专利名称：金属铸造中激烈冷却铸件的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在金属铸造中，特别在由底部往上垂直连续铸造中激烈冷却铸件的装置。
例如美国专利US 3746077公开的垂直连续底铸方法中，金属铸件的冷却通常使用如
图1所示的冷却器。其中冷却剂通过在冷却器外壁附近设置的冷却剂进口，从冷却器的顶部流到底部。在冷却器中设置了中间管，使得冷却剂在冷却器内壁处上升时导向其出口。在图1中，金属液导向注口1；在注口的高度2处形成了金属液的凝固前沿，金属液在该处凝固。在冷却器3中，借助于中间管4，冷却剂首先通过冷却剂进口往下导到冷却器的底部，然后再往上返回，向冷却器的顶部流，再从冷却器中排出。很明显，从注口1排出的热含量基本是在凝固前沿2的高度处，因为在凝固过程中，金属状态改变并根据状态转变温度散发出热量。
当图1所示的现有技术的冷却器用来例如铸造金属丝时，这时铸造速度比较快，可观察到铸造金属丝温度的增加是时间的函数。当以6米/分的速度铸造铜丝时，在冷却后，铜丝表面的温度还高于500℃。如此铜丝温度的增高通常使铜丝断裂，使操作质量变劣。温度增高的原因是例如在冷却器下部的热膨胀，这样在注口和冷却器之间的螺纹中产生了间隙。另外，在高的铸造速度下高的熔化热容量使冷却器中水表面温度升高，因而在冷却器的冷却表面产生了隔热的蒸汽泡。
本发明的目的是消除现有技术的上述缺陷，提供一种新的改进型的操作更可靠的装置，使得在高的铸造速度下，特别在由底部往上垂直连接铸造中，能更有效地冷却铸件。
为实现本发明上述目的，本发明提供了一种在铸造中，特别在由底部往上垂直连续铸造中激烈冷却铸件的装置，至少连铸件机注口的顶部为一个冷却器所包围，在冷却器中设置了一个隔离元件，它把冷却器分成了两部分，所述的冷却器设置了至少一个导向元件，该导向元件装在冷却器壳体中并且/或与设置在冷却器中的隔离元件相连，按照本发明，所述的导向元件为设置在冷却器壳体体上的至少一个导槽。
按照本发明，导向元件最好设置在冷却装置的金属液凝固前沿所限定的高度处，使得特别是至少在该高度处冷却效果很有利地强化了。同时，也防止了铸件温度的升高，由此避免产品断裂。
本发明的导向元件可以很有利地装在冷却器的壳体上并且/或由冷却剂流动方向所限定的隔离元件上，该隔离元件使冷却剂在冷却器内先从顶部往下流，然后再返回上流。当把导向元件装在冷却器壳体中，这些元件形成了把冷却剂引导到靠近要冷却的表面处。如此强化了冷却，也强化了在凝固前沿高度上方的部分的冷却。
使用本发明的导向元件，冷却剂可以很有利地流过垂直连续铸造中最热的位置，可以充分使用冷却剂的总冷却能力。这样可以提高现用的铸造速度，而不会增加铸件的温度并避免了由此造成的铸件断裂的危险。
下面参附图详细说明本发明，附图中图1示出了现有技术应用由底向上垂直连续铸造的铸造机的冷却器的示意性侧视图；图2示出本发明的一个最佳实施例的示意性侧视图，其中冷却剂的导向元件装在冷却器的壳体上；图3示出本发明的另一个最佳实施例的示意性侧视图，其中冷却剂的导向元件装在冷却器的隔离元件上。
图4示出本发有第三个最佳实施例的示意性侧视图，其中冷却剂的导向元件装在隔离元件和冷却器的壳体上。
在前面对先有技术说明的部分已经解释了图1。
图2中，冷却器11安置成包围注口12，使得至少注口12的顶部被冷却。如水之类的冷却剂通过位于冷却器顶部的进口13进入冷却器中。在冷却器11中，冷却剂沿着图2中的箭头方向首先往下流入在冷却器11的外壁和在冷却器内设置的隔离元件14之间的空间内。然后，按照本发明，冷却剂通到在注口12中的金属液凝固前沿15的高度时，进入设置在冷却器11的壳体中的基本水平的导槽16中，使得冷却剂流到实际上接近处于最热位置的冷却器11的内壁，这样很有利地改进了冷却效率。导槽16又与另一个导槽17相连，后者实际上与冷却器11的垂直内壁相平行。除了导槽16和17把冷却剂基本带到冷却器壳体的最热位置外，在最热位置处与冷却剂相接触的冷却器壳体11的表面也被扩展了。这样进一步提高了冷却器11的冷却能力。
在冷却器11内壁和隔离元件14中的已加热的冷却剂上升通过导槽17，并经由冷却剂出口18排出冷却器。冷却器中导槽16和17的数目可根据本发明装置的应用来确定，可为一个或多个。
在图3中，冷却器22设置成包围注口21，其中冷却剂的流动方向也如图2的方式以箭头示出。冷却剂通过进口23进入冷却器22中，冷却剂在冷却器11的外壁和隔离元件24之间往下流到冷却器的底部。按照本发明，在隔离元件24的底部，基本上处于注口21中的金属液凝固前沿25的高度处，设置了至少一个导向件26，用以把冷却剂导向冷却器的内壁，很有利的是导到内壁要求激烈冷却的地方。加热了的冷却剂通过隔离元件24和冷却器11的内壁之间的空间，引导到冷却剂出口27。使用本发明的导向件26，冷却剂的流速可增大，因此冷却效率更好。同样，冷却剂的紊流也增加，因此很有利地防止在冷却器表面产生一蒸汽层。
在图4的实施例中，冷却器31设置成包围注口32的顶部。冷却剂通过冷却器顶部设置的冷却剂进口33供入，并在冷却器外壁和隔离元件34之间的空间往下流到冷却器31的底部。为了把冷却剂导向冷却器的内壁，在隔离元件34的底部，基本上处于注口32中的金属液凝固前沿35，联接着至少一个导向件36，把冷却剂引导到冷却器内壁上设置的与该内壁基本垂直的至少一个凹槽37中。由于导向元件36和凹槽37的作用，冷却剂所包含的压力能量转变成功能。这样，在防止产生会降低冷却效率的绝热蒸汽层的同时，改善了冷却剂的冷却效率。在基本处于冷却器的最热部位的冷却器的底部加热了的冷却剂通过在冷却器顶部设置的冷却剂出口38从冷却器31中排出。
上述图2到图4示出了本发明的最佳实施例，各具有一个不同形式的导向元件。但是可以明白，当需要的时候，各种形式的导向元件可以用在同一冷却器中。
权利要求
1.一种在金属铸造中，特别在由底部往上垂直连续铸造中激烈冷却铸件装置，至少连铸机注口(12，21，32)的项部为一个冷却器(11，22，31)所包围，在冷却器中设置了一个隔离元件(14，24，34)，它把冷却器(11，22，31)分成了两部分，所述的冷却器(11，22，31)设置了至少一个导向元件(16，17)，该导向元件装在冷却器壳体中并/或与设置在冷却器中的隔离元件(14，24，34)相连，其特征在于所述的导向元件为设置在冷却器壳体上的至少一个导槽(16，17)。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述的导向元件(16，17)设在位于在注口(12，21，31)中的金属液的凝固前沿(15，25，35)所限定的高度处。
全文摘要
在由底部向上连续铸造中激烈冷却铸件的装置，连铸机的注口为冷却器包围，冷却器中设置了隔离元件，按照本发明，冷却器设置了至少一个导向元件，装在冷却器壳体中并/或与隔离元件相连。导向元件设在最好在位于注口中的金属液凝固前沿高度处。并且，导向元件为设置在冷却器壳体上的至少一个凹槽。
文档编号B22D11/055GK1166392SQ9710241
公开日1997年12月3日 申请日期1997年2月3日 优先权日1990年10月17日
发明者马库·赫曼尼, 希波·伊尔马利 申请人:欧托库普·卡斯特福股份有限公司