专利名称：在辊式带材铸机上生产金属带的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在辊式带材铸机的两个浇铸辊之间连续注入金属熔液来生产金属带的方法以及一种执行该方法的装置。
背景技术：
当按照上述方式铸造金属带时，一层杂质和氧化物漂浮在浇铸辊之间的液池表面上。此外，由于注入金属液以及浇铸辊运动，在熔液中出现表面波和表面流动，它们造成金属液和杂质在浇铸辊上向上溢动。由此存在这样的危险，即部分熔液在被冷却的浇铸辊上强烈变冷并过早凝固。杂质和氧化物因为液池表面不平静而溅到浇铸辊表面上并被浇铸辊带走。这意味着带材表面的不规则性以及带材质量变差。
发明内容
本发明的任务在于提供出一种上述类型的方法以及一种用于执行该方法的装置，由此尽量消除了杂质和氧化物淤积到浇铸辊表面上和部分金属熔液过早凝固的危险。
根据本发明，通过一种具有权利要求1的特征的方法以及通过一种具有权利要求11或20的特征的装置来完成该任务。
本发明的优选改进方案构成从属权利要求的主题。
在最靠近液池表面/浇铸辊的各过渡区的液池之上如此各自产生一个旋转磁场并由此在熔液中局部产生涡流，使其在熔液中出现浅层表面流动，这种流动从浇铸辊起朝向液池的中央平面即朝向金属带的出口平面进行，由此能量损耗少地防止了不希望有的、部分金属液沿浇铸辊边缘过早凝固。杂质和氧化物从浇铸辊上被移走。
以下结合附图来详细描述本发明，附图示意表示
图1示意表示一辊式带材铸机的两个浇铸辊及其间的金属液池以及各一个布置在液池表面上的并沿各自的浇铸辊延伸的且用于在熔液中产生表面流动的装置；图2-图9表示根据图1的装置的不同实施例。
具体实施例方式
在图1中，示意地示出了两个可绕水平轴线转动的浇铸辊1、2，浇铸辊的转动方向用D1、D2表示。为了生产金属带8，在这两个浇铸辊1、2和两个设置在浇铸辊1、2端侧区域里的侧密封3之间，通过一个浇口装置6注入金属液。浇口装置本身是已知的，因而不详细描述浇口装置6了。液池在图1中用4表示，液池表面用5表示。制成的金属带8通过一个在这两个被冷却的浇铸辊1、2之间的直通浇缝7沿箭头方向B被引出。金属带8的出口平面对应于液池4的中央平面E，浇口装置6也位于该平面E里。
在液池表面5之上，根据本发明，靠近浇铸辊表面地设有用于产生旋转磁场的装置10、10′，所述装置沿浇铸辊1、2延伸。以下将结合图2-图9来详细描述这些装置的不同实施例。旋转磁场的转动方向在图1中用F1、F2表示，其转动轴线用A1、A2表示。通过旋转磁场，在导电的金属熔液中产生了局部的涡流，这样的涡流对导电熔液施加作用力，结果，在熔液中出现了从浇铸辊1、2起朝向液池4的中央平面E的表面流动(见箭头S1、S2)。表面流动一方面防止部分熔液不希望出现地在浇铸辊表面/液池表面的过渡区里过早凝固，另一方面防止杂质和氧化物淤积在浇铸辊表面上并被浇铸辊1、2带走。杂质和氧化物从浇铸辊上被移走并且可以沿位于该中央平面E里的浇口装置6被除去。
已公开的是，浇铸辊1、2一般在其表面上涂覆有一个镍层。在该镍层中，也通过该旋转磁场产生涡流，这种涡流在局部导致略微升温，由此还减小了熔液在被冷却的辊面上过早凝固的危险。
以下，结合图2-图9来详细描述用于产生旋转磁场的装置10、10′的不同实施例。
图2表示一个在液池表面5/浇铸辊2过渡区附近设置在液池4之上的并且沿浇铸辊2延伸的线圈装置10′a，它包括一个位置固定的并有圆形横截面的线圈架15，在线圈架的外周面上布置有多条导线16或线圈。导线或线圈是如此连接的，即在利用相移交流电进行多相励磁时，产生一个在转动方向F2上旋转的磁场，该磁场的变化过程在图2中用线FV表示。该旋转磁场的转动轴线A2与线圈架15的轴线重合。如上所述，在液池表面5上的金属熔液通过旋转磁场并在与产生于熔液中的涡电流场的交变作用下沿箭头方向S2被驱离浇铸辊2并被压扁。熔液表面由此变得平静并且防止金属液和杂质上在浇铸辊表面上溢动。杂质和氧化物被驱向液池4的中央平面E。通过给线圈装置10′a供电，可以有利地在频率和强度方面与浇铸参数有关地调整线圈励磁。在这里，给线圈装置10′a的供电和给配属于另一浇铸辊1的对置线圈装置的供电最好分头进行，为此采用本身已知的可控式多相供电装置。这样一来，场强和频率可最佳地匹配于浇铸作业的要求。此外，各线圈装置在液池表面5上方的位置通过适当的传感器来测量并且根据作业过程来最佳地调整。
线圈励磁可以通过具有正弦形、矩形或其它适当脉冲形状的多相交流电来完成。
图3表示一个具有电错位120°的线圈(见在线圈架15外周面上的导线16x，16y，16z；16u，16v，16w)的线圈装置10′b，这些线圈通过三相交流电来励磁。
根据图4，一个线圈装置10′c的一又是位置固定的线圈架15c具有一个面向液池表面5的且与该液池表面平行的下表面18c，它配有多条且或许是三条导线16w、16x、16v，这些导线的走向平行于液池表面5并与之间隔相同的距离，这样一来，进一步加强了在熔液中的流动效果(见箭头S2)。
通过在图5中示出的线圈装置10′d也获得了相同的效果，该线圈装置具有一个有矩形横截面的线圈架15d，其中，又是一个面向液池表面5的下表面配设有许多根在液池表面5之上平行延伸的并与液池表面间隔同样距离的导线16d。线圈架15d具有一个让冷却介质流过的中央通道20。线圈装置的冷却最好用本来就有的惰性冷却气体来完成，因此，冷却成本低。如果需要更高的线圈装置功率，则可以以液氮作为冷却介质。
图6所示的线圈装置10′e的线圈架15e也具有一个让冷却介质流过其中的中央通道20。这个又具有圆形横截面的且在外周面配设有导线16e的线圈架15e被安装在一个陶瓷管22中，线圈架15e还具有多个且或许是六个分布在外周面上的缺口23，这些缺口与陶瓷管22中的内表面24一起构成多个让冷却介质流过其中的其它的冷却通道25。
根据图7的线圈装置10f包括除了仍然布置在陶瓷管22中的线圈架15外还具有一个磁场屏蔽罩27，该磁场屏蔽罩设置在该线圈架15的背对液池表面5的那侧上。用于防止不希望有的散射场并用于加强要获得的作用的磁场屏蔽罩27最好由钢板或铁氧体构成。
在所有上述线圈装置中，导线最好用耐热氧化物绝缘(如皮罗坦内克森绝缘材料)。导线也可以直接让冷却介质流经其中。线圈励磁可以在电缆馈线横截面小的情况下完成。
特别有利的是，导线或者线圈在各自的线圈架外周面上呈螺旋形延伸。于是，熔液还获得了一个附加的指向侧密封(或侧封板)3的力分量，这个分力被用于移走杂质和氧化物。
在图8、9中示出了另一种用于产生旋转磁场的装置10′h、10′i。代替位置固定的线圈装置，在液池表面5之上沿各自浇铸辊1、2设有转动的磁体架30h或30i，各有多个被冷却的永磁体31h或31i被固定在磁体架上。通过使永磁体装置转动，又出现了旋转磁场，它们造成局部的涡流并由此也在熔液中造成所需的流动。这样一来，也可以在浇铸辊1、2的表面镍层中产生局部的涡流，这样的涡流引起在浇铸辊表面上的略微升温并且抑制了熔液在这些位置上过早凝固。
磁体架30h、30i分别具有一个让冷却介质流过的中央通道33或以其它方式布置的冷却孔并且被一个陶瓷管32包围起来。
在图8所示的变型方式中，永磁体31h沿磁体架30h的周向布置。在图9的实施例中，永磁体31i沿磁体架30i的转动轴线A1的径向设置。磁体架30h或30i的转动轴线A2或A1在这两个变型方式中同时也是旋转磁场的转动轴线。
本发明的方法以及用于执行该方法的本发明装置能够显著改善待生产的金属带的质量，但操作技术简单且成本低廉。
此外，利用该方法，可以实现对液态区域里的波的阻尼并使波变平缓，以便获得笔直的凝固线。这两个装置10、10′最好这样来控制，即所述凝固线在相同高度上形成。
权利要求
1.一种通过在一辊式带材铸机的两个浇铸辊(1，2)之间连续注入金属液来生产金属带(8)的方法，其特征在于，在液池(4)上方且靠近液池表面(5)/浇铸辊(1或2)的各过渡区地分别产生一个旋转磁场并由此在熔液中产生局部的涡流，结果在熔液中出现一种表面流动，这种表面流动从浇铸辊(1，2)起指向该液池(4)的中央平面(E)，即指向该金属带(8)的出口平面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过该旋转磁场，在一个最好由镍构成的浇铸辊表面层中产生局部的涡流，这样一来，在浇铸辊表面上出现局部的略微升温，这种升温抑制金属熔液过早凝固。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该旋转磁场通过在该液池(4)上方沿浇铸辊(1，2)布置的线圈装置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)产生，所述线圈装置分别具有一个线圈架(15；15c；15d；15e)，在该线圈架的外周面上如此布置和连接有多条导线(16；16x，16y，16z，16v，16u，16w)或线圈，即在利用相移交流电进行多相的且可根据需要来调整频率和强度的励磁的情况下，产生该旋转磁场，这个旋转磁场通过与液池表面(5)上的涡流场的交变作用驱使熔液离开所述浇铸辊(1，2)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述线圈的励磁通过具有正弦形、矩形或其它适当的脉冲形状的多相交流电来完成。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，这些导线(16x，16y，16z，16v，16u，16w)电错位120°地设置在线圈架(15)的外周面上并通过三相交流电来励磁。
6.如权利要求3-5之一所述的方法，其特征在于，通过所述导线(16；16x，16y，16z，16v，16u，16w)的在该线圈架(15；15c；15d；15e)上的螺旋形走向，对液池表面(5)施加一个附加的指向一浇铸辊端侧的分力。
7.如权利要求3-6之一所述的方法，其特征在于，分头给两个沿这两个浇铸辊(1，2)布置的线圈装置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)供电。
8.如权利要求3-7之一所述的方法，其特征在于，测量并调整该线圈装置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)的与液池表面(5)有关的位置。
9.如权利要求3-8之一所述的方法，其特征在于，通过平行于液池表面(5)并与之间隔开相同距离地直线状布置导线，加强在熔液中的表面流动。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的各旋转磁场通过旋转一个布置在该液池(4)之上的且沿各浇铸辊(1，2)延伸的并配备有多个被冷却的永磁体(31h；31i)的磁体架(30h；30i)来产生。
11.一种执行如权利要求1-9之一所述方法的装置，其特征在于，在液池(4)之上，各设有一个沿各浇铸辊延伸的线圈装置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)，该线圈装置包括一个位置固定的线圈架(15；15c；15d；15e)，在该线圈架的外周面上安装有多个可通过多相交流电励磁的导线(16；16x，16y，16z，16v，16u，16w；16d)或线圈。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，该线圈架(15d；15e)配备有至少一个可让冷却介质流过的通道(20)。
13.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，该线圈架(15；15e)具有圆形横截面。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，该线圈架(15；15e)被一个陶瓷管(22)包围住。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，该线圈架(15e)在外周面上有多个缺口(23)，这些缺口与该陶瓷管(22)的内面(24)一起构成多个冷却通道(25)。
16.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，该线圈架(15c；15d)具有一个平行于液池表面(5)的表面(18c；18d)，该表面配设有多根并列的导线(16w，16x，16v；16d)。
17.如权利要求11-16之一所述的装置，其特征在于，该线圈装置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)包括直接让冷却介质流过的导线。
18.如权利要求11-17之一所述的装置，其特征在于，该线圈装置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)具有用耐热氧化物绝缘的导线。
19.如权利要求11-18之一所述的装置，其特征在于，在该线圈装置(10f)之上设有一个最好由钢板或铁氧体构成的磁场屏蔽罩(27)。
20.一种用于执行如权利要求1或2所述方法的装置，其特征在于，在液池(4)之上至少各设有一个沿各浇铸辊(1，2)延伸的且可转动地支承的磁体架(30h；30i)，多个被冷却的永磁体(31h；31i)被固定在所述磁体架上。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，该磁体架(30h；30i)配备有至少一个让冷却介质流过的通道(33)。
22.如权利要求20或21所述的装置，其特征在于，所述配备有该永磁体(31h；31i)的磁体架(30h；30i)布置在一个陶瓷管(32)中。
全文摘要
为了生产金属带，连续地将金属液注入一辊式带材铸机的两个浇铸辊(1，2)之间。在液池(4)之上并靠近液池表面(5)/浇铸辊(1或2)的各过渡区地分别产生一个旋转磁场并由此在熔液中产生局部的涡流，结果在熔液中出现一种表面流动，这种表面流动从浇铸辊(1，2)起指向该液池(4)的中央平面(E)，即指向该金属带(8)的出口平面。这样，尽可能消除了浮于液池表面上的杂质和氧化物淤积到浇铸辊表面上的危险以及部分金属液过早凝固的危险。
文档编号B22D11/115GK1555299SQ02818255
公开日2004年12月15日 申请日期2002年9月13日 优先权日2001年9月18日
发明者H·马蒂, J·巴贝, D·萨拉特, A·科赫, , H 马蒂 申请人:Sms迪马格股份公司, 主要管理灵感有限公司