阻止氧气与金属熔液接触的方法和装置制造方法及图纸

在阻止氧气与金属熔液接触的方法中，金属熔液流入一个由壁（１，２，１３）界定的浇铸空间并从中排出铸坯。为了阻止氧气与金属熔液的接触，从而完全阻止再氧化，经过壁（１，２，１３）之间的间隙（１８）侵入的和／或在壁（１，２）上粘附的氧气在形成对金属熔液（２０）无害的化合物的情况下进行化学转变。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在连铸时，其中，金属熔液流入一由壁界定的浇铸空间并从中作为铸坯排出，以及一种实施上述方法的装置。在连铸时会在浇铸空间中积集金属熔液，必须保护金属熔液，避免再氧化和避免熔池液面因辐射而大量散热。在传统的连铸中，为此目的，熔池液面用浇铸粉末或油覆盖。为了铸造薄的带材已知有各种不同的铸造方法，其中的浇铸空间不是由刚性的壁而是由一个随铸坯移动的壁或多块随铸坯移动的壁组成，例如用EP-A-0526 886中的履带或由EP-A0568211或EP-B-0040072中的辊或由US-A 4,987 949或EP-B-0 430 841中的两个反方向运动的铸辊组成。在这些方法中，金属熔液通过浇铸粉末或油可靠地防止再氧化和热的散失，而在具有刚性壁的浇铸空间或结晶器中多数情况就是如此。由EP-B 0430841已知在一个双辊铸造设备中通过设置保护罩来保护熔池液面避免因辐射的大量散热和再氧化。然而，在这一方案中强调，在保护罩和铸辊之间的接触面上，不仅在保护罩上而且在铸辊上会有很大的磨损，并由于构件的热变形而不能阻止空气。从而不能阻止氧气通过界定浇铸空间的壁之间的间隙的流入。会有与熔融金属再氧化的缺点。为了减少空气通过保护罩和铸辊之间的间隙的流入，在US-4 987949和EP-A 0 714 716中建议在保护罩和铸辊的确定间隙中吹入一种惰性气体，最好是氮气或氩气，从而对侵入的空气形成一阻隔。然而这一措施不足以阻止空气流入浇铸空间和完全阻止流向熔池液面，从而一方面同以前一样在熔池液面形成金属氧化物而在金属带材的内部产生缺陷，另一方面在形成的铸坯外壳的表面形成金属氧化物或有氧气扩散到金属带材的边缘层并形成会提高撕裂可能性的夹杂物。尽管输入惰性气体，但在流动边界层的所谓的层流的底层中粘附在辊表面的微观粗糙度中的空气夹带入浇铸空间。上述底层粘附在辊表面的微观粗糙度中，既不能通过接触导引的密封件也不能通过无接触的密封件刮下。本专利技术的目的是要避免上述缺点和困难，提出一种能够阻止氧气与金属熔液接触的上述类型的连铸方法以及装置，即使在构成浇铸空间的壁之间存在的间隙上有很大的磨损，也可以完全阻止再氧化。尤其是能够消除粘附在构成浇铸空间的壁上的或夹带的空气层的所谓的层流的底层。上述目的在上述类型的方法中是这样实现的，即经过壁之间的可能的间隙侵入的、和/或在壁上粘附的氧气在形成对金属熔液无害的化合物的情况下进行化学转变。一个特别简单的方法是燃烧氧气，其中最好是将由预热后的可燃气体形成的火焰直接与浇铸空间的壁接触。为了阻止金属熔液有最少的氧气量，适宜的是燃烧按化学计量或亚化学计量即在缺氧的情况下进行，其中，燃烧最好是以1-50％的亚化学计量进行。作为可燃气体使用气态的碳氢物，如甲烷、乙炔等或它们的混合物，或使用氮氢混合物，如N2H2混合气。为了适应连铸时的各种不同的操作条件，最好测量在化学转变时所形成的气体的化学组分并根据这一结果调节或控制转变过程，例如通过建立可燃气体是与燃烧过程所需的氧气量的比例。另一优选实施例的特征在于，氧气借助于气体和/或液体转变，其中，所使用的气体或液体最好预热至温度0-300℃，其压力最好在0.5-5巴之间。为此特别适宜的是碳氢化合物。在至少有一个壁相对于浇铸空间移动的浇铸方法中，按照优选的实施例，上述移动壁中新进入浇铸空间的部分在进入之前要通过氧气的化学转变清除掉粘附在其上的氧气。连铸可以有利地按无锭轧制最好是双辊浇铸法进行，即无锭轧制对于本专利技术的方法也可只用一个铸辊，例如EP-B-0 040 072所述。当然，本专利技术的方法也可以应用在金属熔液在任意移动的冷却体上的浇铸，例如在按照DE-A-3602594的履带上的浇铸。有时具有刚性壁的结晶器也具有优点，例如不可能施加铸造粉末或太昂贵。如果可燃气体沿着浇铸空间的壁中的新进入浇铸空间中的壁部引入，则可获得本专利技术方法尤其好的效率，因为由此一定程度上清洁了新进入浇铸空间的壁部。另一优选实施例的特征在于，紧邻氧气化学转变的区域，在界定浇铸空间的壁上，对着上述壁吹入一种惰性气体，其层厚优选至少为0.5mm，最好至少为5mm，入流压力为大气压力的0.6-1.5倍，最好为0.95-1.05倍，其中，最好在可燃气体燃烧后，在清除了氧气的铸辊表面上施加一种惰性气体。本专利技术的装置可以阻止在连铸中氧气与金属熔液的接触，其中由壁界定的浇铸空间充满金属熔液，并从中经过浇铸空间的浇铸间隙排出铸坯，本专利技术装置的特征在于，在相邻壁之间的可能存在的间隙旁设置一气体或液体的输送管，用于通过上述间隙侵入的、和/或在壁上粘附的氧气的化学转变，其中最好在上述间隙的附近设置一燃烧器。连铸金属带材最好是钢带的装置，具有两个反方向旋转的、其轴线相互平行的铸辊和两个侧坝和一个设置在铸烧空间上方并向上封闭的保护罩以及一个密封装置。上述侧坝构成容纳熔融金属的浇铸空间；上述密封装置阻止空气沿着由保护罩和旋转的铸辊构成的间隙流入浇铸空间。在这一装置中，本专利技术的目的是这样实现的，即上述密封装置由一个在大气侧设置在旋转的铸辊和保护罩之间的间隙附近的燃烧器最好是气体燃烧器构成。上述燃烧器的一个有利的结构在于，该燃烧器由一个与铸辊表面间隔设置的、沿着铸辊轴线延伸的气体燃烧室组成，并具有一可燃气体的输送管和至少一个朝向铸辊表面的、最好是倾斜逆着铸辊运动方向指向铸辊表面的可燃气体的排出孔。可燃气体的排出孔既可以设计成缝隙形喷嘴也可设计成圆形喷嘴。对于完全燃烧空气中的氧气重要的是，在由保护罩和铸辊构成的间隙之前维持一连续的火焰前烽。为了有目的地控制燃烧，将可燃气体的排出孔通入向着铸辊表面敞开的火焰室是有优点的。这样可以附加地减少可燃气体的消耗量，因为通过火焰室和铸辊表面提供了一个很大程度上封闭的空间，空气只能通过火焰室的壁和铸辊表面之间的间隙才能流入上述空间。火焰室与空气输送管相连并具有一个气体分析仪用的接头，可以改善火焰室的作用。借助于空气输送管，可以根据由气体分析仪获得的烟气组成来有目的地控制上述燃烧。根据一个特别的实施例，在保护罩和燃烧器之间设置一惰性气体输送管。该输送管具有一个设计为喷嘴的排出孔，它朝向铸辊表面最好倾斜地逆着铸辊的运动方向指向铸辊表面。通过这一措施可以在铸辊附近对铸辊施加惰性气体层，从而显著地阻止了氧气或空气的流入。如果施加在铸辊上的惰性气体层有几个毫米厚并使用比空气重的惰性气体，则没有必要将保护罩直接连接在惰性气体输送管和燃烧器上。其它的特征和优点从下面的用于浇铸金属带材的装置和方法的几个实施例的说明中给出。附图说明图1表示具有本专利技术密封装置的双辊型浇铸设备的两种实施形式的横截面；图2表示具有火焰室的本专利技术燃烧器的图1的片断。如图1示意剖面图所示，双辊型浇铸设备具有两个传动的铸辊1、2，它们相互平行设置的辊轴3、4位于一个水平的平面内。两个沿箭头5、6方向相反旋转的铸辊1、2设有铸辊外壳用的未示出的内冷却，这一铸辊外壳构成铸辊表面7。在端侧足够靠近铸辊1、2处设置有侧坝8。由铸辊1、2和侧坝8构成浇铸空间9，从一个未示出的熔融金属容器或分配桶经过一个设有排出孔11的输送喷嘴10将熔融金属20供入浇铸空间9。浇铸空间9向上、相对于铸辊1、2和相对于侧坝用保护罩13限定，保护罩本文档来自技高网...

【技术保护点】
在连铸中用来阻止氧气与金属熔液（２０）接触的方法，其中，金属熔液流入一个由壁（１，２，１３）界定的浇铸空间中，并从该空间作为铸坯排出，其特征在于，经过壁（１，２，１３）之间可能的间隙（１８）流入的、和／或粘附在壁（１，２）上的氧气在形成对金属熔液（２０）无害的化合物的情况下进行化学转变。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G霍亨比希勒，S佩尔利瑟蒂，R卡波托斯蒂，R托内利，
申请(专利权)人：沃斯特阿尔派因工业设备制造有限公司，阿西埃特殊产品坦尼有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]