用于浇注金属带的方法与设备及其所用的喷注器技术

一种用于连续浇注金属带的方法与设备，其中在分型剂层和其中含有的固体碎屑与金属接触后，将其完全从旋转带的浇注表面上去除，然后且在与熔融金属重新接触之前，将一层新的液体分型剂施加到浇注表面上。使用过的分型剂的去除和新的分型剂的施加有助于防止金属铸带产品上的表面瑕疵和缺陷的形成。这样的瑕疵与缺陷也可通过使用带有一个柔性喷嘴的喷注器来尽可能减少，该喷注器用于将熔融金属喷到浇注表面上并且优选地采用一个或多个垫层以在喷嘴与浇注表面本身之间形成一个间隙。该垫层优选地是一个由定向的多股金属丝网，以尽可能减少对施加在浇注表面上的新的分型剂层的破坏。通过避免对新的液体分型剂的破坏，铸件的表面缺陷被尽可能减少。本发明专利技术还涉及具有柔性喷嘴并且可选择地设有垫层元件的熔融金属喷注器。（*该技术在2015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用于连续浇注金属带的方法与设备。更具体而言，本专利技术涉及以热传导的带、辊、轮或者履带蹄块的形式利用一个或多个移动表面进行例如铝(包括铝合金)、铜、钢或其它金属的金属连铸，具体地是由包括一对柔性的热传导带或者带状物，例如双带式铸机中的金属带而进行的。
技术介绍
虽然金属带的连铸已经发展了许多年，并且取得了一些改进(例如在Sivilotti的美国专利4,061,177中的双带浇注设备中，对导向、稳定性和冷却方面的改进)，但是对于以经济的价格获得高表面质量的金属成品这一方面仍存在困难。一个特殊的问题是由于在浇注工艺中遇到的几个因素使铸型制品的表面质量被轻易地降低了。例如，通常在浇注表面上施加一分型层以使冷却后的产品从浇注表面脱离。但是，如果分型层施加得不均匀，铸型制品表面的不同区域可能会出现不同的状况。此外，在与熔融金属接触后，浇注表面可能受到来自金属和分型剂的碎屑的沾污，这些材料的出现可能会影响铸件的质量。表面问题也可由施加在移动的浇注表面上的熔融金属带来。金属的施加通常借助于一个延伸超过浇注表面工作宽度的喷注器来实现，但是如果将喷注器与移动的浇注表面隔开一个准确的微小距离，那么将会带来问题。可是，不与移动的浇注表面接触而保持这样一个距离的方法是很不精确的，并且也是不够可靠的(由于会导致例如金属钻出(flashback)的机械和热变形)，而且使用与移动的浇注表面接触的方法通常会损伤施加到浇注表面上的分型剂层或者由于带的热传递而引起喷注器中的金属过早的凝固。因此，需要对这样的铸造方法和设备进行改进以克服铸件的缺陷和操作上的不可靠性。专利技术内容本专利技术的一个目的是提高由连铸方法、特别是带浇注方法生产的金属带产品的质量。本专利技术的另一个目的是在不对铸件造成损伤的前提下使一种浇注金属所用的喷注器的出口与浇注表面保持一个精确而又均匀的距离。本专利技术的另一个目的是提供一种浇注金属带的改进设备，特别是用于浇注金属带的带式设备。本专利技术的又一个目的是提供一种在生产浇注金属带的设备中作用的改进的喷注器。本专利技术的还一个目的是解决在金属带的连续浇注过程中所遇到的问题。按照本专利技术的一个方面，提供了一个连续浇注金属带的方法，该方法包括将熔融金属连续注入至少具有一个浇注表面的结晶器中，该浇注表面连续重复循环地通过结晶器，并且在金属冷却后将凝固的金属带从结晶器中移出。在结晶器中的熔融金属与浇注表面接触之前，将一个分型剂层均匀连续地施加到至少一个浇注表面上。浇注表面从结晶器中出现之后而又在与结晶器中的熔融金属进一步接触之前，并且在将新的分型剂施加到浇注表面之前，所有的分型剂以及包含在分型剂中的任何碎屑可被连续地从该至少一个浇注表面上去除。将熔融金属连续注入结晶器的设备优选地利用一个包括熔融金属出口的柔性喷嘴。这个喷嘴与经过该喷嘴的浇注表面的形状相符合。该柔性喷嘴可直接压靠在浇注表面的分型层上或者通过至少一个垫层压靠在该浇注表面上，该垫层与浇注表面保持一个预定的间隙，从而避免了由于在浇注表面上分型剂层的损伤而破坏金属带的表面质量。本专利技术还涉及了用于完成上述方法的设备。该方法与设备可应用在包括液体、粉末以及(液体和粉末的)混合物的各种分型层，但尤其是应用在液体分型层。由于较低的温度可有效的使用液体，因此对于各种不同的带式浇注方法和设备，液体分型层使用最为频繁。本专利技术的另一方面，提供了一种连续浇注金属带的方法，该方法包括形成一个具有至少一个浇注表面的结晶器，该浇注表面连续重复循环地通过结晶器，连续地将熔融金属注入结晶器以及在结晶器内的金属凝固后将凝固的金属带从结晶器中移出，其中利用一个具有柔性喷嘴的喷注器将金属注入结晶器内，该柔性喷嘴包括一个熔融金属的出口，并且该喷嘴与浇注表面的形状相符合。本专利技术还涉及一种用于完成上述方法的设备。本专利技术的方法与设备可用于各种连续浇注金属带的浇注方法，包括单辊或双辊式铸机、块式或履带式铸机、轮式铸机、轮-带式铸机(例如Secim铸机)以及双带式铸机，本专利技术的方法与设备特别适用于其中至少一个浇注表面是由移动带所形成的铸机，尤其适用于使用比较光滑的钢或铜带的双带式铸机。用于移动带式铸机中的带必须保持相对较低的温度以防止其表面产生的热变形，并因而在带与熔融金属之间产生显著的温度梯度。因此对于这样的铸机，关于喷注器喷嘴的热量控制问题最为关键，本专利技术的喷注器中的可控制的接触和所达到的间隙特别具有优越性。本专利技术的又一方面，还提供了一种用于具有至少一个移动的浇注表面的连铸设备上的熔融金属喷注器，其中利用该喷注器将熔融金属注入到所述浇注表面上，该喷注器包括一对隔开的耐火元件和一对侧边元件，其具有内表面以与上游金属入口部分形成一个喷注器通道以及一个包含下游金属出口的喷嘴，其中的耐火元件是柔性的以便于在使用时该喷嘴可与移动的浇注表面的表面形状相符合。柔性喷嘴可以与浇注表面直接接触，或者利用垫层与浇注表面隔离。在这两种情况下，无论有或者没有分型层都可使用喷嘴。一个特定实施例提供了一种可适用于许多金属或合金的方法，在该实施例中采用了与双带式铸造设备的浇注表面上的分型层直接接触的柔性喷嘴。可是，对于具有高表面要求的金属产品，应优选地采用与分型层隔离开的柔性喷嘴。虽然本专利技术的方法与设备没有对任何特殊金属进行限制，但是它们特别适用于例如铝和铝合金的具有相对较低熔点的金属的浇注，并且特别适用于那些易于产生表面缺陷和损伤的“长凝固范围”的合金的浇注。附图简述附图说明图1是表示按照本专利技术的一个方面的带式浇注设备的一个局部截面简图，该图示出了分型层去除装置；图2是用于将新的分型剂层施加到浇注设备的浇注表面上的一个设备的平面简图；图3是图2所示设备的一个纵向剖面简图；图4是本专利技术另一方面的一个金属喷注器的透视图；图5A是图4的喷注器部分的一个局部纵向剖面图；图5B是图5A中虚线VB所包围部分的放大视图；图6是图4的喷注器的一个局部放大透视图；图7是与图4的喷注器一起使用的一种网状垫层的横截面图；图8是一个浇注表面的平面图，示出图7所示的那种网状垫层的接触点。实施本专利技术的最佳模式本专利技术主要但决不仅仅涉及双带式铸机，例如在Sivilotti的美国专利4,061,177中所示的那种。下面所公开的内容涉及这种双带式铸机以说明本专利技术的方法与设备。在本专利技术的一个优选实施例中，采用一种液体分型剂，该分型剂通常由一种矿物油或一种合成物与植物油的混合物组成，在将熔融金属利用金属浇注器浇注到铸带的浇注表面上之前，将该分型剂涂覆到该浇注表面上。当该分型剂与熔融金属接触时，该分型剂产生气体，该气体可减少凝固金属粘附到带上的倾向并且也为浇注表面提供一个绝热措施。一种例如石墨或滑石粉的固体颗粒层或者在一种液体中的颗粒混合物通常用于这种用途，但是在本专利技术中优选地使用一种液体以避免分型剂材料对金属制品的表面沾污。为了避免在分型剂与熔融金属接触过程中由该分型剂中的不可避免的碎屑而引起的问题，按照本专利技术的一个方面，在金属制品从浇注表面分离后并且在涂覆新的分型剂层和注入另外的熔融金属之前，将该分型剂完全从铸带的浇注表面去除。利用附图1中所示的这种设备可实现上述目的。在该图中示出了位于双带式浇注设备10的一端的上带11的一部分。该带的表面11A沿箭头A的方向朝向一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续浇注金属带的方法，包括下列步骤：将一个分型剂层施加到结晶器的浇注表面上，该浇注表面重复循环地通过结晶器，将熔融金属连续地注入与浇注表面接触的结晶器中，并且当结晶器内的金属凝固后，将凝固的金属带从结晶器中移出，其特征在于，当浇注表面从结晶器中出现时，所有的分型剂以及该分型剂中所包含的任何碎屑被连续地从所述的浇注表面上去除；并且在浇注表面再次进入结晶器之前将一层新的分型剂施加到浇注表面上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J祖尔策，OG西韦罗提，RR德斯罗西亚斯，
申请(专利权)人：艾尔坎国际有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]