有色金属与轻金属的带式铸造方法及其设备技术

本发明专利技术公开了一种用于单带或者双带式铸造设备的铸造带。该铸造带由诸如选自ＡＡ５ＸＸＸ和ＡＡ６ＸＸＸ系的合金的铝合金制成，优选地具有１毫米至２毫米范围的厚度。本发明专利技术的铝铸造带适用于铸造诸如铝、镁、铜、锌及它们的合金的有色金属与轻金属，特别是诸如铝镁，铝镁硅，铝铁硅和铝铁锰硅合金系的铝合金。本发明专利技术还公开了一种带式连铸机和使用该铝铸造带的方法。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于铸造诸如铝、镁、铜、锌及它们的合金的有色金属与轻金属的带式连铸机所用的铸造带。尤其地，本专利技术涉及由具有优良热性能与其它物理性能的材料制成的金属铸造带。
技术介绍
双带式连铸机已经相当长时间地用于铸造金属。在这种机器中，在旋转轨道型式(race-track patterns)中转动的环形带上下地(或者，在某种情况下，并行地)进行定位777，且互相紧邻定位以在其间限定铸模的各个铸造带通常平面平行地运转。熔化的金属由一端注入铸模而金属通过移动的铸造带的表面由铸模拉出。来自熔化的金属的热量经由铸造带传递，且该传递是由作用在铸模区内的铸造带的相对边的诸如洒水的冷却装置进行辅助。结果，金属在通过铸模时凝固，且固态的金属板或者金属带由铸模的相对端脱出。例如，分别于1977年2月22日和1977年12月6日公告且与本申请为同一受让人的美国专利No.4,008,750和No.4,061,177记述了这种改良的铸造机器。铸造机器也使用诸如记述在1980年3月18日公告且与本申请为同一受让人的美国专利No.4,193,440，以及申请于2001年8月7日且与本申请也为同一受让人的国际申请公开WO 02/11922中的高效的冷却液施加系统。这些公开物的内容通过引用结合于本文中。这些铸造机器以及其高效冷却液施加系统通过在铸造带后面产生薄且高速流动的冷却液进行运转。这导致了冷却液和铸造带之间的极高的热传递系数。铸造带另外″漂浮″在铸件的临界面积中的冷却液层上，而非仅仅支撑在滑轮之间。用于这种铸造机器中的铸造带通常由织构钢制成或者较少地由铜制成。这种材料公开于例如在1997年6月10日公告且与本申请为同一受让人的美国专利No.5,636,681中。而且，于1990年4月10日公告并让与给Hazelett Strip-Casting Corporation的美国专利No.4,915,158公开了为陶瓷覆层提供衬背的铜带。然而，由这些材料制成的(尤其是那些由铜制成的)带对于制造是昂贵的，且铜带易受″塑料化″(也就是说，由于操作或者缺乏外部支撑系统的变形)的影响。此外，钢带趋于具有只适合于铸造一种有色金属与轻金属合金的导热系数，而铜带却具有适合于另一种有色金属与轻金属合金的导热系数。例如，织构的(如，喷丸加工的)钢带可以用于许多相对短凝固点范围的诸如鳍片或者薄片合金的铝合金，然而铜带需要用于表面临界应用，如用于具有较常态凝固点范围更长的汽车铝合金。使用高热通量性能的铜带铸造这种汽车合金的方法公开于1997年4月1日公告且与本申请为同一受让人的美国专利No.5,616,89中。在此专利中，发现了高达4.5MW/m2的热通量是适当的，且这种热通量通常需要使用铜带。其它如那些记述在1989年5月由Leone等人发表于Alcan Belt Casting Mini-Mill Process中的长凝固点范围的合金，较适宜以更高的热通量(超过5MW/m2)进行铸造。然而，由于铜带的更高的导热系数，这种带因涉及到″壳体变形″(通过在锭铁横截面内由临近低热传递区形成的更高的热传递区产生的变化所导致，也就是说不均匀的热消除)的发生而不能用于铸造薄壁合金。因此，当铸造设备用于铸造多种有色金属合金时，其在铸造操作之间经常必须将刚带改变为铜带，或者反之亦然。这是耗费时间、昂贵且麻烦的。对上述类型的现代铸造机来说，它们以宽范围的产量运转最好还是所希望的，也希望在高的热通量的简易操作。此外，申请人已发现织构钢带比铜带需要使用不同的脱模剂施加系统(刷子相对于旋转喷雾雾化器和清洗箱)，所以在改变合金系统时必须改变脱模剂施加系统。于1968年12月3日公告的A.R.Wagner的美国专利No.3,414,043公开了在超前的一次性使用的金属带之间形成铸模的铸造方法。金属带由与熔化的金属(尚未确定)相同的材料制成，但金属带材料可以合成到最终产品中，这对带式铸造机明显是不可接受的。因此，需要对用于上述类型的带式连铸机中的铸造带进行改进。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供比传统的由织构钢和/或者铜制成的铸造带更便于制造和使用的用于带式连铸机的铸造带。本专利技术的另一个目的是提供可以用于铸造宽范围的合金类型并在宽范围的热消除速度下运转而无须在合金类型之间改变的用于铸造机器的铸造带。依照本专利技术的一个方面，提供了一种用于连续铸造金属带的连续带式铸造设备，其包括至少一个具有至少部分地限定铸造腔的铸造表面的可移动的环形带，用于推进所述至少一个环形带通过所述铸造腔的装置，用于将熔化的金属注入所述铸造腔内的装置，以及当所述至少一个环形带通过所述铸造腔时用于将其冷却的装置，其中，所述至少一个环形带是由铝或者铝合金制成。依照本专利技术的另一个方面，提供了一种将熔化的金属铸造成金属带的形式的方法，其包括提供至少一个由铝或者铝合金制成并且具有至少部分地限定铸造腔的铸造表面的铸造带，连续推进所述至少一个铸造带通过所述铸造腔，将熔化的金属注入所述铸造腔的入口，当所述至少一个铸造带通过所述铸造腔时将其冷却，以及从所述铸造腔的出口连续收集所制得的铸造金属带。依照本专利技术的再一个方面，提供了一种适用于连续铸造设备的铸造带，其包括设有至少部分地限定铸造腔的铸造表面的至少一个可移动的环形带，用于推进所述至少一个环形带通过所述铸造腔的装置，用于将熔化的金属注入所述铸造腔内的装置，以及当所述至少一个环形带通过所述铸造腔时用于将其冷却的装置，其中，所述铸造带是由铝或者铝合金制成。在本专利技术中，该铸造带优选地具有1毫米至2毫米范围的厚度，并优选地由选自AA5XXX和AA6XXX合金系的金属制成。进一步地，本专利技术的铸造带优选地具有至少100MPa的屈服强度和大于120W/m-K的导热系数。本专利技术的铸造带可以用于铸造诸如铝、镁、铜、锌及它们的合金的有色金属与轻金属，特别是诸如铝镁、铝镁硅、铝铁硅和铝铁锰硅合金系的铝合金。已经出乎意料地发现铝带拥有使其适合于现代带式铸造机所需的柔性带式铸造操作的独特性能。在此铸造机中，需要带在苛刻的热应力下保持稳定(无永久性变形)，并需要其即使在″漂浮″于冷却液层上时仍顺应在铸造腔的上游端的入口曲线。需要达到这种性能的结合是复杂的，并依赖于，例如，材料导热系数、强度、模量和热膨胀系数。本专利技术具有铝合金带比钢带或者铜带易于制作(费用少)的优势。铝带较典型的铜带更少遭受″塑料化″的影响。塑料化是金属带或者铸造带在遭受热变形力时呈现永久性变形的趋向。抗塑料化的带在热变形应力消除时弹性回复到其最初的形状。相信塑料化是受有助于抵抗塑料化的具有较高数值的特定的硬度(杨氏模量/密度)和特定的强度(屈服强度/密度)控制。在此方面铝合金通常好于铜。具有超过100MPa范围的屈服强度以确保抵抗塑料化的铝合金带是尤其首选的。已经发现铝带可以对某些诸如铝铁硅或者铝铁硅锰类型的鳍片和薄片合金的合金赋予改良的表面品质，并提供比钢或者铜带更宽范围的可铸性。这种合金也经常认作″短凝固点范围合金″并且在过去已在带式铸造期间呈现某些问题。例如，鳍片和薄片合金可以在织构钢带或者陶瓷覆层钢带上进行铸造。制作在这些带上的铸造板没有壳体变形，但具有不连续的表面偏析层。如果将合金铸造在铜带上，表面品质是优良的，但板的内在品质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连续铸造金属带的连续带式铸造设备，包括：至少一个具有至少部分地限定铸造腔的铸造表面的可移动的环形带，用于推进所述至少一个环形带通过所述铸造腔的装置，用于将熔化的金属注入所述铸造腔内的装置，以及当所述至 少一个环形带通过所述铸造腔时用于将其冷却的装置，其中，所述至少一个环形带是由铝或者铝合金制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-10-3 60/508,3881.一种用于连续铸造金属带的连续带式铸造设备，包括至少一个具有至少部分地限定铸造腔的铸造表面的可移动的环形带，用于推进所述至少一个环形带通过所述铸造腔的装置，用于将熔化的金属注入所述铸造腔内的装置，以及当所述至少一个环形带通过所述铸造腔时用于将其冷却的装置，其中，所述至少一个环形带是由铝或者铝合金制成。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个铸造带具有1毫米至2毫米范围的厚度。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述铝合金选自由AA5XXX和AA6XXX合金系组成的群组。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述铝合金选自由AA5754、AA5052和AA6061组成的群组。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个铸造带具有至少100MPa的屈服强度。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个铸造带具有大于120W/m-K的导热系数。7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备是具有两个由所述铝或者铝合金制成的所述环形带的双带式铸造机。8.一种将熔化的金属铸造成金属带的形式的方法，其包括提供至少一个由铝或者铝合金制成并且具有至少部分地限定铸造腔的铸造表面的铸造带，连续推进所述至少一个铸造带通过所述铸造腔，将熔化的金属注入所述铸造腔的入口，当所述至少一个铸造带通过所述铸造腔时将其冷却，以及从所述铸造腔的出口连续收集所制得的铸造金属带。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将熔化的金属注入所述模子的步骤包括注入熔化的铝、镁、铜、锌或者它们的合金。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将熔化的金属注入所述铸造腔的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：WMT加莱诺尔特，KM加滕比，I金，RR德斯洛西尔斯，
申请(专利权)人：诺维尔里斯公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]