雙輥式連續澆鑄機的製作方法

2023-06-01 07:19:26 1

專利名稱：雙輥式連續澆鑄機的製作方法
技術領域：
本發明的所屬技術領域為金屬連續鑄造。
本發明涉及一種通過一對輥子間的間隙來生產一種金屬板材的雙輥式連續澆鑄機，在所說的輥子間隙上方形成一個熔融金屬的池子;更具體地說，它涉及一種結構改進的雙輥式連續澆鑄機，在所說的熔池上表面用一種氣體來加壓。
近年來，進行了對雙輥式連續澆鑄機的研究和開發工作，來將熔融金屬形成一個熔池提供到一對轉動著的輥子間的間隙上方，並用一種氣體壓力施加到熔池表面上以直接通過輥子間的間隙來連續生產一種金屬板材。
眾所周知，對於雙輥式連續澆鑄機，當導致處於壓力下的熔融金屬與一對被冷卻的輥子接觸時，在高速熱傳導的條件下，熔融金屬有可能被固化，由此可增進這樣澆鑄出來的金屬板材的質量和平整度，同時也可增加板材的厚度。
鑑於上述情況，如在日本專利申請公開號59137162(1984)中已提出來公布的，如圖4所示的一種連續澆鑄機，包括一個處在輥子(1)上方的加壓室，它的構成使它能整個容進了一個漏鬥(5)。
在上述連續澆鑄機中的構造中，加壓室(11)為了暫時儲存一下提供給輥子(1)間的間隙的熔融金屬而整個容進了漏鬥(5)，但這樣一來，使得它不可能由一個澆包(圖中未示出)來恰當提供熔融金屬到漏鬥中去。因此在壓力室(11)中需要裝進一個熔化爐(50)用來供給足夠的熔融金屬到漏鬥(5)中去，由是而使壓力室(11)變得大了。再者，漏鬥(5)處在壓力室(11)中，使得對它的維修變得困難。在此圖4中，件號(51)表示熔化爐(50)的熔融金屬出口，件號(52)表示用於開閉熔融金屬出口(51)的閥門。
因此本發明的目的是提供一種雙輥式連續澆鑄機，它能使壓力室變小，並能用澆包來恰如其份地供應熔融金屬到漏鬥中去，並使漏鬥易於維修。
為了達到上述目的，本發明提供了一種雙輥式連續澆鑄機，它包括一對輥子，沿著輥子的橫向設有側面圍堰，還包括一個漏鬥用來在輥子間的間隙上方通過一個澆道來供給熔融金屬以形成一個熔池，這樣來通過輥子間的間隙生產出一種金屬板材，其特徵在於，它還包括了一個在輥子和漏鬥間形成的壓力室用來在熔池的熔融金屬表面上施加氣體壓力。
在輥子和漏鬥之間設置了壓力室，使得有可能在熔池的熔融金屬表面上產生適當的壓力，並且有可能用澆包來提供適量的熔融金屬到漏鬥中去。
結果，在熔池中可以獲得一個穩定容量的熔融金屬，並使具有較好質量的金屬板材通過輥子間的間隙源源不斷生產出來。再者，由於漏鬥所處位置在壓力室外面，從而導致漏鬥的維修較易。
在此地，用一個提供穩定氣體壓力的壓力氣體源和壓力室連接起來，並且對漏鬥中的熔融金屬水平表面高度用探測裝置來加以測定，當發現熔融金屬表面被測得的水平高度低於預定值時，便可利用一個控制裝置來切斷從壓力氣體源提供的壓力氣體進入壓力室中，這樣就可能避免由於在壓力室中相對來說高的氣體壓力使得熔融金屬被迫倒流並被吹出到漏鬥以外的問題的發生。


圖1是本發明的雙輥式連續澆鑄機的一個實施例的剖面圖;
圖2是圖1中所示的在漏鬥中的流量控制閥的裝配情況的部分放大剖視圖;
圖3是圖1中所示構成壓力室的蓋子上的密封件的裝配情況的部分放大剖視圖;
圖4是現有的雙輥式連續澆鑄機的剖視圖。
本發明的一個實施例結合附圖加以說明如下。
如圖1所示的雙輥式連續澆鑄機，件號(1)是指互相平行和水平布置的一對輥子。為使輥子(1)之間的間隙S可以調整，輥子中的一個或兩者是這樣安裝的，使它們可以在輥子的徑向方向作出有選擇的移動。輥子(1)可按箭頭所示方向旋轉。在每個輥子(1)內部設有冷卻套。
側面圍堰(2)在輥子的軸向方向被安排與輥子(1)相接觸。為了儲存熔融金屬(3)的熔池(4)在輥子(1)間的間隙S上方形成。在輥子(1)間的間隙S的上面，還裝設了一個漏鬥(5)，用以提供一個穩定的可調節的熔融金屬流，這樣來形成一個合適的熔池(4)。漏鬥(5)的頂部是敞開的，但它的底部有一個穿孔形成一個用於熔融金屬自然流出的出口(6)。
漏鬥(5)是由澆包(7)來提供熔融金屬(3)的。在漏鬥(5)的下面配置了一個澆道(8)用於引導從漏鬥(5)流出的熔融金屬進入到熔池(4)中去。澆道(8)設有若干個用於熔融金屬(3)的通道(9)。澆道(8)的下端部分浸入熔池(4)中用來防止熔融金屬(3)的濺起以及減小熔池中熔融金屬表面面積A，由此也可排除掉熔融金屬在其表面上的固化。
漏鬥(5)的每個出口(6)處設有如圖2所示的可拆卸的注口(10)。注口(10)的形狀取決於設定的熔融金屬的流量。在每個注口(10)的上面形成了一個下部熔融金屬儲存器，它有一個小的橫斷面，以及一個其液柱的壓力頭H相等於壓力室(11)中的壓力的深度(這在下面還要說明)。在下部熔融金屬儲存器(12)上面構成了一個上部熔融金屬儲存器(13)，後者的橫斷面大於前者。上部熔融金屬儲存器(13)中的熔融金屬(3)產生的壓力頭△H促使熔融金屬(3)排出注口(10)。壓力頭△H的高度是這樣來安排的，以使它能使熔融金屬在一個基本上是穩定的流量下通過注口(10)流出去，這裡要計及通過注口(10)時的壓力損失。
在壓力室(11)中的壓力假設為△P，而通過注口(10)的熔融金屬的流量為Q，則壓力頭H和△H可從下面的公式中求出H＝C1×△P/ρ△H＝(Q/C2×a)/2g其中ρ熔融金屬的密度C1比例常數
C2注口的流量係數a注口的橫斷面積g重力加速度在漏鬥(5)和輥子(1)之間，設置了一個壓力室用於施加一個氣體壓力到熔池(4)的熔融金屬表面A上去。壓力室(11)是由蓋子(14)構成的，這個蓋子(14)是從漏鬥(5)的下端部伸展出來一直到達輥子(1)的相應的上表面以及圍堰(2)的上面部分。蓋子(14)的下端部分與圍堰(2)氣密連接。蓋子(14)的這個部分和輥子(1)的上表面接觸處裝配有為了封住氣體的壓力而設的密封件(15)，如圖3所示。密封件(15)通過一個支架(16)裝設在蓋子(14)的下端部分並能垂直移動，在此部件中裝有一個彈簧(17)用來把密封件(15)抵緊在輥子(1)的表面上。密封件(15)可由氟樹脂材料製成。
從一個壓力氣體源(18)通過管道(19)在壓力室(11)中提供一個固定的氣體壓力。這種加壓氣體可以是惰性氣體，例如氮氣。
在漏鬥(5)上面，設置了一個電視攝像機(20)用來探測在漏鬥(5)中熔融金屬的水平表面高度B。電視攝像機(20)和控制裝置(21)相連接，當發現熔融金屬的水平表面高度降至低於預定值時，例如，小於壓力頭H+α，則控制裝置可用來切斷來自壓力氣體源(18)對壓力氣體的供應。控制裝置(21)包括一個控制器(22)和一個裝在管道(19)中的電磁選擇閥(23)。控制器(22)從電視攝像機(20)接收一個輸出信號，將探測值和預定值相比較，並把選擇閥(23)控制在一定狀態下，當探測值不小於預定值時，使閥(23)處於X位置;而當探測值小於預定值時，則要將閥(23)從X位置變到Y位置。
探測裝置可以是超聲波傳感器，或者一種直觀法可能在某些情況下也是可滿足的。還有，選擇閥(23)可以被一個壓力控制閥所代替。
現在再來談一下本實施例的操作過程。
當熔融金屬(3)由澆包(7)澆進漏鬥(5)時，壓力頭△H使得熔融金屬(3)在一個基本上是穩定的流量下通過注口(10)被排出來，然後通過在澆道(8)中的通道(9)進到輥子(1)中間的間隙S的正上方。結果是，在輥子(1)間的間隙上方形成了熔池(4)，而熔融金屬(3)由於輥子(1)的旋轉動作被擠壓出來，同時由於它和輥子(1)的接觸而被固化起來，從而金屬板材(24)被源源不斷地生產出來了。
在澆鑄期間，從壓力氣體源(18)提供固定的氣體壓力到壓力室(11)，從而把一個穩定的壓力施加到熔池(4)的熔融金屬表面A上去。所以，這就有可能在一個高速熱傳導的條件下來固化熔融金屬，從而增進了這樣澆鑄的金屬板材(24)的質量和平整度。特別是，把壓力室(11)設置在輥子(1)和漏鬥(5)之間，這就有可能用一個澆包(7)來適量地和連續地澆注熔融金屬進入漏鬥(5)中去。此外，因為漏鬥(5)處在壓力室(11)的外面，對它的維修較易。
此外，因為澆道(8)被設置在壓力室(11)中，構成了漏鬥(5)的繼續，這樣就不需要在漏鬥(5)和澆道(8)之間進行密封。這意味著在漏鬥(5)和澆道(8)之間的這一間隙不會產生任何問題。
另一方面，在漏鬥(5)中的熔融金屬水平表面高度被電視攝像機(20)探測出來，當測得值不小於預定值，加壓氣體從壓力氣體源(18)供應到壓力室(11)內;當測得值小於預定點，控制器(22)則把選擇閥(23)從X位置轉換到Y位置;由此，供應到壓力室(11)的加壓氣體就被切斷了，壓力室並被與大氣相通。這就使有可能防止這樣一種問題，即熔融金屬(3)由於壓力室(11)中的氣體壓力而被迫倒流並被吹出漏鬥以外，例如當處在澆鑄過程開始階段，從澆包(7)中剛開始澆注熔融金屬進入到漏鬥(5)中去時，或者當處在澆鑄過程的結束階段，在漏鬥(5)中的熔融金屬的量已在逐漸減小時。
因為漏鬥(5)的內部構成包括了下部熔融金屬儲存器(12)和上部熔融金屬儲存器(13)，前者有一個小的橫斷面，後者有一個較前者較大的橫斷面，這就使得下部熔融金屬儲存器(12)只要較少的熔融金屬量，就有可能輕易獲得壓力頭H，同樣也有了可能，使得上部熔融金屬儲存器(13)隨著熔融金屬量的變化，在它的熔融金屬表面的水平高度B發生的變化較小。也就是說，使得有可能來減少熔融金屬量變化的影響，這個熔融金屬是從澆包(7)澆注到漏鬥(5)中時，它的表面處於高度B上。
同時，若干個通道(9)沿著輥子(1)的軸向方向以適當間隔來打孔。所以，澆道(8)可以有一個複雜的形狀。特別是，當每個通道(9)的直徑被設計得較小，則澆道(8)可能難於構成，並可能造成在澆鑄過程中的堵塞問題或其他類似情況。但是，因為在漏鬥(5)的每個排出口(6)處設置了可拆卸的注口(10)，這就有可能來設計一個較大的通道(9)，從而保證了通道(9)的易於構成，並使每個通道(9)相對於每個注口(10)的位置易於安排。
即使供給到壓力室(11)的加壓氣體的壓力是穩定的，生產出來的金屬板材(24)的厚度也可能隨著熔池(4)中的熔融金屬表面A的水平高度的變化而變化著。為了克服這個問題，熔池(4)的熔融金屬表面A的水平高度可以由控制輥子1的旋轉速度或者由調整漏鬥(5)中的上部熔融金屬儲存器(13)的壓力頭△H來加以調節，從而有可能使得金屬板材(24)的厚度保持穩定。
權利要求
1.一種用於從熔融金屬製造金屬板材的雙輥式連續澆鑄機，其特徵在於，包括了，一對輥子相互間由一個預定的間隙來間隔；在每個輥子上沿著它的橫向配置著側面圍堰；一個漏鬥用來儲存熔融金屬和澆注熔融金屬到輥子之間的間隙中去，這樣就在輥子間的間隙上方形成了一個熔池，並通過輥子間的間隙來製造金屬板材；以及一個在輥子和漏鬥間形成的壓力室用於在所說的熔池的熔融金屬的表面施加氣體壓力。
2.根據權利要求1的雙輥式連續澆鑄機，其特徵是，還包括了配置在輥子上方和漏鬥下方的澆道，用來引導熔融金屬從漏鬥通向輥子間的間隙。
3.根據權利要求2的雙輥式連續澆鑄機，其特徵是，澆道的下端部浸入所說的熔池中。
4.根據權利要求1的雙輥式連續澆鑄機，其特徵是，壓力室是由從漏鬥下端部伸展出來一直到達輥子的上表面以及圍堰的上面部分的一個蓋子構成的。
5.根據權利要求2的雙輥式連續澆鑄機，其特徵是，壓力室是由從漏鬥下端部伸展出來一直到達輥子的上表面以及圍堰的上面部分的一個蓋子構成的。
6.根據權利要求4的雙輥式連續澆鑄機，其特徵是，所說的蓋子配置了密封件抵緊在輥子的表面上以封住氣體的壓力。
7.根據權利要求5的雙輥式連續澆鑄機，其特徵是，所說的蓋子配置了密封件抵緊在輥子的表面上以封住氣體的壓力。
8.一種用於從熔融金屬製造金屬板材的雙輥式連續澆鑄機，其特徵在於，包括了一對輥子相互間由一個預定的間隙來間隔;在每個輥子上沿著它的橫向配置著側面圍堰;一個漏鬥用來儲存熔融金屬和澆注熔融金屬到輥子之間的間隙中去，這樣就在輥子間的間隙上方形成了一個熔池，並通過輥子間的間隙來製造金屬板材;一個澆道配置在輥子的上方和漏鬥的下方，用來引導熔融金屬從漏鬥通向輥子間的間隙;一個壓力室配置在輥子和漏鬥之間為了對熔池中的熔融金屬表面用氣體來施加壓力;一個壓力氣體源用來提供一個基本上是穩定的氣體壓力到壓力室中去;探測漏鬥中熔融金屬水平表面高度的裝置;以及控制裝置，當探測裝置探測到熔融金屬表面的水平高度低於一個預定值時，用來切斷從壓力氣體源供應的壓力氣體到壓力室中去。
9.根據權利要求8的雙輥式連續澆鑄機，其特徵是，在所說的漏鬥底部配置了可拆卸的注口用來以一個預定的流量來排出熔融金屬，還在注口上方配置了一個下部熔融金屬儲存器和在其上面又配置了一個上部熔融金屬儲存器，前者有一個小的橫斷面和一個相當於壓力室中壓力的壓力頭，後者有一個較之前者大得多的橫斷面。
10.根據權利要求8的雙輥式連續澆鑄機，其特徵是，所說的探測裝置包括一種電視攝像機。
11.根據權利要求8的雙輥式連續澆鑄機，其特徵是，所說的控制裝置包括了一個選擇閥配置在壓力室和壓力氣體源之間的連接管道中;以及一個控制器，當熔融金屬的水平表面高度被探測裝置探測到的數值低於一個預定值時用來切斷所說的選擇閥。
全文摘要
一種從澆包中澆注熔融金屬來製造金屬板材的雙輥式連續澆鑄機，包括一對間隔的輥子，在其側向配置了圍堰，一個漏鬥用來儲存熔融金屬和通過澆道來澆注，澆道被配置在輥子之上和漏鬥之下來在輥子間的間隙上方造成一個熔池，由此來通過輥子間的間隙製造金屬板材，一個壓力室在輥子和漏鬥之間構成用來對熔池的表面施加氣體壓力。這樣的裝置可讓澆包易於將熔融金屬澆注到漏鬥中去並保證漏鬥易於維修。
文檔編號B22D11/106GK1039745SQ89104740
公開日1990年2月21日 申請日期1989年7月24日 優先權日1988年7月26日
發明者深久彥, 松井邦雄, 野村昭博, 平田淳 申請人:石川島播磨重工業株式會社