连续浇注金属的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于连续浇注金属的方法和设备，其中所述设备包括一个结晶器（１）和一个元件（４），在浇注过程中液态金属通过所述结晶器，液态金属通过所述元件（４）作为一股射流被供给到所述已经装有液态金属的结晶器中。所述设备包括用于将一个能够随时间变化并且基本上被固定在所述空间中的磁场施加到结晶器（１）中的液态金属上的磁体元件（６、７）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
及现有技术本专利技术涉及一种用于连续浇注金属的方法，其中液态金属作为一股射流被供给到一个已经装有液态金属的结晶器中。本专利技术还涉及一种用于连续浇注金属的设备，所述设备包括一个结晶器和一个元件，在浇注过程中液态金属通过所述结晶器，液态金属通过所述元件作为一股射流被供给到所述已经装有液态金属的结晶器中。在对供给到一个结晶器中的液态金属进行连续浇注的过程中，所述液态金属在结晶器中冷却并且形成一个细长的铸坯。根据横截面的尺寸，所述铸坯可被称为“大方坯”、“小方坯”或“板坯”。热的液态金属的第一液流在浇注过程中被输送到一个受到冷却的结晶器中，金属在所述结晶器中被冷却并且至少部分地凝固成一种细长的铸坯。所述冷却的和部分凝固的铸坯连续地离开所述结晶器。所述结晶器在铸坯离开的位置处具有至少一个以机械形式自支承的凝固坯壳，所述坯壳包围着一个没有凝固的中央部分。从浇注方向看过去，所述冷却的结晶器的两个相对的端部是敞开的并且最好与用于支承所述结晶器的装置以及与用于使所述结晶器和所述支承装置冷却的装置相连。所述结晶器最好由一种具有高导热性能的铜基合金制成。液态金属从一个浇注容器经过一个延伸到所述结晶器中的管被供给到所述结晶器中。所述管最好延伸到结晶器中并且伸到已经存在于其内的液态金属中。当液态金属从所述管流入到已经存在于所述结晶器内的液态金属中时，它将形成一个所谓的第一液流和一个所谓的第二液流。所述第一液流沿着浇注方向向下流动，而所述第二液流从所述结晶器壁朝向位于其中的金属熔池的表面上下流动。在存在于结晶器中的金属熔池的不同部分中，在浇注过程中会出现周期性的速度振荡。从而，在液态金属流周围以一种公知的形式形成上下环路。由于存在与这种环路的周期性振荡相关的谐振，因此大气泡(例如氩气泡)、来自所述浇注管的氧化物杂质和来自弯月面的熔渣将沿着浇注方向被向下输送，即向下进入到初始形成在所述结晶器中的铸坯中。这将使杂质和缺陷形成在最终的凝固铸坯中。结晶器中的振荡流所导致的速度变化能够使弯月面处的压力和弯月面的高度出现变化。在弯月面处的速度较高时，将会导致(a)使熔渣沉陷；(b)熔渣厚度不均匀；(c)坯壳厚度不均匀；以及(d)形成裂缝的危险。另外，振荡流动会致使结晶器中向下的流速不均衡。在一些位置处，在一个窄侧的速度可能大大高于在另一侧的速度。这将使低质量熔渣所带来的杂质和气泡被强有力地向下输送。现有技术中涉及了各种用于分别影响在所述结晶器中的液态金属的第一液流和第二液流的设备和方法。在现有技术中所涉及的这些设备中，在浇注过程中为装在所述结晶器中的液态金属的至少一个部分提供一个大体静态磁场。例如，在已知的瑞典专利公开SE 436 251中，在结晶器处设置了一个静态的直流磁场或永久磁场。或者，也可施加一个频率在1赫兹以下的低频交流磁场。当金属流经所述磁场时，注口射流进入剩余的液态金属发生延迟，经过的液流在浇注过程中受到有利的影响。这种技术已经被改进。例如，可以这样的方式设置用于产生所述磁场的磁体，即，能够在浇注方向上的结晶器不同水平位置处获得一个磁场，从而使液态金属中特殊的局部运动分别受到各个磁场的作用。人们还已经提出，以这样一种方式设置磁体以及将它们连接在一起的磁轭，即，使所述磁场沿着浇注方向延伸而不是沿着与浇注方向垂直的方向。专利技术概述本专利技术的一个目的在于，提供一种在金属连续浇注过程中能够干扰并减小存在于一个结晶器中的液态金属中的周期性振荡和与其相关的谐振的方法。本专利技术目的可以通过在前序中所限定的那种类型的方法来达到，其特征在于，利用磁体元件将一个随时间变化并且基本上被固定在所述空间中的磁场施加到结晶器中的液态金属上以防止液态金属产生自然振荡。所述磁场用作所述液态金属中的一个减振装置。根据所述方法的一个优选实施例，周期性地施加所述磁场。所述周期性能够适应振荡的周期性，对于钢板坯的浇注，所述周期通常在1-30秒。周期性地施加所述磁场是为了在不改变主要流动形态的情况下干扰并消除液态金属中的振荡。所述流动形态是可改变的，例如利用强大的静态磁场或者一个活动磁场。根据所述方法的另一个优选实施例，在浇注过程中以不规则的时间间隔施加所述变化磁场。由于所述磁场施加的不规则性，可以避免规则地增强所述液态金属中的某一种有规则的周期性振荡。由于其规则性，所述变化磁场将对在液态金属中的这样规则自然振荡产生影响。根据所述方法的另一个优选实施例，以随机的时间间隔进行所述不规则的磁场施加。随机地施加所述磁场将有效地抵制和干扰所述周期性振荡的产生。随机地施加所述磁场能够使在任何延长的时间段内强化存在于液态金属中的自然振荡的可能性达到最小。根据所述方法的另一个优选实施例，以预定的时间间隔进行周期性的磁场施加。这些时间最好是预先已知的时间，所述时间是在液态金属中的周期性振荡处于某一临界阶段的时间，例如当由于所述自然振荡所导致的谐振开始出现或可能开始出现时。在已知的浇注环境或弯月面变形的测量后，根据实际观察和对液态金属中出现这种临界阶段的时间计算来确定所述预定时间。根据所述方法的另一个优选实施例，在对所述液态金属中的某一种情况进行探测后进行所述磁场的施加。所述状态最好是所述液态金属或者弯月面的一种预定的且可探测的运动。根据另一个优选实施例，其特征在于，所述变化磁场设有随机变化的振幅。从而，在浇注过程中增大了削弱和不增强产生在所述液态金属中的自然振荡的可能性。根据另一个优选实施例，所述变化磁场设有一个频率，所述频率为能够在熔体中产生扰动的所述振荡频率的10至103倍。这些通常属于宽带频谱。从而可获得一种非常可靠的对液态金属中的所述振荡的干扰。所述磁场最好可在所述振荡周期的一个受限制的部分中施加并且能够提供一种安全可靠的干扰影响。本专利技术的另一个目的在于提供一种设备，利用所述设备能够在金属连续浇注过程中干扰并防止存在于一个结晶器中的液态金属的周期性振荡和与其相关的谐振的产生。本专利技术目的可以通过在前序中所限定的那种类型的设备来达到，其特征在于，所述设备包括用于将一个能够随时间变化并且基本上被固定在所述空间中的磁场施加到结晶器中的液态金属上的磁体元件。由于所述磁场是变化的，因此它可被容易地控制，即，给出这样的一个振幅和频率，从而能够有效地干扰存在于或产生在液态金属中的周期性振荡。根据一个优选实施例，以这样一种方式设置所述磁体元件，即，使所述磁体元件能够在浇注过程中周期性地产生所述变化磁场。所述周期性能够适应振荡的周期性，对于钢板坯的浇注，所述周期通常在1-30秒。根据另一个优选实施例，以这样一种方式设置所述磁体元件，即，使所述磁体元件能够以不规则的时间间隔产生所述变化磁场。由于它们与存在于液态金属中的周期性振荡反相的可能性很高，因此能够有效地干扰每一个自然振荡的产生。根据另一个优选实施例，以这样一种方式设置所述磁体元件，即，使所述磁体元件能够产生具有一个随机变化的幅值的磁场。还可以这样一种方式设置所述磁体元件，即，使所述磁体元件能够产生一个具有在一个给定频率间隔范围内的变化频率(例如是随机变化的频率)的磁场。由于所述磁场的幅值和/或频率或者用于产生所述磁场的电流是变化的，因此能够获得一种非常可靠的对液态金属中的自然振荡的干扰，同时能够有效地避免液态金属中可能产生的自然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连续浇注金属的方法，其中液态金属作为一股射流被供给到一个已经装有液态金属的结晶器（１）中，其特征在于，利用磁体元件（６、７）将一个随时间变化并且被基本上固定在所述空间中的磁场施加到结晶器中的液态金属上以防止液态金属产生自然振荡。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C斯万，T克龙，JE埃里克松，G塔尔贝克，
申请(专利权)人：ABB股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]