在放热性还原火焰气氛中连铸带材的装置和方法制造方法及图纸

铸造金属带材用的装置和方法包括一个运动的激冷体，在其上有一个淬火表面．一个喷嘴机构把熔融金属的液流沉积到淬火表面的淬火区上，使形成带材，以及一个供应气体的机构提供初始气体混合物，其基本上是由一氧化碳和氧气组成．点火机构把初始气体混合物点燃，以产生一放热反应，其在大体上靠近烧耗区和淬火区的上游提供一种低密度的还原气氛．一个控制机构控制初始气体混合物，在烧耗区上产生调整的还原火焰气氛，烧耗区上调整的还原火焰气氛具有实质上包括非游离氧燃烧过的气体成分．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
1.专利技术的领域专利技术涉及直接从熔化金属铸造金属带材，而更详细的是涉及在火焰气氛中金属的快速凝固，直接从熔体形成实质上连续的金属带材。2.现有技术的指述批准给M.Narasimhan的美国专利4，142，571号揭示了将熔融金属的熔流快速淬火，使形成连续的金属带材的常规装置和方法。金属能够在惰性气体或部份真空中铸造。批准给J.BedeⅡ的美国专利3，862，658号和批准给C.CarIson的美国专利4，202，404号揭示了为延长铸造金属丝同淬火面接触所使用的柔性(挠性)带。铸造很光滑的带材用常规的设备是有困难的，因为在淬火期间淬火面和熔融金属之间夹带许多气窝，这就形成气窝缺陷。这些缺陷，与其它因素一起使淬火面及其反面，即铸造带的自由面产生相当大的粗糙度。有时，这种表面缺陷贯穿(穿过)带材，因而形成孔眼。批准给R.Ray等人的美国专利4，154，283号揭示了对金属带材采用真空铸造以减少气窝缺陷的形成。Ray等人阐述的真空铸造系统需要专门的真空室和真空泵，使产生一低压的铸造气氛。另外，它需要辅助装置连续输送在真空室外铸造带材。进一步说，在这样的一种真空铸造系统中，带材趋于过分地与淬火表面结合，而不是如环境气氛中铸造时常发生的分离情况。批准给H.Suzuki等人的美国专利4，301，855号揭示了一种用作铸造金属带的装置，其中熔融金属从一个被加热的喷嘴倾注到回转轧辊的外部圆周表面上。一个罩子围住(密闭)喷嘴的轧辊上游表面，使提供一个室，该室的气体用真空泵抽空。罩中的加热器通过喷嘴加热轧辊上游表面，以从轧辊表面除去湿液滴和气体。真空室降低轧辊表面附近的气体运动层密度，因此降低铸造带的气孔凹坑的形成。加热器帮助从轧辊表面驱除湿气和粘附的气体使进一步减少气孔凹坑的形成。Suzuki等人揭示的装置，在直到那个表面已退出真空室，才把熔融金属倾注到铸造表面。采用这种工艺过程，可以避免从真空室移去快速推进的窄带材所有关的复杂问题。由于这窄带材实际上是在周围大气中铸造的，因此这也抵消了对窄带材质量的任何潜在的改进。批准给Mobley等人的美国专利3，861，450号揭示了制造金属丝的方法和装置。一个圆盘状的排热部件使其边缘表面注入熔池中旋转，而把非氧化气体引入在运动表面转入熔体的临界过程区。这种非氧化气体可以是一种还原气体，还原气体的燃烧在临界过程区产生还原产物或者非氧化燃烧产物。在实际的具体装置中，由碳或石墨组成的罩围住圆盘部份，並且使这罩与邻接的氧气作用产生非氧化的一氧化碳气体，然后该气体会围绕在圆盘周围和进入熔体区。非氧化气体的引入，正如Mobley等人阐述的，是用非氧化气体破坏和代替氧化气体的附着层。对非氧化气体的控制引入，提供了一个阻挡层，以防止熔体表面上固体物质细粒在临界过程区集中，因为在那里旋转圆盘可能把夹杂物拖入熔体，到达初始细丝的凝固的点。最后，通过减少附着和促进自然释放，从临界区排除氧化气体和浮游杂质增加旋转圆盘的细丝释放点的稳定性。但是Mobley等人仅论述在圆盘表面和熔体中的氧化问题。Mobley等人阐述的非氧化气体的流动气流仍是通过旋转圆盘的粘滞阻力拖进到熔池，会使熔体从圆盘边缘上分离，以达到时刻干扰细丝的形成。Mobley等人提出方法的优点是非氧化气体将减少熔池内细丝形成的实际点处的氧化。这样，Mobley等人没有能使气体夹带物减至最小限度，並使夹带物与熔体分离和隔开。批准给H.Liebermann的美国专利4，282，921号和美国专利4，262，734号揭示了应用同轴气体射流的装置和方法，为减少快速淬火的非晶带材的边缘缺陷。批准给H.Liebermann的美国专利4，177，856号和美国专利4，144，926号指示了控制雷诺数参量，减少快速淬火的非晶带材的边缘缺陷。气体密度象雷诺数通过利用真空和通过应用较低分子重量的气体得到调节。但是，常规的方法已经不能充分地减少由于气窝夹带所引起的铸造金属带材的表面缺陷。真空铸造的方法虽已取得某些成功，但是使用真空铸造时，铸造带材与淬火表面过分地结合和难于从真空室中把铸造带材移去已造成较低的产量和生产成本增加。结果，常规的方法已不能提供一种商业上可接受的加工过程，这种加工过程它能有效地生产具有一致的质量和均匀横截(断)面的平滑带材。专利技术的简介本专利技术提供一种有效地铸造平滑金属带材和从根本上防止气孔缺陷的形成的装置和方法。一般地说，专利技术的装置包括一个可运动的激冷体，其上有一淬火表面。一个喷嘴机构把熔融金属的液流沉积到淬火表面的淬火区，使形成带材，以及一个气体供给机构提供初始气体混合物，其实际上是由一氧化碳和氧气组成。点火机构把初始气体混合物点燃，使产生放热反应，应反应在位置基本接近于烧耗区和淬火区的上游提供低密度的还原火焰气氛。控制机构控制初始气体混合物，使在烧耗区产生一种调整过的还原火焰气氛，在那里还原火焰具有实质上含有非游离氧的被燃的气体成份。与专利技术相一致的，还提供铸造连续金属带材的方法。一个激冷体有一个淬火表面，在所选择的速率下运动，而且把熔融金属的激流沉积到淬火表面的淬火区域，使形成带材。供给和点燃由一氧化碳和氧气组成的初始气体混合物，使产生放热反应，其在位置基本上接近于的烧耗区和淬火区的上游提供低密度的还原火焰气氛。控制初始气体混合物，使产生一种调节的还原火焰气氛，该气氛实质上在烧耗区无自由氧。在带材的淬火期间，本专利技术的方法和装置有利地使被淬火表面的气窝的形成和夹带减至最小。其结果，专利技术将避免用复杂的真空铸造装置的必要，可在周围大气中实施。烧耗区的还原气体的放热反应意外地提供更好和更均匀熔融金属的冷却和淬火。由放热作用的气体引起的热效应提供了低密度还原气氛，该气氛将抑制由于熔融金属和淬火表面之间接触减少而造成的气窝的形成。换句话说，更均匀淬火提高铸带的物理性能。特别，在带材的被淬火表面一面上的表面缺陷的减少，增加了材料的堆积因素和降低会引起过早机械断裂的局部应力集中。也可以通过本专利技术的方法和装置提高铸带自由表面一面的平滑度(即不与激冷体的淬火表面接触的一面)。这种平滑度的提高，更进一步增加材料的堆积因数。在非晶体金属带材生产中，通过低密度还原气氛得到更均匀淬火，提供更一致和更均匀形成的非晶状态。在制造由磁性材料组成的带材方面，使带材表面不连续性的数量和尺寸减少，从而将改善带材的磁性性能。由于在表面夹带气孔(气窝)的缺陷减少，穿过带材的气孔就很少。实质上，很薄的带材(厚度小于15微米左右)已经生产。这些很薄的带材在各种应用场合有着高度的好评。例如在诸如电感器、电抗器和高频电磁装置的磁性装置中，薄的磁性材料从根本上减少功率损耗。在硬钎焊中，较薄的钎焊丝(箔)的利用从根本上改善了硬焊结合的强度。此外，诱入气孔的减少显著地增加熔融金属和淬火表面之间的热传导接触。金属快速凝固也可生产较厚的带材。这样的带材是很需要的，因为更容易用它代替现在商业应用中常用的材料。使人意外，这些厚的带材可以通过单一淬火工序的快速凝固进行生产，其成本低、时间短。因此，本专利技术有效地使接触淬火表面的带材表面上的气窝缺陷减至最小限度，並使生产的带材具有平滑光洁的表面和均匀的物理性能。同真空铸造所联系的复杂的装置和工艺程序是淘汰的。本专利技术有效地直接从熔体，以较高的产量和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造金属带材的装置，包括：ａ、一个可转动的激冷体，在其上有一个淬火表面；ｂ、熔融金属的液流沉积在所说的淬火表面上，形成所说的金属带材而用的喷嘴机构；ｃ、提供初始气体混合所用的气体供应机构，其气体混合物基本上由一氧化碳和氧气组 成；ｄ、点燃所说的初始气体混合物用的点火装置，使产生放热反应在大体上靠近烧耗区和所说淬火区的上游提供低密度还原火焰气氛；ｅ、控制所说的初始气体混合物，使在沉积区产生一种调整的还原火焰气氛用的控制机构，所说的调整的还原火焰气氛具有实质 上包括非自由氧的被燃烧的气体成分。

【技术特征摘要】
US 1984-10-17 US 661.6421.一种铸造金属带材的装置，包括a、一个可转动的激冷体，在其上有一个淬火表面；b、熔融金属的液流沉积在所说的淬火表面上，形成所说的金属带材而用的喷嘴机构；c、提供初始气体混合所用的气体供应机构，其气体混合物基本上由一氧化碳和氧气组成；d、点燃所说的初始气体混合物用的点火装置，使产生放热反应在大体上靠近烧耗区和所说淬火区的上游提供低密度还原火焰气氛；e、控制所说的初始气体混合物，使在沉积区产生一种调整的还原火焰气氛用的控制机构，所说的调整的还原火焰气氛具有实质上包括非自由氧的被燃烧的气体成分。2.如权项1所述的装置，其所说的控制的初始气体混合物含有一氧化碳的体积百分数至少为其中含氧的体积百分数的四倍左右。3.如权项1所述的装置，其所说的初始气体混合物基本上由一氧化碳、氧气和惰性稀释气体组成。4.如权项3所述的装置，其所说的惰性稀释气体是由氦组成。5.如权项3所述的装置，其所说的得到控制的初始气体混合物含有一氧化碳的体积百分数，至少是其中氧的体积百分数的2.5倍左右。6.如权项3所述的装置，其所说的控制机构提供初始气体混...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍华德霍斯德莱伯曼，
申请(专利权)人：联合公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]