铸造金属板的方法_3

文档序号:9314538阅读:来源:国知局
(为了清楚起见从该视图省略了下部带11)。带10被示为部分撕 开以露出上述结构。在进口 13处,两个细长冷却和支承喷嘴25设置于带10上方。这些喷 嘴被布置成横向于装置的铸造方向26并且均设置有中心狭缝27,冷却水在压力下通过该 中心狭缝27排出,以为覆盖的带11提供冷却、支承和润滑。喷嘴25彼此略微间隔开,以形 成狭窄间隙28,冷却水可以在清洁喷嘴表面时流过该狭窄间隙28。六角形喷嘴30的阵列 沿铸造方向紧随横向喷嘴25,该六角形喷嘴30的阵列以蜂窝状布置紧密包装在一起但是 彼此略微间隔开以提供去除冷却剂所需的狭窄间隙31。该喷嘴阵列形成用于带10的冷却 和支承垫。单个的六角形喷嘴30的例子与紧邻的周围结构一起更详细地示于图3A的侧视 图和图3B的平面图中。尽管这些视图示出了用于支承和冷却下部铸造带11的喷嘴,但是 除了下文所描述的之外用于上部带10的喷嘴是相同的。如图3B中所示,喷嘴30具有水平 六角形面32,该水平六角形面32设置有略微圆形的凹入部33,该凹入部33朝向中心开口 34向内凹陷,从而形成内部轴向孔35的外端,提供该内部轴向孔35以用于在压力下向六边 形面32输送冷却剂。面32形成头部结构36的上表面,该头部结构36通过位于柄的头部 处的整体轴环29向整体柄37向内逐渐变细。放大围绕止动环38设置于轴环的下方,以接 合在固定于相邻的支承托架结构20的部件的止动板39下方。这限制了喷嘴30朝向覆盖 铸造带11的移动程度。柄37以能够竖直滑动和旋转的方式被接收在设置于结构20中的 通道40内。柄37具有围绕凹槽41,以用于接收邻近柄的下端的弹性体0形环42。支承螺 旋弹簧43定位在柄37下方,使得喷嘴30可以略微向内移动,以避免在操作期间经受来自 带11的异常力时受到损坏,同时通常相对于止动板39被牢固地保持并且因此被保持成离 开带固定距离。在合适的压力下从狭窄延伸部45向通道40进给冷却剂液体,并且冷却剂 在压力下通过喷嘴中的孔35流向六边形面32。铸造带的内表面Ilb因此被喷嘴30以及在 喷嘴的外面32之上流动的冷却剂液体的狭窄膜支承和冷却。
[0024] 图4是采用图2的支承和冷却设备的图1的铸造腔和铸造带的中间区域的横截面 的局部侧视图,该横截面在沿铸造方向26定向的竖直平面中被截取。该附图被略微简化, 在于其示出了喷嘴30在相同的竖直平面(即纸平面)中全部对准,而如从图2中显而易见 的,相邻的喷嘴实际上朝向和离开该视图的观察者略微交错并且被示为略微重叠。图2通 过阴影的方式突出了铸造腔的区域50中的两个相邻的横向行的喷嘴46和47。如图4中所 示,在铸造带10上方形成这些行46和47的喷嘴30所具有的轴环29比铸造带10上方和 铸造带11下方的其它行的喷嘴短得多。较短的轴环造成这些喷嘴的六边形面32定位成比 其它喷嘴的六边形面离开铸造带10的传统平面更远。随着带10横穿这两行,带10被拉向 该区域中的喷嘴并且因此较不牢固地按压铸造腔12中的金属22,并且根据带的柔性和其 它因素可以如附图中所示地(以夸张方式)暂时移离金属。再次通过沿铸造方向位于行46 和47的下游侧上的喷嘴来提供对带的完全支承和与金属的接触,如图所示。因此,喷嘴的 六边形面32与中心平面49铸造腔略微偏置的区域50定位在分别位于铸造腔的上游(更靠 近进口 13)和下游(更靠近出口 14)的两个区域51与52之间,在所述两个区域中喷嘴的面 32全部大体共面并且定位成与带的内表面IOb牢固接触(除了在压力下通过喷嘴表面上方 的冷却剂所产生的间隔之外)。
[0025] 通过由于区域50中的喷嘴30相比相邻区域51和52中的喷嘴30的偏置而造成 的按压作用的减少来使带的铸造表面IOa从金属22去除热的能力降低。已发现对铸造表 面IOa从铸造腔中的金属提取热的能力的影响随着与腔的中心平面49的偏置的增加而快 速降低,但是超出某个偏置距离的话,可以获得的热提取的进一步减少则很少或没有。据推 理,一旦带从金属移动某个距离,铸造带的冷却影响不再明显。总体而言,已发现通过离开 相邻区域中的喷嘴面的平面Imm (〇. 040英寸)、并且更优选地0. 5mm (0. 020英寸)这样小 的距离就足以使喷嘴30移位。最小位移也是有利的,原因是如果喷嘴移位较大的量的话, 铸造带的移动可能变得不稳定。总体而言,对于上部铸造带和下部铸造带而言,即使上部边 界和下部边界可能被制造成沿下游方向略微汇合以补偿金属22在冷却和固化时的收缩, 喷嘴面的剩余部分仍然全部在尽可能的程度下保持共面,使得铸造腔12的上部边界和下 部边界均在腔的全部其它区域中成基本平面。
[0026] 行46、47中的喷嘴面32的位移使在区域50内铸造表面IOa从相邻金属22回收热 的能力降低,即通过带10的热通量相对于否则在喷嘴面已被保持在与其它喷嘴的那些喷 嘴面相同的平面中的情况下该区域中已经具有的热通量减小。据推理,该铸造表面IOa从 金属去除热的能力的暂时降低造成该区域以及紧随区域中的金属22的相邻外表面的温度 增大,原因是热可能从铸造金属的中心转移向表面而不使热立即被铸造表面IOa回收。因 此,当该部分金属向下游移向相邻区域52时(在该相邻区域52处,铸造带与金属表面牢固 接触),金属表面与铸造表面IOa之间的温度差比其它情况下大。该较大的温度差造成在铸 造腔的下游区域52中比其它情况下更高效地提取热。令人意外地,与在铸造腔的任何区域 中的喷嘴面都不具有偏置的情况下执行的等效铸造过程相比,热提取率(即热通量)的这种 降低以及随后的增大导致该铸造过程的总体效率的显著改进。金属板因此在比等效的传统 铸造过程中较低的温度下离开铸造腔,从而意味着铸造腔的总体长度可以减小并且/或者 铸造速度可以增大,以将金属板的离开温度恢复成与等效的传统过程中相等的值。这能够 产生经济的设备制造、铸造时间和可能的冷却剂使用。
[0027] 通过增加或减少偏置增大的喷嘴行的数量,区域50的尺寸(即沿铸造方向延伸的 距离)能够发生变化。类似地,通过改变设置有偏置的特定行的选择,区域50沿铸造腔的位 置能够改变。此外,通过选择邻近顶部带10 (如图所示)和/或底部带11的偏置喷嘴,通过 铸造金属板的顶部表面和/或底部表面的热通量能够发生变化。已发现总体而言,偏置区 域的尺寸(沿铸造方向的距离)可以有效地是从铸造腔的总体长度(从进口至出口的距离) 的10%至50%,并且优选地是从腔长度的10%至20%。至于区域50的定位,优选地,开始不 应当太靠近腔进口使得形成在金属外表面上的固化金属"壳"在来自内部的热的影响下再 熔化,原因是这可能造成不期望的波纹图案形成在金属板的表面上。另一方面,如果区域50 定位成太靠近腔出口,则来自板内部的再加热影响可以过小从而无法将板的表面再加热至 期望程度,原因是内部的金属可能随后非常冷。总体而言,该区域定位在腔的中间1/2处, 更优选腔的中间1/5处。这示于图5中,从而示出了具有长度"L"的铸造腔12的视图,其 中中点"C"在铸造方向上沿腔位于中路。具有偏置喷嘴的区域50优选地在中点"C"上居 中并且可以延伸"L"的五分之一至"L"的一半,如图所示。
[0028] 如上所述,可以仅为铸造带中的一个或为铸造带中的两个提供偏置喷嘴的区域 50。当两个带的喷嘴已偏置时,所述喷嘴可以沿铸造腔定位在相同的距离处并且具有相同 长度,或者其可以具有不同的位置和/或长度。如果板温度关于其水平中心平面49不对称 (考虑到重力趋于保持金属与底部带的更牢固的接触并且因此热通量更大的情况,通常是 这种情况),那么不存在使热通量变化关于该平面对称的充分理由。相反,为了在板的每一 侧上实现相同的热通量率改进,改变顶部带和底部带的偏置区域50的位置和长度可能更 好。此外,偏置喷嘴的区域50可以完全延伸跨过铸造腔的宽度(横向于铸造方向的方向)或 者仅跨过一半。在实践中,热提取率跨过铸造腔的宽度发生变化,因此区域50可以被制造 成仅延伸跨过铸造腔的一半并且定位成使跨过板的热通量尽可能地均衡。然而,为了易于 实施,该区域优选地被制造成完全延伸跨过铸造腔的宽度。
[0029] 在铸造装置中,喷嘴可以在区域50中永久偏置或者一些(例如中心区域中的那些) 或全部喷嘴都可以是可调的,使得一些喷嘴能够根据特定的铸造条件或被铸造的金属在期 望时并且以期望的量相对于其它喷嘴偏置。通过提供具有长度不同的轴环29的喷嘴30来 实现永久偏置。例如,可以通过为一些喷嘴提供长度可调的伸缩轴环并且为这种喷嘴提供 用于在期望时调节这种轴环的长度的机械或液压装置来实现可调偏置。
[0030] 在上述的示例性实施例中,通过使支承和冷却喷嘴的位置偏置来为区域50中的 铸造表面提供降低的从铸造腔中的金属提取热的能力,但是可以通过备选的方式来实现提 取热的能力的降低。例如,相比其它区域,通过受影响的区域50中的喷嘴的冷却剂流可以 减少,或者甚至终止。尽管冷却剂流的完全终止是可能的,但这不是大体期望的,原因是随 后可能发生的带与喷嘴面之间的增大的摩擦。此外,冷却剂的供给压力或者装置的内部压 力的改变可能影响铸造带从受影响的喷嘴的支承表面的升高程度。另一个方式是使受影响 区域中的冷却剂温度比其它区域中的冷却剂温度升高。进一步的备选方式是例如通过在铸 造带与冷却剂之间引入缝隙来使铸造带与冷却剂隔离。
[0031] 提供以下的例子以进一步说明本发明。然
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1