非旋转的、悬浮的、圆柱形气枕装置以及用于支撑和引导循环挠性铸造皮带进入连续金属铸造机入口内的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种非旋转的、皮带悬浮的、圆柱形气枕装置（４０，４２）以及用于沿凸圆柱形路径朝连续铸造机（２０）的入口（２２）方向支撑和引导运动的、张紧的、挠性的、导热的铸造皮带（２８，３０）的方法。压缩空气（５３）是在皮带悬浮关系中被提供给沿该路径运动的铸造皮带的内表面。固定式皮带引导部件定义该路径。压缩空气是通过节流通道（８５，８７）被提供。该节流通道（８５，８７）与位于各固定式部件（８２，１０２）之间的区域（８０，１００）相通，或者与面向外的固定式平台表面（１００）相通。皮带悬浮空气的压力水平是用于提升铸造皮带使之不与固定式部件接触的压力水平的至少约９０％，但不超过该压力水平的１００％。为了减少朝入口运动的皮带内的弯曲应力，通过使用在朝入口方向递增的可变半径Ｒ＋，使圆柱形路径的曲率半径Ｒ１递减。压缩空气被允许从其皮带悬浮关系中逸出，但是逸出受到沿皮带路径周边延伸的半密封节流挡板（９０，９０’）的限制。该挡板的外表面具有细小凹槽（９４，９５），用于把逸出的压缩空气分布其上。圆柱形外壳（４４）支撑固定式部件，并且与增压室（５２）相邻。增压室（５２）用于通过该外壳内的节流通道提供压缩空气。采用合适的、耐用的、耐磨的光滑材料制成的固定式部件被安装在该外壳的凹槽内。气枕装置包括皮带冷却液提供偏转器（１５０）或喷嘴（１４６）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连续金属铸造机领域，该连续金属铸造机具有大体直线或平直的运动模具空腔或模具空间，其中，一根或多根铸造皮带从模具空间的入口沿模具空间移动到模具空间的出口。本文中提到的“大体平直”术语包括这样一种弯度不大的纵向曲率，即可有助于使单根张紧的移动铸造皮带紧贴运动模具铸造空间内的支撑装置，并且该术语还包括这样一种弯度不大的横向曲率，即可有助于使皮带与在运动模具空间内正在固化的金属表面稳固接触。
技术介绍
在用于连续铸造熔融金属的连续铸造机内的铸造皮带采用现有技术中已知的合适的、导热的挠性金属材料成形，其厚度在例如从约0.3毫米至约2毫米的范围内。这样一种皮带是在高张力下，围绕椭圆形路径内的皮带托架旋转。在旋转过程中，现有技术中的每种皮带均连续途经分别设置在运动模具入口端和出口端的旋转入口滑轮鼓和旋转出口滑轮鼓。在此类机器的使用中一直存在的问题是，在铸造空间入口区附近的铸造皮带的内表面一侧的空间限制。在该铸造空间中，随着皮带与旋转入口滑轮鼓分离，熔融金属首先接触皮带。该空间限制可在侧视图中看到。该限制以尖点形式(形状)出现，该尖点定义在位于运动皮带以正切方式与该滑轮鼓分离的区域内，皮带内表面与旋转入口滑轮鼓的下游一半之间。在该空间限制的“尖点区域”中，希望对皮带扭曲进行精确控制，因为这是温度极高的进给熔融金属首先与运动皮带接触的地方。由Sivilotti等人在第4,061,178号和第4,061,177号美国专利中揭示了一种旋转入口滑轮鼓的替代品。多个液压浮动“卷轴”(Spool)限定和支撑皮带路径。这些卷轴是采用小于大气压的绝对空气压力即局部真空来揭示的，以便从卷轴中排出冷却液，并迫使皮带几乎紧贴卷轴。现已发现，与该局部真空相关的力不够充分稳定铸造皮带以确保铸造高质量产品。Sivilotti(在第4,061,177号美国专利第19卷中)揭示了冷却液被预热到40～70℃，以有助于稳定皮带。然而，从热水中冒出的水蒸汽，其所产生的高局部压力限制了由Sivilotti等人可实现的局部真空。并且，即便是70℃的水温或冷却液温度对于使皮带充分预热从而可铸造高质量产品来说，也还是太低。然而，如果这种热冷却液在通过有缺陷的皮带或破裂的管道时失控，则55～70℃(131～158°F)冷却液温度可防止烫伤人员的危险。因此，这些专利中揭示的设备未解决有关合适稳定铸造皮带并确保铸造高质量产品的问题。现已知道，光滑固态物体可被在压力下置于其间的流体“浮动”得非常靠近光滑固态表面。然而，当其中一物体是挠性并正在运动，而且还弯曲时，便出现严重问题，例如，当试图使用压缩空气用于使沿曲线固定式支撑表面运动的铸造皮带“浮动”时，产生不允许的尖叫噪声和皮带振动。专利技术综述本人已发现一种非旋转的、固定的、坚固的、凸面的、一般圆柱形曲线的、悬浮的“气枕”皮带引导装置，其复杂程度与多个具有灼热冷却液和局部真空的卷轴相比小得多。而且，本人还发现，该气枕装置可设计成能克服或者大体减少上述问题。本文中所揭示的气枕装置可使连续铸造机内的循环的、薄的、挠性的铸造皮带能在其行程中进行偏转、弯曲或者反向，同时还可提供由旋转入口滑轮鼓的下游一半原先在大多数带式机中占用的空间。该保留的空间可用于在该临界区内使用的经过改进的皮带冷却和支撑装置，该临界区包括上述定义的“尖点区”，在该“尖点区”，熔融金属首先与铸造皮带接触。在本专利技术的优选方式中，悬浮空气(或其他气体)在受控的压力和容积下被导入位于铸造皮带的运动曲线内表面与凸面曲线、一般圆柱形的气枕装置之间的一个或多个薄的半密封空间内，从而可使铸造皮带在其正常路径中旋转，而且仅出现最小摩擦。此外，有利的是，可在工作中将正常皮带张力施加给皮带。使铸造皮带预热，可控制皮带中的热感应应变，从而保持皮带平直，以防止正在连续铸造的固化熔融金属受到无法预料的骤然扭曲所产生的干扰，该扭曲是由于在皮带与热金属相邻地方的皮带内的热感应应变而产生的。使皮带预热，可铸造高质量产品。在被转让给本专利技术受让人的若干美国专利中，都对皮带预热作了揭示。使室温压缩空气紧贴被预热的皮带流动，这对皮带预热改变不大。另一方面，使热皮带例如与室温冷却液接触，将大幅降低该冷却液与皮带接触部位的皮带温度。通过使用本专利技术，将便于通过例如辐射加热法进行干式皮带预热。在使用干式预热的优点中，有些优点起因于避免使用上述第4,061,178号和第4,061,177号专利中提到的危险灼热预热冷却液。并且，在放置铸造机的房间内使用热水，将使含有水蒸汽的周围空气饱和。这种浮在空气中的水分会在铸造皮带上凝结成水滴，当该水滴碰到熔融金属时，会产生轻微爆炸。而且，铸造机附近的高湿度将会给执行需要保持警惕和连续集中注意力的工作的工人带来不利影响，而且为了对与连续铸造有关的参数进行控制，需要作出快速和熟练的响应。附图的简要说明从以下结合附图对本优选实施例进行的详细说明中，将对本专利技术的其他目的、方面、特征和优点有更全面的了解。这些附图是以说明性方式提供的，无需按照比例和方向绘制，而且不用于对本专利技术进行限制。大的轮廓箭头在纵向(上游-下游)指向“下游”，表示产品从连续铸造机入口流到连续铸造机出口的方向。附图说明图1是双带式连续金属铸造机的侧视图，从其“外置”侧看。该图示出了一种可使用本专利技术并产生有利作用的连续铸造机的说明性示例。采用本专利技术的气枕装置显示在上部皮带托架内和下部皮带托架内的入口区。图2是气枕装置隔离凹陷区的透视正视图，从下游方向看。该气枕装置显示在其在图1中具有的方向上，在图1中，该装置被安装在上部或下部皮带托架的入口区内。图3是与图2类似的视图，但图3示出了具有环形空气节流挡板的气枕装置的隔离凹陷区。图4是气枕装置隔离凹陷区的端部的放大视图，从图3中的位置4-4向下看。图5是气枕装置的上部和下部隔离凹陷区的放大的局部截面正视图。其各自运动铸造皮带位于双带式连续铸造机的入口区内，如图1所示。图5的剖面位置在图4中表示为5-5。图6是气枕装置隔离凹陷区一部分的放大程度较高的局部透视剖面视图，一般从图4中的位置6-6看，即从升高的视图位置向上游以对角方式看。图7是与图6类似的视图，但图7示出了气枕装置的隔离平台的一部分。图8是与图5类似的视图，但图8示出了气枕装置的上部和下部隔离平台，带有各自运动皮带。图9是图5中所示的入口区的进一步放大。图9示出了由气枕装置的皮带路径决定性形状提供的过渡曲线的递减曲率(放大半径)，该气枕装置把运动皮带引导进运动模具内。图10是示出曲线偏转器的放大的局部截面视图，该曲线偏转器使冷却液的最初高速流动改向，以使其沿下部皮带向下游流动。图11是嵌套支承辊的视图，从图10和图12中的位置11-11看。这些嵌套支承辊具有磁化鳍片，这些磁化鳍片具有交替的北极、南极、北极、南极，正如第5,728,036号美国专利中所揭示和声明的那样。图12是与图10类似的视图，在该图中，图5中的装置的修改实施例包括多个喷嘴(仅一个喷嘴可见)，用于使冷却液最初高速向下游流到下部皮带上。图13是与图3类似的视图，只是该修改使隔离凹陷区配置成与皮带行程方向平行延伸的伸长式半圆形凹陷区。图14是与图13类似的视图，只是在该修改中，一个空气喷口向用于整个气枕装置的一个统一悬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气枕装置，用于沿圆柱形路径引导运动的、挠性的、绷紧的、导热的铸造皮带，该圆柱形路径适合引导铸造皮带朝连续铸造机的模具空间入口方向运动，其特征在于，该气枕装置包括：多个固定式皮带引导部件，其限定了该圆柱形路径；以及该皮带引导部件， 其布置成与压缩空气相联系，用于使皮带悬浮关系中的压缩空气紧贴住沿圆柱形路径运动的该铸造皮带的圆柱形曲线内表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：瓦莱里G卡根，
申请(专利权)人：黑兹利特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]