金属连铸的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种在至少一个环形带（１０，１２）上铸造金属带的设备和方法。该设备使用一个锥形的铸造段，该锥形的铸造段在熔融金属输入处较大并且逐渐减小到一个较小的厚度，在那里，一对压辊（１５，１７）施加压力以设定铸带的最终厚度。（*该技术在2021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】
本专利技术的
技术介绍
本专利技术涉及一种金属连铸的方法和设备，本专利技术特别涉及金属带的铸造。薄金属带的连铸已经被成功地使用。使用能够铸造宽度达到80英寸但厚度通常为0.75英寸的带材的常规双带连铸机需要三个在线轧机机列来生产带厚为0.1英寸的卷材。在诸如美国专利US5,564,491、US5,515,908、US6,044,896、国际专利WO09517274A1和WO9714520A中所披露的散热薄带连铸机中，也使用双带，铸造厚度通常为0.1英寸。但是，利用该技术铸造宽度大于20英寸的能力没有被得到证实。在现有技术所涉及的散热薄带连铸机中，熔融金属被供给到输入带轮上的带的曲线形部分，并且利用在输入带轮上的带的带隙完成金属的凝固。调整输入带轮之间的间隙以产生足够大的作用力，从而使带得到一些延伸。在调整间隙作用力中，使用在美国专利US6,044,896中披露的设备能够同时调节从顶部带轮到注口端部之间的水平距离和在顶部带轮和底部带轮之间的垂直距离。带在不与熔融或者凝固的带材接触的返回环路中被冷却。大约0.1英寸的铸造尺寸与利用常规的双带连铸机铸造接着经过三次轧制所得到的相同。在现有技术所涉及的散热薄带连铸机中，利用固定的机械和电磁边缘挡板的组合将侧挡板设置在输入带轮的带隙之前。这样的边缘挡板的一个实例如在国际专利WO98/36861中所示。凝固速度是半快速的，这在冶金方面对于许多产品是有利的，但对于制造需要抗擦伤的罐体原料是不适合的。通常，在利用现有技术所涉及的吸热薄带连铸机后使用三个轧机机列后能够使带厚降至0.01英寸。在常规的双带铸带设备中，提供两个移动带，在两个移动带之间限定有一个用于金属浇注的移动铸型。循环的机械侧挡板块在铸造段中充填带之间的间隙，在铸造段中必需使带平行。这样的平行的带要求铸造产品的厚度基本上与顶部输送的熔融金属的高度相同。通常通过使一种冷却流体与带中与熔融金属接触的一个侧面相对的侧面接触对带进行冷却。因此，带受到极高的热梯度，其中带的一个侧面与凝固金属接触，并且带的另一个侧面与水冷却剂接触。动态不稳定的热梯度使带变形，因此如果不附加各种装置来防止偏析和多孔区域的产生，那么不能使上带或者下带变平。当该设备较宽时，带更易于变形。现有技术中提出了各种改进，包括如在美国专利US3,937,270和US4,002,197中所披露的对带进行预热、如在美国专利US3,795,269中所披露的连续施加的和去除的分离层、如在美国专利US4,586,559中所披露的移动式循环侧挡板以及如在美国专利US4,061,177、US4,061,178和US4,193,440中所披露的改进式带冷却。这些各种改进以及其他改进有助于提高铸造表面的质量，但是铸造厚度太大以致于不能在下游的轧制中产生良好的经济效益。另外，随着宽度的增加达到好的表面质量是越来越困难的。现有技术中提出的另一种连铸方法是通常被称为块铸方法。在该技术中，多个激冷块以相互邻接的方式被安装在一对相对的导轨上。每一组激冷块沿着相反的方向转动以在它们之间形成一个铸造腔，诸如铝合金的熔融金属被引入到铸造腔中。与激冷块接触的液体金属利用激冷块自身的热容被冷却和凝固。这样，块铸方法在原理和执行方面不同于带式连铸。块铸方法取决于可由激冷块产生的热交换。这样，在该设备的铸造段，热量从熔融金属被传递到激冷块，接着在返回环路上被排出。因此，块式连铸机要求精确的尺寸控制以防止由块之间的小间隙所产生的毛刺(即，横向的金属飞边)。当带材被热轧时，这样的毛刺能够产生开裂缺陷。因此，难以保持好的表面质量。美国专利US4,235,646和US4,238,248中披露了这样的块铸方法的实例。在连续铸带中提出的另一种技术是单辊连铸机。在单辊连铸机中，熔融金属源被输送到转动的辊的表面上，辊在内部被冷却，并且熔融金属在辊表面上被拖动以形成薄金属带，薄金属带通过与辊表面的接触而被冷却。该带材对于许多应用通常是太薄，并且由于冷却缓慢以及微缩裂纹而使自由表面具有较差的质量。已经对这样的辊提出了各种改进。例如，美国专利US4,793,400和US4,945,974中建议在辊上开槽以提高表面质量；美国专利US4,934,443建议在辊表面上提供金属氧化物以提高表面质量。美国专利US4,979,557、US4,828,012、US4,940,077和US4,955,429中提出了其它各种技术。已经在现有技术中使用的另一种技术是使用双辊连铸机,诸如在美国专利US3,790,216、US4,054,173、US4,303,181或者US4,751,958中披露的。这样的装置包括被供给到在一对沿着相反方向转动的、在内部冷却的辊之间的间隙的熔融金属源。双辊连铸技术与上述其他技术的不同之处在于，辊在凝固的金属上施加挤压力，从而在凝固后能够立即对合金进行热压缩。尽管双辊连铸机在商业应用中最受欢迎，但还是具有严重的不足，其中一个是产量通常是上述现有技术所涉及的装置所能够达到的10％。另外，尽管双辊连铸技术在高纯度铝(例如，铝箔)的铸造中能够提供可以接收的表面质量，但是当在用于铸造具有高合金成分以及宽凝固范围的铝时具有较差的表面质量。在双辊连铸机使用时遇到的另一个问题是，由于在凝固过程中的变形会使合金出现中心偏斜。这些设备已经被证实能够制造宽产品，但是生产率通常仅为散热和常规带式连铸机的单位宽度的10％。因此，需要提供一种与目前使用的方法相比能够以高速、薄厚度和大宽度的形式连续铸造金属带的设备和方法。因此，本专利技术的一个目的在于，提供一种利用常规的宽双带连铸机连续铸造金属带(即，0.1英寸厚)的设备和方法，其中在铸造段中将冷却剂供给到至少一个带上。本专利技术的另一个目的在于，提供一种连续铸造金属带(即，0.1英寸厚)的设备和方法，利用该设备和方法能够在吸热带式连铸机上生产宽带材(即，宽度高达80英寸)，同时能够无需在铸造段中提供冷却即可保持高速和薄厚度。本专利技术的另一个目的在于，在一个设备上提供用于不同产品要求的凝固速度的范围，包括用于能够提供抗擦伤的罐体原料的慢速。通过下面对本专利技术的详细描述可以更明显地看出本专利技术的这些和其他目的和优点。本专利技术的概述本专利技术提供一种使用双带式铸带技术的金属带连铸方法和设备，其中在带之间的铸造段在熔融金属输入处较大并且在该设备的长度上的部分处逐渐减小到一个较小的厚度，在熔融金属熔池的端部附近一对压辊设定了最终厚度。压辊辊隙、压辊-分离作用力和连铸机速度被调节以提供所需的铸带厚度。压辊作用力用于减少断裂并且控制在铸带宽度上的厚度型面，这对于成功地进行后面的轧制是重要的。在本专利技术中，最好将熔融金属施加到在输入带轮的辊隙后面的带上。由于带在铸造区中朝向另一个带收敛，因此可使用厚的常规顶部设计以将熔融金属供给到该设备中，同时使带保持较薄。利用位于铸口的尖部和输出带轮之间的一对压辊带相互收敛的在锥形的铸造区中开始凝固。铸带在铸造区中凝固，铸造区从熔融金属输入处延伸到压辊。具有从压辊延伸到输出带轮的铸带输送段。在本专利技术的优选实施例中，利用带的散热性能使熔融金属在铸造区中凝固，并且在不发生凝固的返回环路中使带冷却。这样，本专利技术的方法和设备能够使由于穿过现有技术所涉及的双带式连铸机的高的不均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用连续带铸造生产金属铸带的设备包括：（ａ）一对由导热材料制成的连续的带，所述带相邻以在它们之间限定一个铸造区；（ｂ）一对至少两个带轮的装置，包括一个输入带轮，每一个所述带被安装在一个带轮装置上并且围绕一个输入带轮装置，从而使所 述带限定了一个围绕所述输入带轮的曲线形表面和在所述带绕过输入带轮后的一个基本上线性表面；（ｃ）一对与所述带的线性表面相邻的压辊，所述压辊位于另一个压辊的上方，所述带通过所述压辊并且在它们之间限定一个辊隙，所述辊隙位于由所述压辊的轴限定的 平面中；（ｄ）用于将熔融金属供给到在铸造区中的所述带的所述线性表面上的装置，利用该装置能够使熔融金属在围绕压辊的带之间的辊隙之前的铸造区中凝固；以及（ｅ）与压辊相关的装置，该装置能够控制它们之间的间隙并且辊隙处对基本凝固的铸带施加足 够大的压力以使铸带得到延展，从而在铸带从辊隙输出后使铸带在移动方向上受到挤压以使铸带断裂的可能性达到最小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德G哈林顿，
申请(专利权)人：阿尔科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]