用於帶式鑄造的熔體交付系統的製作方法

2023-04-24 17:51:26

專利名稱：用於帶式鑄造的熔體交付系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於熔融的金屬的水平的帶式鑄造(Bandgiefien)的熔體交付系 統(Schmelzenaufgabesystem),其帶有出口元件(Auslaufelement)、尤其帶有用於熔融的 金屬的自由的溢出的鑄造噴嘴，後面以「噴嘴」來稱呼。
背景技術：
例如在鋼的情況下使用還被稱為薄帶鋼連鑄(Direct Strip Casting)和BCT (帶 式鑄造技術)的金屬的水平的帶式鑄造一例如利用結合離線軋制或者聯機軋制的接近最 終尺寸的鑄造。變形或者軋制步驟在此不僅具有減少厚度的目的而且具有重新形成結晶結 構的目的，即再結晶。這涉及一種帶有針對生產用於鋼合金的熱軋寬帶材(Warmbreitband) 的方法。
在帶式鑄造時將液態的鋼通過帶有相應構造的噴嘴的供給系統交付到循環的、用 水從下面冷卻的輸送帶上。在水平的帶式鑄造時熔體添加通過熔體交付容器或者熔體交付 系統來實現。在此，在熔體通過陶瓷的構件(例如帶有自由的溢出口的噴嘴)到達到輸送帶 上之前，熔體流過注入區域以及緊接著流過出口區域。輸送帶通過兩個導棍(Umlenkrolle) 來驅動和引導。施加到輸送帶上的熔體仍然在初級冷卻的區域中完全固化。在固化之後帶 進入軋制機架中以用於聯機軋制。在聯機軋制和進一步的冷卻過程之後將帶卷繞起來。從 文件DE 198 52 275 Al中已知這樣的用於帶式鑄造的鑄造方法。
已知要預熱熔體交付系統以防止正在固化(erstarrend)的金屬在出口元件(噴 嘴)處凝固(anfrieren)。然而在該技術中不能阻止出口元件在預熱過程結束之後不再足 夠地熱並且出現待鑄造的金屬的凝固。這導致不均勻的熔體流和在鑄造帶輪廓中以及在鑄 造產品的表面處的缺陷。同樣在鑄造期間凝固物的脫落也導致在流動和表面質量方面的不 穩定的狀態。在熔體交付系統中的金屬交付的區域中的很長的預熱時間(即直到熔體進入 之前不久的時間點)由於同樣在金屬交付的區域中通過惰性氣體而進行的熔體的惰性化 (Inertisierung)而不能實現。發明內容
本發明的目的在於避免現有技術的缺點並且尤其防止正在固化的金屬在從出口 元件(噴嘴)排出時凝固。
根據本發明該目的對於開頭所述的類型的熔體交付系統由此來解決，即在出口元 件的區域中布置有至少一個加熱裝置以用於加熱出口元件。
根據本發明設置成主動加熱出口元件也就是說尤其主動加熱噴嘴。同樣還可加熱 接近噴嘴的區域。
從從屬權利要求中得出本發明的有利的改進方案。
本發明的一種實施方式特別合適，根據該實施方式出口元件本身裝備有加熱裝置 或者加熱裝置布置成鄰近出口元件。
優選地，出口元件至少部分地由耐火的陶瓷來構造。
以有利的方式將加熱裝置構造為氣體加熱器和/或構造為電加熱器。
有利地還可設置成，加熱器布置或者集成在出口元件確切地說噴嘴的底部中、側 壁中、堰狀部(Wehr)、壩狀部(Damm)、溢出口中和/或罩蓋中。
優選地，加熱裝置-尤其呈加熱棒的形式-布置在底部和/或罩蓋中的凹口或者 凹槽中。
在另一有利的設計方案中，加熱裝置由陶瓷的構件圍繞。該陶瓷的構件可使用不 同的幾何結構。
有利地,將加熱棒構造為碳化物加熱棒、尤其構造為碳化鋰加熱棒或者構造為碳 化娃加熱棒。
如果加熱裝置包括至少一個多孔燃燒器，那麼可設置可在寬廣的範圍上無極且快 速調節的加熱器。該多孔燃燒器可利用液態的加熱介質(但優選利用氣體)來運行。在此 在同時供給空氣和可燃燒的流體時在陶瓷泡沫中產生燃燒反應。多孔燃燒器因此可大範圍 地完全或者部分地填充噴嘴下部件和/或噴嘴上部件。由於可利用多孔燃燒器實現的高的 面功率密度，該多孔燃燒器可作為緊湊的燃燒器單元來運行。可無極調節的燃燒器功率允 許精細配量地提供相應在過程中所需要的燃燒器熱量，以便噴嘴表面匹配在相應的熔化過 程中所需要的熔體參數。
在另一實施形式中，有利地使用了感應的加熱器件，例如WS 「感應器」Fa. RHI (WS 「Inducer」Fa. RHI)。
帶有感應的大約IOkHz的中頻的系統是特別有利的。線圈幾何構造應該匹配待加 熱的陶瓷的構件，以保證快速且均勻的加熱。此外陶瓷應具有足夠的電的傳導性，以便與所 需要的功率密度一起產生短的優選大約10分鐘的加熱時間。
根據本發明的熔體交付系統有利地還設有用於在出口元件的區域中將惰性氣體 供給到待鑄造的金屬帶的坯料(Strang)上的單元。
根據本發明允許集成不同的技術尤其如下的技術1.)集成在陶瓷中的或者作為陶瓷的代替物的加熱元件2.)如上所述的多孔燃燒，以及3.)感應，以便加熱出口元件尤其噴嘴。如果噴嘴構造為陶瓷元件，那麼為了鑄造鋼熔體將力求 大約1100° C的陶瓷溫度。如果噴嘴罩蓋或者噴嘴頂蓋由被加熱的構件來代替，那麼將通 過輻射引起的熱量加熱陶瓷。加熱元件還可集成到噴嘴的罩蓋中尤其集成到溢出口的區域 中。
如果噴嘴底部由被加熱的構件來代替，輻射同樣加熱陶瓷。僅僅必須採取用於輸 送帶的合適的冷卻措施，通過輸送帶將已鑄造的金屬帶運走。同樣加熱元件可集成到噴嘴 的底部中、尤其集成到噴嘴的溢出口的區域中、集成到噴嘴的壩狀部、堰狀部中或者集成到 噴嘴的側壁中。
總而言之，本發明優點還在於，澆鑄過程更魯棒以克服時間損失以及溫度損失。在 此還可在更長的時段上進行澆鑄。


下面在實施例中更詳細地解釋本發明。其中圖1顯示了用於帶式鑄造的設備的示意性的側視圖，圖2顯示了在用於帶式鑄造的設備中的裝備有加熱元件的出口區域的截面圖，以及 圖3部分剖切地顯示了在用於帶式鑄造的設備中的噴嘴的透視視圖。
具體實施方式
用於鑄造鋼帶或者由其它的金屬製成的帶的帶式鑄造設備I (圖1)包括用於液態 金屬的供給系統，其帶有熔爐2，在其中首先包含熔體3。
通過塞杆4允許熔爐2向下打開放出通道5。在此，塞杆4在閉合的狀態中相對於 密封環6來支承。
離開放出通道5熔體流到優選被同樣加熱或者隔絕的交付容器7中。熔體將通過 在出口區域中尤其在噴嘴9中終止的排出通道8離開該交付容器7。
噴嘴9裝備有壩狀部10和堰狀部11以引導熔體流。在噴嘴9的出口的區域中設 置有氣體噴嘴12，其逆著熔體的流動方向產生惰性氣體流以分配熔體(優選還橫向於鑄造 方向)和/或以防止正在固化的熔體的表面的鏽蝕。
這在環狀的輸送帶13上形成金屬帶14。輸送帶13通過導輥或者驅動滾輪15來 運轉。此外，輸送帶13由支承滾輪16和/或蜂窩狀格柵(Wabengitter)來引導。在它們 之間布置有噴灑嘴17，其將從池18中取出的冷卻介質噴灑到輸送帶13的下側上以固化金 屬帶14。
優選地，在輸送帶13的兩個帶狹窄側(此處未示出)處設置有與輸送帶13—起運 轉的成型的部段，其彼此搭接地或者密封地相互鄰接地來布置，以防止硬化的金屬的流出。 部段的間距或者通過輸送帶13的寬度來預定或者可根據所希望的寬度來調整。
如噴嘴9 一樣構造的且因此設有相同的參考標號的噴嘴9 (圖2)在多個位置處裝 備有加熱元件，以便通過在鄰接到金屬熔體處的表面為熔體提供恆定的環境溫度。優選地， 不僅在噴嘴上部件19中設置有加熱裝置而且在噴嘴下部件20中設置有加熱裝置。在噴嘴 上部件19中在熔體的流動方向上相繼布置有兩個加熱裝置21，22。每個加熱裝置21，22 包括支承在陶瓷管23中的加熱棒24。同樣在噴嘴11的前面的堰狀部25中安裝有加熱棒 26。該堰狀部在此優選地在內部實施為陶瓷管。加熱棒26可集成在陶瓷管中。堰狀部25 在出口側控制熔體從噴嘴9的流出。
同樣在噴嘴下部件20中在陶瓷管27中安放有加熱棒28。加熱棒24，26，28例如 由碳化矽或者碳化鋰製造。
在帶有下部件31和上部件32的噴嘴30 (圖3)的另一實施形式中，作為歐姆式電 阻加熱器的加熱棒33，34構造在上側上並且橫向於熔體的流動方向延伸，熔體通過壩狀部 35離開噴嘴。
噴嘴上部件19，32和噴嘴下部件20，31例如完全由耐火的陶瓷構建。在這種情況 下耐火的陶瓷還可設有凹部，由陶瓷包封的加熱元件引入到該凹部中，如加熱棒33，34那樣。
另一方面，根據待鑄造的金屬的熔化溫度噴嘴上部件19，32和噴嘴下部件20，31還可由帶有足夠更高的熔化溫度的金屬構成。
因此如果待鑄造的金屬為錫、鋅或鋁或這些金屬的合金，那麼噴嘴上部件19，32 和噴嘴下部件20，31還可全部或者部分地由鋼構成，例如帶有考慮到使用而匹配的特性尤 其考慮到鏽蝕性的不鏽鋼，其中，在這種情況下帶有陶瓷包封部的加熱棒還可引入到在噴 嘴上部件和噴嘴下部件中的相應的凹部中。
在圖2和圖3中的箭頭S表示熔體的流動方向。
參考標號列表 I帶式鑄造設備2熔爐 3熔體 4塞杆 5放出通道 6密封環 7交付容器 8排出通道 9噴嘴/出口元件 10壩狀部 11堰狀部 12氣體噴嘴 13輸送帶 14金屬帶15導棍或者驅動滾輪 16支承滾輪 17噴灑嘴 18池19噴嘴上部件 20噴嘴下部件 21加熱裝置 22加熱裝置 23陶瓷管 24加熱棒 25堰狀部 26加熱棒 27陶瓷管 28加熱棒 29 -30噴嘴 31下部件 32上部件33加熱棒 34加熱棒 35壩狀部S針對熔體的流動方向的箭頭。
權利要求
1.一種熔體交付系統，用於熔融的金屬(3)的水平的帶式鑄造，該熔體交付系統帶有出口元件，尤其帶有噴嘴(9，30)，其特徵在於，在所述出口元件的區域中布置有至少一個加熱裝置(21，22;28)以用於加熱所述出口元件。
2.根據權利要求1所述的熔體交付系統，其特徵在於，所述出口元件本身裝備有所述加熱裝置(21，22;28)或者所述加熱裝置布置成鄰近所述出口元件。
3.根據權利要求1或2所述的熔體交付系統，其特徵在於，所述出口元件至少部分地由耐火的陶瓷構造。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的熔體交付系統，其特徵在於，所述加熱裝置構造為氣體加熱器和/或構造為電加熱器。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的熔體交付系統，其特徵在於，所述加熱裝置(21,22;28)布置或集成在所述出口元件確切地說所述噴嘴的底部中、側壁中、堰狀部、壩狀部、溢出口中和/或罩蓋中。
6.根據權利要求5所述的熔體交付系統，其特徵在於，所述加熱裝置(21，22)—尤其呈加熱棒(24，28)的形式一布置在所述底部和/或所述罩蓋中的凹口或者凹槽中。
7.根據權利要求6所述的熔體交付系統，其特徵在於，所述加熱裝置(24，28)由陶瓷的構件(23，27)圍繞。
8.根據權利要求6或7所述的熔體交付系統，其特徵在於，所述加熱棒(23，27)構造為碳化物加熱棒，尤其構造為碳化鋰加熱棒或者構造為碳化娃加熱棒。
9.根據權利要求1至6中任一項所述的熔體交付系統，其特徵在於，所述加熱裝置包括至少一個多孔燃燒器。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的熔體交付系統，其特徵在於，所述加熱裝置包括感應的加熱器件。
全文摘要
一種用於熔融的金屬的水平的帶式鑄造的熔體交付系統，帶有出口元件，尤其帶有噴嘴(9)，其特徵在於，在出口元件的區域中布置有至少一個加熱裝置(21,22;28)以用於加熱出口元件。
文檔編號B22D11/06GK103025456SQ201180037801
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月29日 優先權日2010年7月31日
發明者J.鮑施, R.皮爾林, J.施呂特, J.萬斯, K-H.施皮策爾, H.艾希霍爾茨 申請人:Sms西馬格股份公司