專利名稱：在輥式帶材鑄機(jī)上生產(chǎn)金屬帶的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在輥式帶材鑄機(jī)的兩個(gè)澆鑄輥之間連續(xù)注入金屬熔液來生產(chǎn)金屬帶的方法以及一種執(zhí)行該方法的裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)按照上述方式鑄造金屬帶時(shí)，一層雜質(zhì)和氧化物漂浮在澆鑄輥之間的液池表面上。此外，由于注入金屬液以及澆鑄輥運(yùn)動(dòng)，在熔液中出現(xiàn)表面波和表面流動(dòng)，它們造成金屬液和雜質(zhì)在澆鑄輥上向上溢動(dòng)。由此存在這樣的危險(xiǎn)，即部分熔液在被冷卻的澆鑄輥上強(qiáng)烈變冷并過早凝固。雜質(zhì)和氧化物因?yàn)橐撼乇砻娌黄届o而濺到澆鑄輥表面上并被澆鑄輥帶走。這意味著帶材表面的不規(guī)則性以及帶材質(zhì)量變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供出一種上述類型的方法以及一種用于執(zhí)行該方法的裝置，由此盡量消除了雜質(zhì)和氧化物淤積到澆鑄輥表面上和部分金屬熔液過早凝固的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，通過一種具有權(quán)利要求1的特征的方法以及通過一種具有權(quán)利要求11或20的特征的裝置來完成該任務(wù)。
本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案構(gòu)成從屬權(quán)利要求的主題。
在最靠近液池表面/澆鑄輥的各過渡區(qū)的液池之上如此各自產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場并由此在熔液中局部產(chǎn)生渦流，使其在熔液中出現(xiàn)淺層表面流動(dòng)，這種流動(dòng)從澆鑄輥起朝向液池的中央平面即朝向金屬帶的出口平面進(jìn)行，由此能量損耗少地防止了不希望有的、部分金屬液沿澆鑄輥邊緣過早凝固。雜質(zhì)和氧化物從澆鑄輥上被移走。
以下結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖示意表示

圖1示意表示一輥式帶材鑄機(jī)的兩個(gè)澆鑄輥及其間的金屬液池以及各一個(gè)布置在液池表面上的并沿各自的澆鑄輥延伸的且用于在熔液中產(chǎn)生表面流動(dòng)的裝置；圖2-圖9表示根據(jù)圖1的裝置的不同實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，示意地示出了兩個(gè)可繞水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的澆鑄輥1、2，澆鑄輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向用D1、D2表示。為了生產(chǎn)金屬帶8，在這兩個(gè)澆鑄輥1、2和兩個(gè)設(shè)置在澆鑄輥1、2端側(cè)區(qū)域里的側(cè)密封3之間，通過一個(gè)澆口裝置6注入金屬液。澆口裝置本身是已知的，因而不詳細(xì)描述澆口裝置6了。液池在圖1中用4表示，液池表面用5表示。制成的金屬帶8通過一個(gè)在這兩個(gè)被冷卻的澆鑄輥1、2之間的直通澆縫7沿箭頭方向B被引出。金屬帶8的出口平面對應(yīng)于液池4的中央平面E，澆口裝置6也位于該平面E里。
在液池表面5之上，根據(jù)本發(fā)明，靠近澆鑄輥表面地設(shè)有用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的裝置10、10′，所述裝置沿澆鑄輥1、2延伸。以下將結(jié)合圖2-圖9來詳細(xì)描述這些裝置的不同實(shí)施例。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)動(dòng)方向在圖1中用F1、F2表示，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線用A1、A2表示。通過旋轉(zhuǎn)磁場，在導(dǎo)電的金屬熔液中產(chǎn)生了局部的渦流，這樣的渦流對導(dǎo)電熔液施加作用力，結(jié)果，在熔液中出現(xiàn)了從澆鑄輥1、2起朝向液池4的中央平面E的表面流動(dòng)(見箭頭S1、S2)。表面流動(dòng)一方面防止部分熔液不希望出現(xiàn)地在澆鑄輥表面/液池表面的過渡區(qū)里過早凝固，另一方面防止雜質(zhì)和氧化物淤積在澆鑄輥表面上并被澆鑄輥1、2帶走。雜質(zhì)和氧化物從澆鑄輥上被移走并且可以沿位于該中央平面E里的澆口裝置6被除去。
已公開的是，澆鑄輥1、2一般在其表面上涂覆有一個(gè)鎳層。在該鎳層中，也通過該旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生渦流，這種渦流在局部導(dǎo)致略微升溫，由此還減小了熔液在被冷卻的輥面上過早凝固的危險(xiǎn)。
以下，結(jié)合圖2-圖9來詳細(xì)描述用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的裝置10、10′的不同實(shí)施例。
圖2表示一個(gè)在液池表面5/澆鑄輥2過渡區(qū)附近設(shè)置在液池4之上的并且沿澆鑄輥2延伸的線圈裝置10′a，它包括一個(gè)位置固定的并有圓形橫截面的線圈架15，在線圈架的外周面上布置有多條導(dǎo)線16或線圈。導(dǎo)線或線圈是如此連接的，即在利用相移交流電進(jìn)行多相勵(lì)磁時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)在轉(zhuǎn)動(dòng)方向F2上旋轉(zhuǎn)的磁場，該磁場的變化過程在圖2中用線FV表示。該旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A2與線圈架15的軸線重合。如上所述，在液池表面5上的金屬熔液通過旋轉(zhuǎn)磁場并在與產(chǎn)生于熔液中的渦電流場的交變作用下沿箭頭方向S2被驅(qū)離澆鑄輥2并被壓扁。熔液表面由此變得平靜并且防止金屬液和雜質(zhì)上在澆鑄輥表面上溢動(dòng)。雜質(zhì)和氧化物被驅(qū)向液池4的中央平面E。通過給線圈裝置10′a供電，可以有利地在頻率和強(qiáng)度方面與澆鑄參數(shù)有關(guān)地調(diào)整線圈勵(lì)磁。在這里，給線圈裝置10′a的供電和給配屬于另一澆鑄輥1的對置線圈裝置的供電最好分頭進(jìn)行，為此采用本身已知的可控式多相供電裝置。這樣一來，場強(qiáng)和頻率可最佳地匹配于澆鑄作業(yè)的要求。此外，各線圈裝置在液池表面5上方的位置通過適當(dāng)?shù)膫鞲衅鱽頊y量并且根據(jù)作業(yè)過程來最佳地調(diào)整。
線圈勵(lì)磁可以通過具有正弦形、矩形或其它適當(dāng)脈沖形狀的多相交流電來完成。
圖3表示一個(gè)具有電錯(cuò)位120°的線圈(見在線圈架15外周面上的導(dǎo)線16x，16y，16z；16u，16v，16w)的線圈裝置10′b，這些線圈通過三相交流電來勵(lì)磁。
根據(jù)圖4，一個(gè)線圈裝置10′c的一又是位置固定的線圈架15c具有一個(gè)面向液池表面5的且與該液池表面平行的下表面18c，它配有多條且或許是三條導(dǎo)線16w、16x、16v，這些導(dǎo)線的走向平行于液池表面5并與之間隔相同的距離，這樣一來，進(jìn)一步加強(qiáng)了在熔液中的流動(dòng)效果(見箭頭S2)。
通過在圖5中示出的線圈裝置10′d也獲得了相同的效果，該線圈裝置具有一個(gè)有矩形橫截面的線圈架15d，其中，又是一個(gè)面向液池表面5的下表面配設(shè)有許多根在液池表面5之上平行延伸的并與液池表面間隔同樣距離的導(dǎo)線16d。線圈架15d具有一個(gè)讓冷卻介質(zhì)流過的中央通道20。線圈裝置的冷卻最好用本來就有的惰性冷卻氣體來完成，因此，冷卻成本低。如果需要更高的線圈裝置功率，則可以以液氮作為冷卻介質(zhì)。
圖6所示的線圈裝置10′e的線圈架15e也具有一個(gè)讓冷卻介質(zhì)流過其中的中央通道20。這個(gè)又具有圓形橫截面的且在外周面配設(shè)有導(dǎo)線16e的線圈架15e被安裝在一個(gè)陶瓷管22中，線圈架15e還具有多個(gè)且或許是六個(gè)分布在外周面上的缺口23，這些缺口與陶瓷管22中的內(nèi)表面24一起構(gòu)成多個(gè)讓冷卻介質(zhì)流過其中的其它的冷卻通道25。
根據(jù)圖7的線圈裝置10f包括除了仍然布置在陶瓷管22中的線圈架15外還具有一個(gè)磁場屏蔽罩27，該磁場屏蔽罩設(shè)置在該線圈架15的背對液池表面5的那側(cè)上。用于防止不希望有的散射場并用于加強(qiáng)要獲得的作用的磁場屏蔽罩27最好由鋼板或鐵氧體構(gòu)成。
在所有上述線圈裝置中，導(dǎo)線最好用耐熱氧化物絕緣(如皮羅坦內(nèi)克森絕緣材料)。導(dǎo)線也可以直接讓冷卻介質(zhì)流經(jīng)其中。線圈勵(lì)磁可以在電纜饋線橫截面小的情況下完成。
特別有利的是，導(dǎo)線或者線圈在各自的線圈架外周面上呈螺旋形延伸。于是，熔液還獲得了一個(gè)附加的指向側(cè)密封(或側(cè)封板)3的力分量，這個(gè)分力被用于移走雜質(zhì)和氧化物。
在圖8、9中示出了另一種用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的裝置10′h、10′i。代替位置固定的線圈裝置，在液池表面5之上沿各自澆鑄輥1、2設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體架30h或30i，各有多個(gè)被冷卻的永磁體31h或31i被固定在磁體架上。通過使永磁體裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，又出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)磁場，它們造成局部的渦流并由此也在熔液中造成所需的流動(dòng)。這樣一來，也可以在澆鑄輥1、2的表面鎳層中產(chǎn)生局部的渦流，這樣的渦流引起在澆鑄輥表面上的略微升溫并且抑制了熔液在這些位置上過早凝固。
磁體架30h、30i分別具有一個(gè)讓冷卻介質(zhì)流過的中央通道33或以其它方式布置的冷卻孔并且被一個(gè)陶瓷管32包圍起來。
在圖8所示的變型方式中，永磁體31h沿磁體架30h的周向布置。在圖9的實(shí)施例中，永磁體31i沿磁體架30i的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A1的徑向設(shè)置。磁體架30h或30i的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A2或A1在這兩個(gè)變型方式中同時(shí)也是旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。
本發(fā)明的方法以及用于執(zhí)行該方法的本發(fā)明裝置能夠顯著改善待生產(chǎn)的金屬帶的質(zhì)量，但操作技術(shù)簡單且成本低廉。
此外，利用該方法，可以實(shí)現(xiàn)對液態(tài)區(qū)域里的波的阻尼并使波變平緩，以便獲得筆直的凝固線。這兩個(gè)裝置10、10′最好這樣來控制，即所述凝固線在相同高度上形成。
權(quán)利要求
1.一種通過在一輥式帶材鑄機(jī)的兩個(gè)澆鑄輥(1，2)之間連續(xù)注入金屬液來生產(chǎn)金屬帶(8)的方法，其特征在于，在液池(4)上方且靠近液池表面(5)/澆鑄輥(1或2)的各過渡區(qū)地分別產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場并由此在熔液中產(chǎn)生局部的渦流，結(jié)果在熔液中出現(xiàn)一種表面流動(dòng)，這種表面流動(dòng)從澆鑄輥(1，2)起指向該液池(4)的中央平面(E)，即指向該金屬帶(8)的出口平面。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過該旋轉(zhuǎn)磁場，在一個(gè)最好由鎳構(gòu)成的澆鑄輥表面層中產(chǎn)生局部的渦流，這樣一來，在澆鑄輥表面上出現(xiàn)局部的略微升溫，這種升溫抑制金屬熔液過早凝固。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)磁場通過在該液池(4)上方沿澆鑄輥(1，2)布置的線圈裝置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)產(chǎn)生，所述線圈裝置分別具有一個(gè)線圈架(15；15c；15d；15e)，在該線圈架的外周面上如此布置和連接有多條導(dǎo)線(16；16x，16y，16z，16v，16u，16w)或線圈，即在利用相移交流電進(jìn)行多相的且可根據(jù)需要來調(diào)整頻率和強(qiáng)度的勵(lì)磁的情況下，產(chǎn)生該旋轉(zhuǎn)磁場，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場通過與液池表面(5)上的渦流場的交變作用驅(qū)使熔液離開所述澆鑄輥(1，2)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述線圈的勵(lì)磁通過具有正弦形、矩形或其它適當(dāng)?shù)拿}沖形狀的多相交流電來完成。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，這些導(dǎo)線(16x，16y，16z，16v，16u，16w)電錯(cuò)位120°地設(shè)置在線圈架(15)的外周面上并通過三相交流電來勵(lì)磁。
6.如權(quán)利要求3-5之一所述的方法，其特征在于，通過所述導(dǎo)線(16；16x，16y，16z，16v，16u，16w)的在該線圈架(15；15c；15d；15e)上的螺旋形走向，對液池表面(5)施加一個(gè)附加的指向一澆鑄輥端側(cè)的分力。
7.如權(quán)利要求3-6之一所述的方法，其特征在于，分頭給兩個(gè)沿這兩個(gè)澆鑄輥(1，2)布置的線圈裝置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)供電。
8.如權(quán)利要求3-7之一所述的方法，其特征在于，測量并調(diào)整該線圈裝置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)的與液池表面(5)有關(guān)的位置。
9.如權(quán)利要求3-8之一所述的方法，其特征在于，通過平行于液池表面(5)并與之間隔開相同距離地直線狀布置導(dǎo)線，加強(qiáng)在熔液中的表面流動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的各旋轉(zhuǎn)磁場通過旋轉(zhuǎn)一個(gè)布置在該液池(4)之上的且沿各澆鑄輥(1，2)延伸的并配備有多個(gè)被冷卻的永磁體(31h；31i)的磁體架(30h；30i)來產(chǎn)生。
11.一種執(zhí)行如權(quán)利要求1-9之一所述方法的裝置，其特征在于，在液池(4)之上，各設(shè)有一個(gè)沿各澆鑄輥延伸的線圈裝置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)，該線圈裝置包括一個(gè)位置固定的線圈架(15；15c；15d；15e)，在該線圈架的外周面上安裝有多個(gè)可通過多相交流電勵(lì)磁的導(dǎo)線(16；16x，16y，16z，16v，16u，16w；16d)或線圈。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，該線圈架(15d；15e)配備有至少一個(gè)可讓冷卻介質(zhì)流過的通道(20)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，該線圈架(15；15e)具有圓形橫截面。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，該線圈架(15；15e)被一個(gè)陶瓷管(22)包圍住。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，該線圈架(15e)在外周面上有多個(gè)缺口(23)，這些缺口與該陶瓷管(22)的內(nèi)面(24)一起構(gòu)成多個(gè)冷卻通道(25)。
16.如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，該線圈架(15c；15d)具有一個(gè)平行于液池表面(5)的表面(18c；18d)，該表面配設(shè)有多根并列的導(dǎo)線(16w，16x，16v；16d)。
17.如權(quán)利要求11-16之一所述的裝置，其特征在于，該線圈裝置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)包括直接讓冷卻介質(zhì)流過的導(dǎo)線。
18.如權(quán)利要求11-17之一所述的裝置，其特征在于，該線圈裝置(10′a；10′b；10′c；10′d；10′e；10′f)具有用耐熱氧化物絕緣的導(dǎo)線。
19.如權(quán)利要求11-18之一所述的裝置，其特征在于，在該線圈裝置(10f)之上設(shè)有一個(gè)最好由鋼板或鐵氧體構(gòu)成的磁場屏蔽罩(27)。
20.一種用于執(zhí)行如權(quán)利要求1或2所述方法的裝置，其特征在于，在液池(4)之上至少各設(shè)有一個(gè)沿各澆鑄輥(1，2)延伸的且可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的磁體架(30h；30i)，多個(gè)被冷卻的永磁體(31h；31i)被固定在所述磁體架上。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，該磁體架(30h；30i)配備有至少一個(gè)讓冷卻介質(zhì)流過的通道(33)。
22.如權(quán)利要求20或21所述的裝置，其特征在于，所述配備有該永磁體(31h；31i)的磁體架(30h；30i)布置在一個(gè)陶瓷管(32)中。
全文摘要
為了生產(chǎn)金屬帶，連續(xù)地將金屬液注入一輥式帶材鑄機(jī)的兩個(gè)澆鑄輥(1，2)之間。在液池(4)之上并靠近液池表面(5)/澆鑄輥(1或2)的各過渡區(qū)地分別產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場并由此在熔液中產(chǎn)生局部的渦流，結(jié)果在熔液中出現(xiàn)一種表面流動(dòng)，這種表面流動(dòng)從澆鑄輥(1，2)起指向該液池(4)的中央平面(E)，即指向該金屬帶(8)的出口平面。這樣，盡可能消除了浮于液池表面上的雜質(zhì)和氧化物淤積到澆鑄輥表面上的危險(xiǎn)以及部分金屬液過早凝固的危險(xiǎn)。
文檔編號B22D11/115GK1555299SQ02818255
公開日2004年12月15日 申請日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月18日
發(fā)明者H·馬蒂, J·巴貝, D·薩拉特, A·科赫, , H 馬蒂 申請人:Sms迪馬格股份公司, 主要管理靈感有限公司