专利名称：特别是在冶金中形成一种分离层的方法
技术领域：
本发明涉及形成一种分离层的一种方法，这种分离层位于至少二种在接触时相互浸润、沉积或相互粘结的材料之间，特别是在冶金中。
在冶金技术中经常存在这样的问题，即金属溶液区域性地凝结在由烧结陶瓷材料制成的构件上，或者在构件上形成高铝含量的沉积物，这将影响构件的功能。这样的构件是诸如煤气吹入口处的砖块、阀门封闭件，套筒或浸入式出钢口。
在接近终尺寸的薄板浇注时，例如在带辊或双辊法中，会遇到同样的问题。此时，钢水会在所必需的限制件上凝结或形成高铝含量的Al2O3沉积物，这将显著地影响带钢的质量。
在《钢与铁》杂志111(1991)No.6第37页至43页中描述了这样的方法，然而没有给出对所述问题的解决方案。
在DE4141508A1中建议，位于钢水之侧的限制件用金属薄板做成，这些金属薄板可被一个感应器的磁场穿透。磁场在金属液中感应出电流，电流导致一种对金属液的附加加热，由此应当能避免金属液在限制板上的凝结。然而流向金属液的感应电流会导致对薄板边缘区结构组织的干扰，这种干扰是与质量下降相联系的。
在较早的专利申请P4143049中描述了一种装置，在这种装置上处于熔液侧面的限制件上排列有多微细孔的陶瓷添加材料，将一种液体填进这种材料，该种液体形成一层薄膜，能避免熔液在限制件上的凝结。出于同样的目的，在较早的专利申请P4238036.7中建议，采用一种能感应加热的烧结陶瓷材料制成的限制板，这种材料联结至感应器的电磁场。
本发明的目的在于提供一种方法，通过这种方法可避免材料之间的相互粘结，特别是一种金属溶液和一种固体的粘结，从而使得材料的相对运动成为可能。
所述的目的是通过权利要求1解决的。施加给单件或多件材料的振动阻碍了材料间的相互固结。首先采用的是超声波振动。
本发明的布置与安排由下面的权利要求和对实施例的描述得出，这里是举出冶金中的实施例，然而本发明并不局限于该实施例，也可应用于其他领域。
图1为冶金容器的浸入式出钢口简图;
图2为双辊法装置简图;
图3为带辊法装置简图;
图4为另一种用于接近终尺寸浇注的装置简图。
一个由烧结陶瓷材料制成的浸入式出钢口1安装在一个冶金容器2的底部。浸入式出钢口1的通道3用于导通钢水。一个超声发生器4安置在浸入式出钢口1上，它施加给浸入式出钢口1(作为固体)一个频率大于20千赫兹的机械振动。这个振动在浸入式出钢口1内传播至通道3的内壁5上。因为高频振动阻碍了熔液在与内壁5持久接触时的停留，于是在通道3中流动的熔液和内壁5之间形成了一个分离层。通过这个分离层避免了固体材料(特别是Al2O3颗粒)在内壁5上的固结。由此避免了会导致通道3自由截面减小的增大的烘结。由于分离层，熔液的流动性能也得到改善，因为分离层降低了内壁5与溶液之间的摩擦。分离层的宽度处于毫米的分数数量级，例如在几个μm的数量级。
在图1(左)中一个超声发生器4画在浸入式出钢口1外面。在需要的情况下多个这样的发生器4可以分布排列于浸入式出钢口1的外周。发生器4也可以围绕浸入式出钢口1的外周呈环状排列。
超声发生器4或者与它相联的加长部分也能够装设在浸入式出钢口1的内壁(参看图1或)，它使作为流体的熔液振动。首要的是发生器4在浸入式出钢口1上的安装高度，在这个高度上，按照经验存在着形成Al2O3烘结构的趋势。通过超声波振动能够避免生长着的沉积物的结晶颗粒在内壁5上的固结。
图2中显示了用于双辊法设备的相反方向回转的辊轮6、7，用这种方法进行薄钢板的接近终尺寸浇注。钢水被导入辊轮6、7，并且在辊轮6、7构成的间隔中向下输送。为了避免钢水的侧面偏溢，限制板8、9作为固定件安装在辊轮6、7之旁。在由钢或烧结陶瓷制成的限制板8、9上安装上超声发生器4，如上面所描述的那样，它们迫使限制板8、9振动，这就阻碍了熔液在限制板上的凝结或构成烘结构。
对图3中所示用带辊法的设备，考虑安排了两个驱动辊轮10、11驱动传输带12。溶液呈薄带状在区域13内浇注至传输带12，钢水在传输带12上冷却直至凝固并被传输带带走。
为了避免钢水的侧面流出，安排了限制导板14、15。在限制导板14、15上装设超声发生器4，它迫使限制导板14、15振动。这样导致限制导板14、15(作为固定件)和钢水(作为流动体)之间的分离，因而钢水不会凝结在限制导板14、15上，在钢水中含有的结晶颗粒也不会堆积在限制导板14、15上，为此在限制导板上不会有烘结物生成。
图4的实施例表示的是一种与图3所示薄板接近终尺寸浇注相类似的设备。在图4的设备上放弃了被驱动辊轮10、11驱动的传输带12，替代传输带，考虑安排了一个由钢或烧结陶瓷材料制成的接料板16，它被安放于固定轴承17、18旁。在接料板16侧面安装限制导板14、15。这些限制导板可以做成与接料板16一体的或作为分离件固定在接料板16上。
在接料板16下面至少安置一个超声发生器4，附加地可以在限制导板14、15上安排超声发生器4。如果安置在接料板16的超声发生器4也可以使限制导板14、15得到所希望的超声波振动，则安在限制导板上的超声发生器可以取消。
例如钢水从宽槽喷咀流至接料板16的区域13。接料板16与水平线H之间有一个倾角W，其大小应使得在接料板16上的钢水从区域13倾斜向下流动。通过接收板16和限制导板14、15的超声波振动，在这些固定件与钢水之间形成了一种分离层，这个分离层阻碍了钢水或它们的颗粒在接料板16和限制导板14、15上的凝结或烘结，同时也使得钢水相对于接料板16和限制导板14、15的所希望的运动成为可能。
在图4的实施例中溶液的流动是通过倾斜W角设置接料板16来达到的。
熔液的排放可以在一个相对水平线H有一个倾角W放置的接料板16上得到改善，当施加于接料板16的超声波振动方向迫使熔液从区域13沿方向F流动时，熔液的排放也可以在一个水平放置的接料板16上实现。
所描述的超声发生器4的安排也可以用于另外的构件，如煤气吹口处砖块或者冶金容器的阀门封闭件，以避免在构件上熔液的凝结或高铝含量杂质的烘结。
通过选择钢浸润较小的烧结材料其效果将得到支持。
权利要求
1.为了在至少两种接触时相互浸润、沉积或相互粘结的材料之间形成一种分离层的方法，特别是在冶金中，为此至少要激发其中一种材料做机械振动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，激发源是一个发射超声波的电声换能器(超声发生器)。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，振动是超声波振动。
4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，这一种材料是一种固体，它的面向另外材料的墙壁被激发振动。
5.根据权利要求4的所述的方法，其特征在于，固体由一种烧结陶瓷材料或钢制成。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，另外的材料是一种金属熔液，特别是钢水。
7.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，这一种材料是一种固体，另外的材料是一种沿这种材料流动的金属熔液，特别是钢水，钢水和/或其中所含有的固体颗粒被激发振动。
8.根据前面的权利要求所述的方法，其特征在于，固体是一种冶金容器的一种构件，例如，浸入式出钢口、煤气吹口处砖块或阀门封闭板。
9.根据前面的权利要求1至7所述的方法，其特征在于，固体是一种流出的金属熔液-特别是钢水-的侧面限制构件。
10.根据前面的权利要求所述的方法，其特征在于，固体构成一个固定的接收板，通过它使金属熔液-特别是钢水-流出。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过一个倾斜安装的接收板使金属溶液-特别是钢水-流出。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，通过接收板的机械振动使金属熔液流出。
全文摘要
为了避免相接触的材料——特别是一种金属熔液和一种固体——的结合，一种通过激发至少其中一种材料机械振动——特别是超声波振动——的形成一种分离层的方法被建议。
文档编号F27D27/00GK1089529SQ93120058
公开日1994年7月20日 申请日期1993年12月3日 优先权日1992年12月4日
发明者赖蒙德·布吕克讷, 海因茨·布尔, 史蒂夫·李, 伯恩哈德·席费尔 申请人:迪迪尔工厂股份公司