浇注槽、出口砖和铸造铜阳极用的方法技术

本发明专利技术涉及一个浇注槽和浇注熔融金属在一个铸造模内的方法。由于浇注槽的设计和轨迹，达到由浇注槽至铸造模的一个均匀和迅速的浇注。浇注槽的出口包括一个弯曲的浇注边缘以及一个向下引导的弯曲的浇注表面。熔融金属的质量流率借助配合在浇注槽内的一个扼流元件控制。熔融金属的动能的方向和数量受到浇注槽的出口的设计以及浇注运动的适当选择的轨迹的影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及浇注熔融材料，比如熔融金属进入一个铸造模用的一种方法和设备。更准确地说，本专利技术涉及在电解精制中使用的铸造阳极用的方法和设备。
技术介绍
对铸造模进行控制的浇注和精确的供给例如在金属阳极的铸造方面是重要的，在这些金属的生产中，在金属阳极铸造之后的后续加工步骤是电解精制，其中为了达到高的阴极质量和高的效率，与其它要求一道，一个先决条件是对于形状和重量而言具有一个均匀的质量。在大多数已知的方法中，阳极是在敞口模内铸造的。在阳极，比如铜阳极的铸造时，熔融液从阳极炉被引导例如沿着一个斜溜槽至铸造设备的中间槽，由此处熔融金属继续浇注至浇注槽。中间槽的容量显著地大于浇注槽本身的容量，以及它还作为在阳极炉和浇注槽之间的一个平衡中间储备。在浇注阶段的开始时，浇注槽内所含的金属数量略大于每批次内铸造模内准备引入的金属数量。通常，准备浇注入浇注槽的金属数量为准备浇注入铸造模的金属数量的两倍。熔融金属由浇注槽精确地引导入开启的铸造模。浇注槽决不会完全地放空，但一个所谓的铜基板保留在底部。现代的阳极铸造是在所谓的铸造台内以一个自动化过程实现的。其中铸造模在一个圆铸造台上偏移至浇注槽的前面。当由浇注槽浇注时，供给的控制是借助浇注槽的轨迹和移动速度以及其重量的监控实现的。典型地，准备浇注入一个铜阳极的铸造模内的熔体数量是以精度3％引入的。通常，阳极重量在300-600kg范围内。为了精确地控制准备浇注的熔体的供给量，浇注槽设置带有重量传感器。浇注是自动化地控制，以及当浇注槽充填熔体时浇注开始。浇注槽的开始重量被测量，以及铸造模放置在浇注槽的前面。在浇注过程中，浇注槽是倾斜的，从而使熔融金属流动越过浇注槽出口进入铸造模。当浇注槽的重量减少至准备铸造的阳极的目标称量数量时，浇注停止。随后浇注槽返回至准备再充填的开始位置。在一次阳极铸造过程中，通常数百个阳极顺序地铸造。在铸造过程结束时，浇注槽典型地保留充填金属，以及该金属允许在浇注槽内凝固。浇注槽经受必须的维修程序，这些程序经常包括浇注槽的整个内衬的更新。本专利技术使得可以将浇注槽完全地放空金属，在此种情况下，浇注槽要求较少的维修操作。在金属的电解精制中使用的阳极的形状为厚板，其厚度为约30-100mm。阳极的高度为约900-1,500mm，以及其宽度为约700-1,200mm。在电解槽内，电极板以一个垂直位置由凸起的托架悬挂，形成在电极板顶边缘的所谓的凸耳，支承顶住槽边缘。阳极凸耳是由阳极金属制成的，经常是与铸造过程相关的。因此，一个阳极铸造模具有一个扁平凹槽，即空腔，它具有阳极横截面的形状，以及比阳极厚度略深。一些要求和问题与在阳极铸造模内的熔融金属的浇注相关联，在浇注过程中，熔融金属必须不溅落到空腔的外面，既不会是溢流，也不会是移动升高至空腔边缘以及凝固成为边鳍。因此，浇注入铸造模的熔融金属的表面必须保持平稳，以便使铸件凝固成希望的形状。另一方面，浇注所用的时间必须尽可能短，以保持生产能力在一个经济的有利水平。熔融金属流包含大量的动能，在铸件的浇注时它被引导至铸造模的底部以及至已经包容在铸造模内的熔体，从而引起溢流和溅落。因此极为重要的是使熔融液的浇注高度尽可能低。另一方面，熔体的动能也会扰乱浇注槽的称量。为了减少称量误差，溢流和溅落，已做出努力使浇注步骤尽可能平稳。专利出版物US 5,967,219公开一种方法用于浇注熔融金属进入铸造模，从而使称量误差减少和浇注步骤平稳。在上述出版物内公开的专利技术是基于浇注槽底部的设计以及基于浇注运动的一个控制的轨迹，它符合浇注槽底部的形状。为了达到希望的结果，所述的浇注槽的运动必须是平稳和缓慢的。然而，这种缓慢的浇注导致铸造步骤变成整个工艺的瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除现有技术的有关问题，以及实现一种新型的浇注槽和用于浇注熔融金属至一个浅的和平坦的铸造模的方法。本专利技术的另一目的是实现熔融金属供给进入铸造模尽可能快，从而使熔融金属不会升高越过铸造模和浇注进入铸造模的熔融金属的表面保持尽可能平稳。本专利技术是基于这样的基本原理，准备浇注进入浇注槽的熔体的动能的方向和数量受到浇注槽形状的影响。因此，浇注熔融金属进入铸造模是在尽可能低的浇注高度实现的，以避免熔融金属获得高的势能以致升高越过铸造模的边缘。浇注也是这样实现的，使熔融金属的流动获得相对于垂直流动率高的水平流动率。按照本专利技术的快速浇注是基于在浇注步骤的开始时为一个大的质量流量。按照本专利技术的重量精密铸造是借助在浇注步骤结束时减缓熔体的质量流量实现的。按照本专利技术的优选的实施例，扼流是借助一个扼流元件，比如设置在浇注槽内的一个扼流砖进行的。扼流元件的定位和设计是这样的，使在浇注步骤的开始时进行一个非扼流的熔融金属流动，以及在浇注步骤的结束时进行一个扼流的熔融金属流动，以保证一个精密的供给至铸造模。扼流元件可以使浇注槽迅速倾斜，而不会使熔融金属的流动变成非控制的。在本专利技术中，由浇注槽排放的熔融金属的型面是基本上沿着阳极模的整个宽度分布的，熔融金属流基本上水平地指向与浇注槽相对的铸造模的壁，也就是铸造模的后壁。当熔体冲击铸造模的底部时，以及随后熔体碰撞已经存在于浇注槽内的熔融金属产生的压力壁时，流动的水平动能首先减速。流动型面的分布是借助浇注槽出口，例如出口砖的设计实现的。本专利技术达到显著的优点。本专利技术能够使一个铸造工序比现有技术更迅速，以及作为其结果，铸造机和铸造台的能力增加。按照本专利技术的安排显著地减少了在充填浇注槽时熔融金属的波动，以及因此增加了适宜的铸造容量。借助本专利技术，在浇注槽内的熔融金属的波动减少。事实上，铸造操作可以加速是基于事实上浇注槽的开始和结束称量可以更迅速地进行，而不需要等待熔融金属的移动结束，以及事实上铸造能够以最快的浇注速率开始，而没有有害的溢流和溅落作为其结果。借助本专利技术，铸造模的磨损减少，以及在铸造模内分布的涂层剂的需要减少。按照本专利技术的一个浇注槽包括一个底部，一个出口，侧壁和与开口相对的一个后壁，以及浇注槽设置带有一个倾斜机构，配备至少一个重量传感器，用于监控浇注槽的重量。出口边缘基本上与铸造模空腔的宽度相同，以及出口包括侧壁，基本上平行于熔融金属流，以及一个弯曲的向下引导的浇注表面。按照本专利技术的一个优选的实施例，对着浇注槽的底部和侧壁，在出口和后壁之间配有一个扼流元件，用于减缓熔融金属的质量流量，该熔融金属从后壁和扼流元件之间的空间被引导至出口。按照本专利技术的浇注槽的框架例如可以使用钢制造，在此种情况下的浇注槽的内衬是由耐火砖材料或某些其它相关的材料制造的。按照本专利技术的一个优选的实施例的浇注槽的扼流元件设计为这样，当它配合在浇注槽的侧壁之间时，在浇注槽底部和扼流元件之间保留一个希望尺寸的孔，它与工程师的技能无关。扼流元件设置为这样，使在铸造的情况下孔完全地位于熔融金属的表面下面。扼流元件能够是一个扼流砖，以及最好是一个板形结构，它设置在相对于熔融金属的流动方向的一个垂直位置，以及相对于浇注槽的底部一个基本上竖直的位置。最好扼流元件是在底边缘凹陷的，从而使孔由扼流元件的凹陷缺口和浇注槽的底部限定。凹陷的托架可以延伸至与浇注槽的底部一样远。扼流砖能够由砌砖工借助一个适当的模具在浇注槽内利用铸造将其永久地铸造在其中，或借助将一个适当的元件固定至浇注槽而形成。使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浇注槽，用于将金属浇注进一个铸造模，上述的浇注槽包括一个底部，一个出口，侧壁和与出口相对的一个后壁，该浇注槽具有一个浇注机构，该浇注机构带有至少一个重量传感器，用于精密地供给金属进入铸造模，其特征在于，该出口具有一个浇注表面，它朝着出口的浇注边缘方向加宽，并且相对于浇注槽底部的方向引导向下，以及各侧壁基本上平行于熔体流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FI 2004-4-1 200404771.一种浇注槽，用于将金属浇注进一个铸造模，上述的浇注槽包括一个底部，一个出口，侧壁和与出口相对的一个后壁，该浇注槽具有一个浇注机构，该浇注机构带有至少一个重量传感器，用于精密地供给金属进入铸造模，其特征在于，该出口具有一个浇注表面，它朝着出口的浇注边缘方向加宽，并且相对于浇注槽底部的方向引导向下，以及各侧壁基本上平行于熔体流。2.按照权利要求1的浇注槽，其特征在于，顶着浇注槽底部和侧壁，在出口和后壁之间配备一个扼流元件，用于减缓熔融金属的质量流，该熔融金属由后壁和扼流元件之间的空间流动至出口。3.按照权利要求2的浇注槽，其特征在于，扼流元件(12，22)是排列在浇注槽的出口(15，25)和后壁(13，23)之间，从而使40-90％的准备浇注入铸造模的金属能够供给在浇注槽的扼流元件(12，22)和出口(15，25)之间的空间(11，21)内。4.按照权利要求2的浇注槽，其特征在于，扼流元件(12，22)是这样配置，使在铸造情况下，由扼流元件(12，22)限定的一个或数个孔(19，51，52，53)完全地位于熔融金属的表面下面。5.按照权利要求2的浇注槽，其特征在于，扼流元件(12，22)是一个板形结构，它排列为与熔融金属的流动方向成直角，以及处于相对于浇注槽底部(16，26)基本上竖直的位置。6.按照权利要求2的浇注槽，其特征在于，扼流元件(12，22)是在底部边缘凹陷的，在此种情况下，孔由扼流元件的缺口和浇注槽的底部限定。7.按照权利要求6的浇注槽，其特征在于，扼流元件缺口(19，51，52，53)的高度为10-100mm。8.按照权利要求6的浇注槽，其特征在于，扼流元件缺口(19，51，52，53)的总面积在1,500-17,000mm2的范围内。9.按照权利要求6的浇注槽，其特征在于，扼流元件缺口(19，51，52，53)的宽度总和为扼流元件宽度的0.05-0.9倍。10.按照权利要求2的浇注槽，其特征在于，扼流元件的高度是这样选择的，使其从浇注槽底部延伸至少至浇注槽处于充填的位置时的熔体表面水平。11.按照权利要求1或2的浇注槽，其特征在于，当由上面观察时，边缘(18，45)是弯曲的，抛物线的或带有一个可变的半径，最好是一个圆的周边部分。12.按照权利要求1或2的浇注槽，其特征在于，出口的浇注表面(9，29，49)由基本上直线限定，该直线为从浇注边缘至浇注槽底部，以及相对于浇注槽底部的浇注表面角度在12-55°范围内改变。13.按照权利要求1或2的浇注槽，其特征在于，浇注表面是一个锥形段。14.按照权利要求1或2的浇注槽，其特征在于，浇注边缘(45)的宽度(K)有利地为铸造空腔宽度(A)的0.5-0.98倍，而最好为铸造空腔宽度(A)的0.6-0.7倍。15.按照权利要求1或2的浇注槽，其特征在于，出口是由一个出口砖(40)形成的，它能够单独地制造并配合在浇注槽内。16.按照权利要求15的浇注槽，其特征在于，出口砖(40)是用一种耐火材料制造的，比如用制砖材料或铸铁在一个模具中铸造而成。17.按照权利要求15的浇注槽，其特征在于，出口砖(40)包括一个底部元件(41)，其被排列为平行于浇注槽底部，一个浇注表面(49)，该浇注表面(49)是由底部元件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J伦皮奥，
申请(专利权)人：奥图泰有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]