制供应熔融金属至浇注槽的装置，使半固态的铸造带从铸造滚筒上分离的装置，以及用来输送除下的半固态铸造带并使它完成固化的装置。铸造面包括一绕基本水平放置的纵轴旋转、为熔融金属提供初步冷却的圆柱形滚筒的单个表面。浇注槽的出口端约与被铸造带等宽，并靠近铸造面安装，这样，在出口端内熔融金属的水平面就接近铸造滚筒表面的最高处。该装置包括一使出口端处的熔融金属的流动和温度基本保持均匀的装置。在靠近铸造滚筒最高处设置有一个能基本水平地将处于半固态的铸造带分离的装置，以及向已分离的铸造带提供第二次冷却使之完成固化的装置。还设置一在铸造带完成固化期间从分离装置基本水平地输送铸造带的装置。附图说明图1是本专利技术中的金属带铸造装置示意图。图1一般表示一个在铸造面24上直接铸造熔融金属带状或板状连续产品30的浇注槽18。使熔融金属22从一容器(未示出)通过一喷嘴20，最好是一浸没的输入喷嘴(SEN)送到浇注槽18。注塞杆或滑动闸门机构(未示出)或其它合适的装置通过出液口或喷嘴20可以控制供给浇注槽18的熔融金属流。所示的浇注槽18基本上是水平的，并具有一进入端和一靠近铸造面24的出口端。将熔融金属22提供给浇注槽18可以通过任何通常的方法和装置，例如槽、中间包、或熔融金属泵来完成。铸造面24可以是单个的铸造轮或成对铸造轮或滚筒中的一个。铸造面的成分对被铸造的金属带可能是关键的，然而虽然某些面会比其它面有更好的结果，但它却并不成为本专利技术的一部分。本专利技术的方法和装置已经成功地采用了铜、碳钢和不锈钢的铸造面。铸造面包括一个绕其基本水平放置的纵轴旋转的圆柱形滚筒的单个表面。重要的是铸造面以控制的速度可运动地经过浇注槽，并可提供所需的急冷率来吸收足够的热量，导致熔融金属初步凝固成带状。铸造面24运动地经过浇铸槽18的速度范围可在每分钟20到500英尺(每分钟6到152.4米)，最好是每分钟50到300英尺(每分钟15.2到91.4米)，这个速度适合于结晶状金属的工业化生产。实际的铸造速度对金属带的厚度起着重要作用，但必须与本专利技术的其它一些因素相平衡。铸造面24应被足够冷却，以便使熔融金属急冷，从熔融金属中吸收热量，使金属带开始凝固成结晶状。由铸造面24提供的急冷率小于每秒10.000℃，通常小于每秒2.000℃。这种局部的冷却速度可通过对铸造金属带显微结构内的晶枝臂测定来估计。虽然在金属带厚度上冷却速度不同，但是一个总的或平均的冷却速度可在2000℃/秒或略小的数量范围内。铸造面的一个重要方面是它经过渡注槽18出口端的运动方向是向上的，并有一个在出口端处熔融金属池的自由面。出口端处熔融金属池的自由面对形成铸造带的良好的顶面质量是必须的。所谓“自由”的意思是，熔融金属的顶面或上表面不受结构的限制，即它不与浇注槽结构、滚筒或类似的东西接触，它在浇注槽18出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接将熔融金属铸造成结晶金属连续铸造带的方法，其特征在于，它包括：控制对一浇注槽的熔融金属供应，将来自浇注槽出口端的、基本均匀流动和温度的、且具有一自由上表面的熔融金属基本水平地输送至相邻不接触的铸造面；使铸造面基本向上地经过出口端，铸造面包括一个绕其基本水平放置的纵轴旋转的圆柱形滚筒的单个表面，以提供使熔融金属固化的初步冷却；提供靠近铸造滚筒的槽，使在槽出口端内熔融金属的水平面保持在接近铸造滚筒的最高处，并保持离开槽的熔融金属顶部、底部和侧面的表面张力；在铸造带处于具有未固化的上表面的半固态时，使铸造带基本水平地从铸造滚筒表面最高处的附近分离；以及在将铸造带从铸造面上分离后对连续铸造带提供二次冷却，使其固化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维布赖恩洛，约翰达纳瑙曼，卡尔施瓦哈，
申请(专利权)人：埃立盖尼勒达伦姆有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]