专利名称：用于金属的连续铸造的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于金属特别是有色金属的连续铸造的方法和装置，包括一个结晶器，金属熔液在结晶器的敞开的横断面中凝固，该结晶器具有一个用于金属连铸坯的工作面；还包括一个耐火盖，该耐火盖安置在结晶器上并具有敞开的横断面，金属熔液通过该横断面被供送，其中，一种液态和一种气态的分离介质在一个通道系统中被导引到工作面。
文首述及的这样一种装置已在EP 0 566 865 A1中被公开。一种板状的分离剂分配器被夹紧在耐火盖和结晶器表面之间，它具有上侧和下侧输送通道以用于一种液态和一种气态分离剂或分离介质。液态分离介质-通常是油和气态分离介质分开地各自经过分离剂分配器的一侧被输送给结晶器工作面。液态分离介质和气态分离介质的混合是在分离介质在铸结晶器的工作面上排出时才实现的。
分离剂分配器的制造是很复杂的，这是因为在上侧和下侧上的输送通道必须以很高的精密度加工制成之故。
两种分离介质的混合比例是由两个通道横断面的大小比例得出来的。当需要改变混合比例时，就必须更换分离剂分配器，这将不利于生产。
此外，混合物必须具有一定的稠度，这种稠度对于在结晶器工作面和金属连铸坯之间获得均匀而稳定的分离层具有重要意义。此外，重要的是，分离层还应有一种热绝缘作用，这是因为结晶器是受到冷却的，而且金属连铸坯和结晶器之间的传热区应有目的地加以控制。最佳的分离层是金属连铸坯获得优良表面质量和结构质量的先决条件。对于继续的深加工而言，重要的是要达到一定的表面质量。例如在金属连铸坯进行压制时，表面质量决定着压制余料，而压制余料即代表废料，其产生量应尽可能小。
本发明的目的是如此进一步发展文首所述及的那种装置和方法，使得在结晶器工作面和金属连铸坯之间以简单方式产生一改善的分离层。
从方法上说，上述目的是通过权利要求1中所述特征得以实现的。
本发明是以下述认识为基础的在液态和气态分离介质出来之后达到结晶器工作面之前，将其按可预定的比例加以雾化，这样就能在金属连铸坯和结晶器工作面之间产生一具有最佳稠度的分离层。
气态和液态分离介质的压力和用量可以在雾化装置中加以精确控制，从而使得分离介质雾剂的成份可以在很宽的范围内进行调节。
获得一种稳定的分离介质雾剂。这种分离介质雾剂具有极微小的滴度，所以特别有承载能力，只需要使用少量的液态分离介质。此外，这种分离介质雾剂还具有良好的热绝缘作用。
最好在一雾化装置中通过喷射作用使液态分离介质被气态分离介质吸入，并借助于至少一个喷嘴将其雾化成一种分离介质雾剂。
在本发明的范围内还有一个可能性，就是在通道系统内部，利用气态分离介质将液态分离介质加以雾化。
为了解决本发明提出的目的，提出了一种用于金属特别是有色金属连续铸造的装置，该装置配有一个结晶器，在结晶器的敞开的横断面中凝固金属熔液，该结晶器有一个用于金属连铸坯的工作面；还配有一个耐火盖，该耐火盖安放在结晶器上并具有一个敞开的横断面，通过此横断面供给金属熔液；还配有用于液态分离介质和气态分离介质的通道系统，其中，该通道系统通向所述工作面。该装置的特点在于，至少一个雾化装置具有用于液态分离介质和气态分离介质的各一个输入口和至少一个雾化元件，用以通过气态分离介质将液态分离介质雾化成一种分离介质雾剂；雾化装置的出口端连接到结晶器的通道系统上。
视结晶器规格而定，可以使用一个或多个雾化装置。
雾化装置的雾化元件最好设计成喷嘴。
一项特别有利的发展在于，雾化装置是作为分开的结构部分设计的。因为可以使用已知的用于液体的雾化装置，故制造费用很小。另一个优点是，在使用中的结晶器可以后续加装雾化装置。
与此不同，还有一个可能性是在结晶器上设计雾化装置。
另一项发展在于，雾化装置具有一个环绕的分配通道以用于液态分离介质和气态分离介质；分配通道周边有许多排出口，这些排出口设置为使液态分离介质通过气态分离介质得以雾化。
依本发明，耐火盖在结晶器的敞开的横断面区域内形成一个悬伸部，该悬伸部同结晶器的工作面形成一个狭缝区，通道系统就终止在该狭缝区中。从而可以确保在弯月形液面(Meniskus)范围内，分离介质雾剂形成一个分离层，它向下至金属连铸坯扩展。
分离介质雾剂是通过通道系统输送至工作面的，该通道系统可加以简化，因为气态分离介质和液态分离介质只需被分开地被输送到雾化装置，而不输送到工作面。
本发明的一项重要发展在于通道系统具有至少一条环绕的供给通道，在此供给通道中至少有一条输送通道终止其中，并由此引出多条输送通道；供给通道和/或各输送通道向上敞开成形在结晶器的上侧，并用一个盖板盖住，该盖板可卸开地与结晶器相连。
根据另一项有利的发展，通道系统具有一条第一供给通道，一条第一输送通道终止其中，该输送通道与雾化装置连接，并由此引出多条第二输送通道，这些第二输送通道终止在一条第二供给通道中；从第二供给通道引出多条第三输送通道，这些第三输送通道终止在结晶器的工作面上。
最好在第一供给通道中在分离介质雾剂的流动路径上有一个多微孔的压力分配器，借以进一步均化该雾剂。
本发明还提供这样的可能性将雾化装置设计成环绕的，并安置在一条供给通道中。
本发明还提出第一和第二供给通道具有一个大致呈正方形的横断面，其中，第一供给通道的横断面面积至少是第二供给通道的横断面面积的1至50倍。
供给通道的横断面面积最好至少是输入端的输送通道的横断面面积的1至50倍。
结晶器的工作面最好由一个装在结晶器中的工作面嵌置部件形成。
下面将结合附图参照本发明装置的一些优选的实施例，对本发明做详细说明。
附图表示
图1本发明装置的第一个实施形式的局部剖视图；图2本发明装置的第二个实施形式的局部剖视图；图3图1所示本发明装置的一种实施形式的一个示意俯视图。
图1至3表示一种用于铝的连续铸造的装置。从图1和图2中可以看出结晶器1具有敞开的横断面2，金属熔液在此横断面中凝固。用于在图中未示的金属连铸坯的工作面3由一工作面嵌置部件3a所形成，该嵌置部件是用石墨制成的，并装在结晶器中。根据被浇铸的合金之不同，工作面嵌置部件也可用其它合适的材料例如铜或铝制成。结晶器1通常都具有一个冷却剂室4，内孔5与该冷却剂室相连通，这些内孔通到结晶器1的工作面3近旁。
耐火盖6由多个部分组成，它安放在结晶器1上并具有敞开的横断面7，金属熔液通过该横断面被输给结晶器。在结晶器的内部，该耐火盖6形成一悬伸部8，该悬伸部与结晶器的工作面3一起形成狭缝区9。有一通道系统10终止在该环绕的狭缝区9中，该通道系统设计在结晶器1的上侧。至少有一个雾化装置11与通道系统10连接。每个雾化装置11具有一个与一条用于液态分离介质的导管相连的输入口12。一个输入口13与一条用于气态分离介质的导管相连。每个雾化装置11有一个排出口14，该排出口连接到结晶器的通道系统10上。
按图1所示的实施形式，雾化装置11是作为分开的结构部分设计的。在雾化装置11中，液态分离介质借助于一个在图中未示出的工作气体喷嘴经过喷射作用而被气态分离介质吸入，并将其雾化成一种分离介质雾剂。雾化装置11的排出口14是作为具有喷嘴形式的雾化元件设计的。
气态分离介质和液态分离介质的压力和用量可以在雾化装置11中加以精确控制，使得分离介质雾剂的成份可以在很宽的范围内进行调节。
可生产出一种稳定的分离介质雾剂。分离介质雾剂具有特别微小的滴度，所以是特别有承载力的，因而只须使用很少的液态分离介质。此外，分离介质雾剂具有良好的热绝缘作用。
从图3可以看出，有两个雾化装置11与结晶器1相连，它们彼此相对置。根据结晶器规格大小之不同，也可以使用多个雾化装置，在采用具有大横断面的结晶器时，例如可使用八个雾化装置，它们均匀地分布在结晶器的周边。
按图2所示的实施形式，雾化装置11设计在结晶器1中。雾化装置的结构基本上相当于图1所示的结构。
通道系统10具有一个第一输送通道15，该输送通道终止在一个环绕的、此处为环形的第一供给通道16中。第一供给通道16的横断面与唯一的第一输送通道15的横断面相比，是比较大的，可达后者的横断面的50倍。
在第一供给通道16中，在分离介质雾剂的流动路径上有一个环绕的、多微孔的压力分配器17，借以进一步均化分离介质雾剂。
从第一供给通道16，引出多个均匀地分布在其周边的第二输送通道18，这些输送通道终止在一个环绕的、此处为环形的第二供给通道19中，其中，分离介质雾剂进一步稳定化。
从第二供给通道，引出多个第三输送通道20，这些输送通道终止在狭缝区9中，该狭缝区成形在耐火盖的悬伸部8与结晶器工作面3之间。第三输送通道设计在结晶器1和工作面嵌置部件3a的上侧。第三输送通道20是如此设计的，使得分离介质雾剂既被导引又被保持。
第一和第二供给通道16、19和/或第三输送通道20以制造简单的方式朝上敞开，处在结晶器或工作面嵌置部件的上侧，并由一盖板21盖住，该盖板可拆卸地与结晶器1相连。
分离介质雾剂在结晶器和金属连铸坯之间形成一个封闭的分离层。液态分离介质的滴度是很微小的，这对于良好的热绝缘性能和在结晶器工作面与金属连铸坯之间形成均匀的和稳定的分离层具有重要意义。其结果是使金属连铸坯获得优良的表面质量，从而实现良好的进一步加工。表面层及边缘区是很薄的，从而在金属连铸坯的随后的进一步加工时，例如利用压力机压制时，只有很少废料产生。
在本发明的范围内当然也可以作出一些改型。本发明的装置可用于不同形状的浇铸，依此可用于矩形的形状或者由圆的或方的形状所演变出来的形状。雾化装置可以设计成环绕式的，并将其组合到一个供给通道中。
权利要求
1.用于金属特别是有色金属的连续铸造的方法，包括一个结晶器，金属熔液在结晶器的敞开的横断面中凝固，所述结晶器具有一个用于金属连铸坯的工作面；包括一个耐火盖，所述耐火盖安置在结晶器上并具有一敞开的横断面，金属熔液通过该横断面进行输送，其中，一种液态分离介质和一种气态分离介质在一个通道系统中被导引到所述工作面，其特征在于通过气态分离介质将液态分离介质雾化成为一种分离介质雾剂；分离介质雾剂在通道系统中被引导到结晶器的工作面。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于液态分离介质在一个雾化装置中经过喷射作用而被气态分离介质吸入并借助于至少一个喷嘴被雾化成一种分离介质雾剂。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于液态分离介质通过气态分离介质在通道系统内进行雾化。
4.用于金属特别是有色金属的连续铸造的装置，配有一个结晶器(1)，金属熔液在结晶器的敞开的横断面(2)中凝固，所述结晶器具有一个用于金属连铸坯的工作面(3)；一个耐火盖(6)，所述耐火盖安置在结晶器(1)上并具有一个敞开的横断面(7)，金属熔液通过该横断面进行输送；一个用于一种液态分离介质和一种气态分离介质的通道系统(10)，其中，所述通道系统(10)通向所述工作面(3)，其特征在于至少一个雾化装置(11)具有用于液态分离介质和气态分离介质的各一个输入口(12，13)和至少一个雾化元件(14)，用以将液态分离介质通过气态分离介质雾化成一种分离介质雾剂；所述雾化装置(11)在输出端连接到结晶器(1)的通道系统(10)上。
5.按权利要求4所述的装置，其特征在于雾化装置的雾化元件(14)是作为喷嘴设计的。
6.按权利要求4或5所述的装置，其特征在于雾化装置(11)是作为分开的结构部分设计的。
7.按权利要求4或5所述的装置，其特征在于，雾化装置(11)是设计在结晶器中的。
8.按权利要求7所述的装置，其特征在于雾化装置(11)具有一个用于液态分离介质和气态分离介质的环绕的分配通道；所述分配通道周边配有多个排出口，这些排出口设置为使液态分离介质通过气态分离介质得以雾化。
9.按权利要求4至8中任一项所述的装置，其特征在于耐火盖(6)在结晶器(1)的敞开的横断面(7)的区域内形成一个悬伸部(8)，该悬伸部同工作面(3)形成一个狭缝区(9)，通道系统终止在所述狭缝区中。
10.按权利要求4至9中任一项所述的装置，其特征在于通道系统(10)具有至少一个环绕的供给通道(16，19)，至少一个输送通道(15，18)终止在所述供给通道中，并且从所述供给通道引出多个输送通道(18，20)；供给通道(16，19)和/或输送通道(20)向上敞开地成形在结晶器(1)的上侧并由一盖板(21)盖住，所述盖板可卸开地与结晶器(1)相连。
11.按权利要求10所述的装置，其特征在于通道系统具有一个第一供给通道(16)，一个第一输送通道(15)终止在所述第一供给通道中，所述第一输送通道与雾化装置(11)连接，并由此引出多个第二输送通道(18)，这些第二输送通道终止在一个第二供给通道(19)中；由第二供给通道(19)引出多个第三输送通道(20)，这些第三输送通道终止在工作面(3)上。
12.按权利要求11所述的装置，其特征在于在第一供给通道(16)中，在分离介质雾剂的流动路径上有一个多微孔的压力分配器(17)。
13.按权利要求7至11中任一项所述的装置，其特征在于雾化装置设计成环绕式的并处在一个供给通道中。
14.按权利要求10至13中任一项所述的装置，其特征在于第一和第二供给通道(16，19)具有大致呈方形的横断面，其中，第一供给通道(16)的横断面面积至少是第二供给通道(19)的横断面面积的1至50倍。
15.按权利要求10至14中任一项所述的装置，其特征在于供给通道(16，19)的横断面面积至少是输入端的输送通道(15，18)的横断面面积的1至50倍。
16.按权利要求4至15中任一项所述的装置，其特征在于结晶器的工作面(3)由一个工作面嵌置部件(3a)形成，该工作面嵌置部件装在结晶器(1)中。
全文摘要
本发明涉及用于金属特别是有色金属的连续铸造的方法和装置，配有一个结晶器(1)，金属熔液在结晶器的敞开的横断面(2)中凝固，该结晶器具有一个用于金属连铸坯的工作面(3)；一个耐火盖(6)，该耐火盖安置在结晶器(1)上并具有一个敞开的横断面(7)，金属熔液通过该横断面被输送；一个用于液态分离介质和气态分离介质的通道系统(10)，其中，该通道系统(10)通向工作面(3)。按照本发明，至少一个雾化装置(11)具有用于液态分离介质和气态分离介质的各一个输入口(12，13)和至少一个雾化元件(14)，用以将液态分离介质通过气态分离介质雾化成为一种分离介质雾剂。雾化装置(11)在输出端连接到结晶器(1)的通道系统(10)上，从而将分离介质雾剂输送给工作面(3)。
文档编号B22D11/07GK1867414SQ200480030025
公开日2006年11月22日 申请日期2004年9月8日 优先权日2003年10月17日
发明者R·林根, H-J·迈尔 申请人:洛伊热处理有限公司