专利名称：用于连续铸造金属的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于连续铸造金属或金属合金尤其铜或铜合金的方法，其中，液态金属从一个加热罐经一个浇注喷嘴导入到一个连铸机的外浇口内，连铸机有一同时运行的结晶器。
此外，本发明涉及一种用于连续铸造金属的铸造设备，包括一个熔炉、一个转送熔融金属的装置以及一个同时运行的结晶器。
背景技术：
在按先有技术已知的铸造方法中，熔融的金属连续供入一敞口的浇口盘并从那里起按溢流法供给铸造机。此方法的缺点是，液态金属在凝固前与空气接触，因此根本不能铸造对氧或对氢亲和的金属品种。
但是，即使所述的亲和性比较有限或可通过原则上可能的但非常昂贵的外罩(Einhausung)限制，仍必须考虑到容易挥发的合金成分部分蒸发。
另一个困难源自于按溢流法在同时运行的结晶器内流动的金属难以控制和只能很费力地影响流程。这可能导致不希望的紊流，由此增加铸坯内有氧化物或气态杂质的危险以及不希望的液态金属分布和相应地温度和合金元素分布的危险。还有一个缺点是，在结束铸造时原则上在浇口盘内留有残余的液态金属，必须将它排除。浇口盘的排空意味着一种安全性风险。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点以及由此相应地改进前言所述的方法和设备。
此目的在工艺方法方面采取按权利要求1所述的措施达到。按本发明将熔融金属的浇注喷嘴设计为浸入管，它插入由同时运行的结晶器构成的外浇口内。与垂直的连续铸锭的情况不同，在那里这项措施原则上是已知的，对于其他铸造方法存在这样的观点，即，为了构成一个凝固前沿，浇注喷嘴或喷嘴前端必须根据期望的液膜厚度比较近地设在一个下冷却传送带处，以便能更好地控制液体流出。为了能更好地控制在这里令人担忧的不安全的流动过程，在DE 37 07 897 A1中建议，在一条相对于水平面沿浇注方向倾斜延伸的传送带中，该传送带沿浇注方向的斜度根据金属熔体的浇注速度和材料参数调整。令人意外地业已证明，即使在同时运行的结晶器进口的始端构建有一个其中插入浸入管的外浇口，仍能控制熔体流动。由此基本上防止熔体与外界空气接触。此外在外浇口内熔体的流速并因而流动剖面，可以通过浸入管的直径以及借助前炉内熔池水平面已调整好的金属静压，与在外浇口内的冷却剖面和凝固剖面同样好地加以影响。所述剖面可例如通过浸入管的插入长度、它的出口的形状以及流动速度调整，它们本身影响在同时运行的结晶器壁上的热传导。因为在同时运行的结晶器中的冷却通常比振动式结晶器中进行得快得多，所以液相在时间上大大缩短。因此背景技术中明显的重力效果和流动剖面(包括回流)或得到的冷却效率均有重要意义。
优选地，浸入管的斜度与浇注液面位置相匹配和必要时跟踪。按本发明另一项设计，同时运行的结晶器侧面相对于水平面略有倾斜，优选地在3°与45°之间。最后，熔融的金属优选地从熔炉，优选地在压力下，直接转送到浸入管内。
采取上述措施出人意外地可显著减少熔体内的表面流动和紊流，并因而大大减小夹杂气体的危险。流动过程和供给的金属量的速率可以比迄今控制得好得多。在浇注开始时可用来自压力室可精确调温的金属起动。为了结束浇注或为了中断，降低熔体借助它输送的压力，从而使前炉的全部金属流回压力室内。
为了实施本方法，采用权利要求5中说明的铸造设备，按本发明它的特点在于，用于转送熔融金属的装置是一根浸入管，它设置为可沿其纵轴线运动。这种纵轴向的可运动性成为浸入管可始终以期望的插入深度定位在外浇口内的前提条件。
优选地，为了浸入管的定位，采用距离传感器，距离传感器设在其外套上。此距离传感器与一个相应的控制装置一起保证在需要的情况下浸入管跟踪变化的浇注液面，以及保证浸入管定心，以保持期望的流动剖面和避免与同时运行的结晶器部件热短路。
按另一项设计，浸入管直接与浇注炉固定连接，以及浇注炉可以沿一个相对于水平面倾斜的轨道运动，所以浸入管可以通过浇注炉的运动控制。采取这些措施可以省去中间容器，如按先有技术需要的溢流浇口盘。此外，由于从流动链中取消了浇口盘的传送功能，减少了输入系统要不然存在的惯性。若浸入管设置为相对于铸造间隙纵轴线倾斜设置和可控制，则可以达到进一步改善熔体流动。对此由在炉门框上相应的调整件加以保证，它使熔炉和固定在熔炉上的浸入管始终处于最佳定位状态。
附图表示按本发明的实施例。其中图1浇注炉侧视图以及两个冷却的同时运行的形式上的传送带的结晶器侧面的局部视图；以及图2在外浇口内的浸入管放大图。
具体实施例方式
在图1中表示的浇注炉10配备一个感应加热装置。从浇注炉10延伸一个有一个倾斜的底面12的前炉臂11。在前炉臂11的端部设一个浸入管13，它(尤其见图2)以这样的方式深入地插入两个冷却的传送辊15、16之间的铸造间隙14内，即，使浸入管13的出口端处于浇注液面17的下方。
通过在浇注炉内的熔池液面上方在气体腔内加压，液态金属被压入前炉臂内并从浸入管流出。为了结束浇注过程取消压力，所以例如处在前炉臂内的液态金属基于倾斜的底面12可以回流到炉内。整个浇注炉以这样的方式支承，即，使浸入管相对于冷却的传送辊15、16的斜度及其相对位置是可调的。在浸入管上存在的距离传感器和控制装置用于此目的。由传送带15和16构成的铸造间隙设置为相对于水平面倾斜，以及至少基本上平行于浸入管纵轴线18延伸。
权利要求
1.一种用于连续铸造金属或金属合金尤其是铜或铜合金的方法，其中，液态金属从一个加热罐经一个浇注喷嘴导入到一个连铸机的外浇口内，连铸机具有一个同时运行的结晶器，其特征为浇注喷嘴设计为浸入管，它插入到由同时运行的结晶器侧构成的外浇口内。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为浸入管的斜度与浇注液面位置相匹配以及必要时跟踪浇注液面。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征为传送带相对于水平面略有倾斜，优选地在3°与45°之间，和/或，传送带之间的距离＞20mm。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征为熔融的金属从熔炉优选地在压力下直接转送到浸入管内。
5.一种用于连续水平铸造金属的铸造设备，它的组成部分包括一个熔炉(10)、一个转送熔融金属的装置以及一个同时运行的结晶器，其特征为用于转送熔融金属的装置是一根浸入管(13)，它设置为可沿其纵轴线(18)运动。
6.按照权利要求5所述的铸造设备，其特征为浸入管(13)优选地在其外套上具有距离传感器，借助这些距离传感器可有控制地调整浸入管与外浇口的相对位置。
7.按照权利要求5或6所述的铸造设备，其特征为浸入管直接与浇注炉(10、11)固定连接；并且，浇注炉可以沿一个相对于水平面倾斜的轨道运动，所以浸入管(13)可通过浇注炉的运动进行控制。
8.按照权利要求5至7之一所述的铸造设备，其特征为浸入管(13)设置为相对于铸造间隙纵轴线倾斜和可控制。
全文摘要
本发明涉及一种用于连续铸造金属或金属合金的方法和设备，其中液态金属从一个熔炉经一个浇注喷嘴导入到一个由两条相对置的冷却传送带构成的间隙内。按本发明浇注喷嘴设计为浸入管，它插入到在传送带之间构成的外浇口内。
文档编号B22D11/06GK1678414SQ03820831
公开日2005年10月5日 申请日期2003年8月26日 优先权日2002年9月3日
发明者H·贝贝尔, J·梅泽哈 申请人:德国英杜加工业炉制造公司