專利名稱：連續(xù)鑄造鋼帶的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬帶的鑄造。更具體的應(yīng)用，涉及薄鐵金屬帶的鑄造，但并不僅限于此。
背景技術(shù)：
已知可通過在雙輥鑄造機(jī)中連續(xù)鑄造來鑄造薄金屬帶。熔融金屬被引入一對相對旋轉(zhuǎn)的水平鑄輥之間，該鑄輥在內(nèi)部受到冷卻，從而金屬殼在轉(zhuǎn)動的輥表面凝固且在所述輥之間的輥隙聚集，以產(chǎn)生從輥之間的輥隙向下排出的凝固的薄帶產(chǎn)品。術(shù)語“輥隙”這里用來指代在該處鑄輥彼此最為靠近的大致區(qū)域?？蓪⑷廴诮饘購臐舶鼉A注入一較小的容器，熔融金屬從該容器流過輥隙之上位于輥之間的金屬輸出噴嘴，以形成直接在輥隙之上支撐在鑄輥的鑄造表面上的熔融金屬的澆注池。這個澆注池可限定在與鑄輥端部以滑動接合的方式固定的側(cè)板或壩之間。
在使用雙輥鑄造機(jī)鑄造薄鋼帶的過程中，已經(jīng)非常關(guān)注旨在產(chǎn)生流至澆注池的和在澆注池中的平穩(wěn)均勻的金屬流的金屬輸出噴嘴的設(shè)計。先前已有建議使用這樣的具有接收熔融金屬的槽的輸出噴嘴，該槽用以在鑄造過程中接收具有浸沒在澆注池中的較低部分的熔融金屬，且具有側(cè)開口，熔融金屬可穿過該側(cè)開口朝輥的鑄造表面向外流入澆注池。日本專利No.09-103855和美國專利No.6012508中披露了這種金屬輸出噴嘴的實例。
以我們的經(jīng)驗，以前的這種雙輥鑄造機(jī)采用具有梯形底部的金屬輸出噴嘴，該梯形底部具有浸沒在澆注池中的平底。這樣一種現(xiàn)有技術(shù)的金屬輸出噴嘴如圖1所示。發(fā)現(xiàn)由雙輥鑄造機(jī)制造的薄鑄造帶，在鑄造帶中會出現(xiàn)由于不均勻的凝固而產(chǎn)生的波紋形皺縮和有關(guān)的開裂。本發(fā)明提供一種可以抑制上述問題的金屬輸出噴嘴，即使沒有完全消除這個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于將熔融金屬輸出至帶型鑄條機(jī)的澆注池的金屬輸出噴嘴，該金屬輸出噴嘴包括(a)伸長的噴嘴主體，其具有縱向延伸的側(cè)壁和端壁，以形成噴嘴槽；(b)在所述側(cè)壁中的側(cè)出口，能夠從所述噴嘴主體的側(cè)壁側(cè)向向外地排出來自于所述槽的熔融金屬；以及(c)低于所述側(cè)出口的噴嘴主體的側(cè)壁，其向下延伸，以在所述噴嘴的較低末端處會合和相交，從而形成所述噴嘴主體的底部，所述底部具有阻止在所述噴嘴槽下面的澆注池中夾帶氣泡的外表面。所述側(cè)出口沿著所述側(cè)壁縱向地間隔設(shè)置。所述側(cè)開口使得鄰近所述噴嘴槽的底部的熔融金屬向外流。
所述底部可以是所述側(cè)壁的延伸部分，或者所述底部是與所述側(cè)壁分離的分離部分。在任何一種情況下，所述底部可具有大致平坦的沿著所述噴嘴主體向下和向內(nèi)成角度的外表面。所述底部還具有整體上大致平坦的外表面，且以銳角相交，從而沿所述噴嘴主體形成不同的邊緣?；蛘?，所述底部可具有凸出的彎曲外表面，所述外表面沿噴嘴主體以弓形在所述噴嘴主體的底端相交。
在某些實施例中，所述側(cè)壁的上部還可向下延伸而形成所述底部，并且沿著所述噴嘴主體具有凸出的彎曲外表面。另外，形成所述底部的所述側(cè)壁的凸出的彎曲外表面可沿著所述噴嘴主體以圓形會合在底端?；蛘?，形成所述底部的所述側(cè)壁的凸出的彎曲外表面在所述底端以銳角相交，從而沿著所述噴嘴主體形成不同的邊緣。
通過使用雙輥鑄造機(jī)中所述構(gòu)造的輸出噴嘴，發(fā)現(xiàn)雙輥鑄造機(jī)制造的薄鑄造帶中由于不均勻的凝固而產(chǎn)生的波紋形皺縮和有關(guān)的開裂受到抑制，即使沒有完全消除。雖然因果關(guān)系不確定，但一個理論是澆注池中出現(xiàn)的氣泡沒有被俘獲在金屬輸出噴嘴的底部的下面，所述氣泡可以在這里接合成大氣泡，該大氣泡基于平衡擾動可產(chǎn)生對澆注池表面的擾動。已知在澆注池中，由熔融金屬渣中的氧和熔融金屬和用于構(gòu)造金屬輸出噴嘴的噴嘴難熔物中的碳之間的反應(yīng)會產(chǎn)生的氣體。可相信，如果即刻釋放氣體，并使其以沿構(gòu)成底部的側(cè)壁的外表面平滑移動，并沿上部側(cè)壁的外表面向上移動，可降低澆注池中的擾動，即使沒有完全減弱，并限制了鑄造帶中的波紋形皺縮和開裂，即使沒有完全消除。
而且金屬輸出噴嘴的噴嘴主體的縱向側(cè)壁和端壁可由不含碳的難熔材料形成?？上嘈胚@種難熔材料無破壞性地促使任何產(chǎn)生氣體的釋放。另外，用不含碳的材料例如堿性硅酸鹽材料氧化鋁、氧化鋯和氧化鎂，覆蓋噴嘴側(cè)壁的外表面，更能促進(jìn)平滑釋放。
本發(fā)明還擴(kuò)展到連續(xù)鑄造薄金屬帶的裝置，包括一對側(cè)向定位的鑄輥，在它們之間形成輥隙，以及伸長的金屬輸出噴嘴，設(shè)置于所述鑄輥之間的輥隙之上且沿著所述輥隙延伸，其可排出熔融金屬，以形成在所述輥隙之上支撐在所述鑄輥上的熔融金屬的澆注池。其中，輸出噴嘴包括伸長的噴嘴主體，具有縱向延伸的側(cè)壁和端壁，從而形成噴嘴槽；在所述側(cè)壁中的側(cè)出口，能夠從所述噴嘴主體的側(cè)壁側(cè)向向外地排出來自于所述噴嘴主體的熔融金屬；以及低于所述側(cè)出口的噴嘴主體的側(cè)壁，其向下延伸，以在所述噴嘴的較低末端處會合和相交，從而形成所述噴嘴主體的底部，所述底部具有阻止在所述噴嘴槽下面的澆注池中的夾帶氣泡的外表面。
另外/或者，還提供一種連續(xù)鑄造薄金屬帶的方法，包括以下步驟安裝具有一對鑄輥的薄帶型鑄條機(jī)，所述一對鑄輥設(shè)置成在其之間形成有輥隙；安裝金屬輸出系統(tǒng)，可以在所述鑄輥之間在所述輥隙之上形成具有側(cè)壩的澆注池，所述側(cè)壩鄰接所述輥隙的端部以限定所述澆注池；以及在上述結(jié)構(gòu)中安裝作為所述金屬輸出系統(tǒng)一部分的輸出噴嘴。


為了更充分地解釋本發(fā)明，參考附圖描述某些特定實施例。所述附圖中圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的金屬輸出噴嘴的截面圖；圖2示出本發(fā)明的金屬輸出噴嘴的第一實施例的截面圖；圖3示出本發(fā)明的金屬輸出噴嘴的第二實施例的截面圖；圖4示出本發(fā)明的金屬輸出噴嘴的第三實施例的截面圖；圖5示出本發(fā)明的金屬輸出噴嘴的第四實施例的截面圖。
具體實施例方式
參考圖2，示出本發(fā)明的金屬輸出噴嘴。伸長的噴嘴主體11用于接收熔融金屬1，包括一對縱向的側(cè)壁15，該對側(cè)壁15的較低部分向下延伸以在下端互相接近并交叉，以形成該噴嘴主體的底部30。一對端壁19也與形成底部30的接合縱向側(cè)壁15結(jié)合。
金屬輸出噴嘴設(shè)置于由側(cè)壩7和雙輥鑄造機(jī)的鑄輥6圍繞的空間中的輥隙G的上方。在縱向側(cè)壁15的較低部分，提供多個側(cè)出口23，熔融金屬可通過該出口從噴嘴主體11排出，所述側(cè)出口23指向鑄輥6的外周表面。當(dāng)熔融金屬1流過噴嘴槽11時，以與鑄輥6的外周表面接觸的方式在輥隙G之上形成熔融金屬的澆注池10。
噴嘴主體11的向下延伸側(cè)壁15形成延伸至輸出噴嘴的底端32的底部30。在圖2所示的輸出噴嘴中，噴嘴底部30的側(cè)壁31整體上為大致平坦的外表面，且交為銳角以在底末端32沿噴嘴主體形成不同的邊緣。
在如圖2所示的具有金屬輸出噴嘴的雙輥鑄造機(jī)中，鑄輥6相對旋轉(zhuǎn)，形成有熔融金屬的澆注池10。冷卻水的通道通過鑄輥6，來自于熔融金屬1的熱量從鑄輥6被吸走以在鑄輥6的外周表面上凝固金屬殼，形成在鑄輥之間的輥隙G的薄鑄造帶8被向下輸送離開輥隙G。
發(fā)現(xiàn)這樣制造的薄鑄造帶，具有受到抑制的波紋形皺縮，即使沒有完全消除?；谖覀兊膶嶒?，可以相信在熔融金屬池10中產(chǎn)生的一氧化碳和其它曳出氣體(entrained gases)沿縱向側(cè)壁15以小氣泡的形式上升，且并未被俘獲在如圖1所示的平底的下方的熔融金屬的澆注池10內(nèi)。可以相信澆注池中產(chǎn)生的氣體沿側(cè)壁31向上通過并以穩(wěn)定受控的方式在澆注池10的表面逃逸。結(jié)果，基于我們的實驗可相信，即使沒有完全減輕，由大直徑的氣泡向上浮動而對熔融金屬池10的表面造成的擾動降低，即使沒有在鑄造帶8的表面被完全消除，波紋形皺縮受到抑制。
圖3示出本發(fā)明的第二輸出噴嘴。用于接收熔融金屬1的伸長的噴嘴主體12包括一對縱向側(cè)壁16，和一對與縱向側(cè)壁16接合的端壁20。側(cè)壁16的較低部分在噴嘴主體的較低末端處彼此接近并交叉。
金屬輸出噴嘴被這樣設(shè)置于由側(cè)壩7和雙輥鑄造機(jī)的鑄輥6圍繞的空間中的輥隙G的上方?？v向側(cè)壁16的較低部分具有多個側(cè)出口24，熔融金屬可通過該出口從噴嘴主體12向鑄輥6的外周表面排出。當(dāng)熔融金屬1流過噴嘴主體12時，在鑄輥6的外周表面上的輥隙G的上方形成熔融金屬的澆注池10。
在這種情況下，向下延伸的側(cè)壁16形成噴嘴底部33，其延伸至噴嘴的底末端。側(cè)壁的上部34的外表面基本平坦，并與圖2中噴嘴主體的側(cè)壁以同樣方式向下和向內(nèi)漸縮。然而，在本實施例中，側(cè)壁底部33的外表面外凸地彎曲，從而沿著噴嘴主體以弓形底部邊緣的形式在噴嘴的底部末端相交。
在如圖3所示的具有金屬輸出噴嘴的雙輥鑄造機(jī)中，鑄輥6相對旋轉(zhuǎn)，熔融金屬的澆注池10形成。冷卻水的通道通過鑄輥6，來自于熔融金屬1的熱量被吸走，以在鑄輥6的外周表面上凝固金屬殼，并在輥隙G形成向下輸送離開輥隙G的薄鑄造帶8。
形成的薄鑄造帶8具有受到抑制的波紋形皺縮，即使沒有完全消除?；谖覀兊墓ぷ?，可相信這種現(xiàn)象發(fā)生是由于在熔融金屬池10中產(chǎn)生的一氧化碳和其它曳出氣體沿縱向側(cè)壁16以小氣泡的形式上升，且由于金屬輸出噴嘴的縱向側(cè)壁16的底部30的形狀，沒有被俘獲在澆注池10內(nèi)。結(jié)果，可相信，即使沒有完全減輕，由大直徑的氣泡向上浮動而對熔融金屬池10的表面造成的擾動降低，且如果沒有被完全消除，在鑄造帶8的表面的波紋形皺縮受到抑制。
圖4示出本發(fā)明的第三金屬輸出噴嘴，其中用于接收熔融金屬1的噴嘴主體13包括一對縱向側(cè)壁17，和一對與各自縱向側(cè)壁17接合的端壁21。較低部分彼此逐漸接近并在較低末端相交而形成底部36。
形成噴嘴底部36的側(cè)壁37的向下延伸的側(cè)壁17延伸至噴嘴主體的底末端38。側(cè)壁37的外表面外凸地彎曲，并以大致銳角在噴嘴主體的底末端相交，從而沿噴嘴主體形成不同的底邊緣。
金屬輸出噴嘴設(shè)置于被側(cè)壩7和雙輥鑄造機(jī)的鑄輥6圍繞的空間中的輥隙G的上方?？v向側(cè)壁17的較低部分具有多個側(cè)出口25，熔融金屬可通過該出口從噴嘴主體13向鑄輥6的外周表面排出。當(dāng)熔融金屬1流過噴嘴主體13時，熔融金屬的澆注池10在輥隙G的上方形成在鑄輥6的外周表面上。
在如圖4所示的具有金屬輸出噴嘴的雙輥鑄造機(jī)中，鑄輥6相對旋轉(zhuǎn)，熔融金屬的澆注池10形成。冷卻水的通道通過鑄輥6，來自于熔融金屬1的熱量被吸走，以在鑄輥6的外周表面上凝固金屬殼，并在輥隙G形成向下輸送離開輥隙G的薄鑄造帶8。
如果沒有彎曲消除，形成的薄鑄造帶8具有受到抑制的波紋形皺縮，即使沒有完全消除?；谖覀兊墓ぷ?，可相信在熔融金屬池10中產(chǎn)生的一氧化碳和其它曳出氣體沿縱向側(cè)壁17大致以小氣泡的形式上升，且由于形成底部的噴嘴主體的縱向側(cè)壁17的下部的外表面的形狀，沒有被俘獲在熔融金屬的澆注池10內(nèi)。結(jié)果，可相信，即使沒有完全減輕，由大直徑的氣泡向上浮動而對熔融金屬池10的表面造成的擾動降低，且即使沒有被完全消除，在鑄造帶8的表面的波紋形皺縮受到抑制。
圖5示出本發(fā)明的第四金屬輸出噴嘴。用于接收熔融金屬1的噴嘴主體14包括一對縱向側(cè)壁18，和一對與各自縱向側(cè)壁18接合的端壁22。側(cè)壁18的較低部分彼此逐漸接近并在較低末端相交。向下延伸的縱向側(cè)壁18形成延伸至底末端48的噴嘴主體的底部46的側(cè)壁47。側(cè)壁47的外表面外凸地彎曲并相交，從而沿著噴嘴主體以圓形形成噴嘴主體的底部。
熔融金屬供給噴嘴設(shè)置于由側(cè)壩7和雙輥鑄造機(jī)的鑄輥6圍繞的空間中的輥隙G的上方。縱向側(cè)壁18的較低部分具有多個側(cè)出口26，熔融金屬可通過該出口從噴嘴主體14向鑄輥6的外周表面排出。當(dāng)熔融金屬1流過噴嘴主體14時，熔融金屬的澆注池10在輥隙G的上方形成在鑄輥6的外周表面上。
在如圖5所示的具有金屬輸出噴嘴的雙輥鑄造機(jī)中，鑄輥6相對旋轉(zhuǎn)，熔融金屬的澆注池10形成。冷卻水的通道通過鑄輥6，來自于熔融金屬1的熱量被吸走，以在鑄輥6的外周表面上凝固金屬殼，并在輥隙G形成向下輸送離開輥隙G的薄鑄造帶8。
形成的薄鑄造帶8具有受到抑制的波紋形皺縮，即使沒有彎曲消除?；谖覀兊墓ぷ?，可相信在熔融金屬池10中產(chǎn)生的一氧化碳和其它曳出氣體沿縱向側(cè)壁18大致以小氣泡的形式上升，且由于噴嘴主體的縱向側(cè)壁18的底部的外表面的形狀，沒有被俘獲在熔融金屬的澆注池10內(nèi)。結(jié)果，可相信，即使沒有完全減輕，由大直徑的氣泡向上浮動而對熔融金屬池10的表面造成的擾動降低，且即使沒有被完全消除，在鑄造帶8的表面的波紋形皺縮受到抑制。
而且，如果圖2至圖5中的縱向側(cè)壁15、16、17和18的表面被不含碳的材料，例如堿性硅酸鹽釉料(水玻璃)覆蓋，可防止小氣泡附著至縱向側(cè)壁15、16、17和18。
而且，如果不含碳的例如氧化鋁，氧化鋯和氧化鎂的難溶物被用于構(gòu)造縱向側(cè)壁15、16、17和18和端壁19、20、21和22，可限制一氧化碳和其它氣體在熔融金屬澆注池10中的產(chǎn)生，并減少形成的氣泡的量。
雖然參考某些實施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解為本發(fā)明不限于已說明的實施例。更確切地說，本發(fā)明覆蓋存在于本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的變化，修改和等價結(jié)構(gòu)且這些需要被保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種用于輸出熔融金屬至帶鑄造機(jī)的澆注池的輸出噴嘴，其包括伸長的噴嘴主體，具有縱向延伸的側(cè)壁和端壁，從而形成噴嘴槽；在所述側(cè)壁中的側(cè)出口，能夠從所述噴嘴主體的側(cè)壁側(cè)向向外地排出來自于所述噴嘴主體的熔融金屬；以及低于所述側(cè)出口的噴嘴主體的側(cè)壁，其向下延伸，以在所述噴嘴的較低末端處會合和相交，從而形成所述噴嘴主體的底部，所述底部具有阻止在所述噴嘴槽下面的澆注池中夾帶氣泡的外表面。
2.如權(quán)利要求1所述的輸出噴嘴，其中，所述側(cè)出口沿著所述側(cè)壁縱向地間隔設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的輸出噴嘴，其中，所述側(cè)開口使得鄰近所述噴嘴槽的底部的熔融金屬向外流。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的輸出噴嘴，其中，所述底部與所述側(cè)壁是一整體部分。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的輸出噴嘴，其中，所述底部是與所述側(cè)壁分離的分離部分。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的輸出噴嘴，其中，形成所述底部的所述側(cè)壁的上部具有大致平坦的沿著所述噴嘴主體向下和向內(nèi)成角度的外表面。
7.如權(quán)利要求6所述的輸出噴嘴，其中，向下延伸而形成所述底部的噴嘴主體的所述側(cè)壁整體上具有大致平坦的外表面，且以銳角相交，從而沿所述噴嘴主體形成不同的邊緣。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的輸出噴嘴，其中，向下延伸而形成所述底部的所述噴嘴主體的側(cè)壁具有凸出的彎曲外表面，所述外表面沿噴嘴主體以弓形在所述噴嘴主體的底端相交。
9.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的輸出噴嘴，其中，向下延伸而形成所述底部的所述側(cè)壁的上部沿著所述噴嘴主體具有凸出的彎曲外表面。
10.如權(quán)利要求9所述的輸出噴嘴，其中，形成所述底部的所述側(cè)壁的凸出的彎曲外表面沿著所述噴嘴主體以圓形會合在底端。
11.如權(quán)利要求9所述的輸出噴嘴，其中，形成所述底部的所述側(cè)壁的凸出的彎曲外表面在所述底端以銳角相交，從而沿著所述噴嘴主體形成不同的邊緣。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的輸出噴嘴，其中，所述側(cè)壁的外表面覆蓋有不含碳的材料。
13.如權(quán)利要求12所述的輸出噴嘴，其中，所述不含碳的材料為堿性硅酸鹽材料。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項所述的輸出噴嘴，其中，所述噴嘴主體的縱向側(cè)壁和端壁由不含碳的難熔材料形成。
15.連續(xù)鑄造薄金屬帶的裝置，包括一對側(cè)向定位的鑄輥，在它們之間形成輥隙，伸長的金屬輸出噴嘴，設(shè)置于所述鑄輥之間的輥隙之上且沿著所述輥隙延伸，可排出熔融金屬，以形成在所述輥隙之上支撐在所述鑄輥上的的熔融金屬的澆注池，其中，所述輸出噴嘴按權(quán)利要求1至14中任一項所述構(gòu)造。
16.一種連續(xù)鑄造薄金屬帶的方法，包括以下步驟安裝具有一對鑄輥的薄帶型鑄條機(jī)，所述一對鑄輥設(shè)置成在其之間形成有輥隙；安裝金屬輸出系統(tǒng)，可以在所述鑄輥之間在所述輥隙之上形成具有側(cè)壩的澆注池，所述側(cè)壩鄰接所述輥隙的端部以限定所述澆注池；以及安裝作為所述金屬輸出系統(tǒng)一部分的包括伸長的噴嘴主體的輸出噴嘴，所述輸出噴嘴按權(quán)利要求1至14中任一項所述構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于將熔融金屬輸出至金屬帶鑄造機(jī)的澆注池的輸出噴嘴，其具有形成有用以接收熔融金屬的槽的伸長的噴嘴主體(11)，以及沿噴嘴主體間隔設(shè)置的側(cè)出口(23)，用以從所述噴嘴主體的側(cè)壁(15)側(cè)向向外地排出來自于所述槽的熔融金屬。側(cè)壁(15)在所述側(cè)出口(23)下方延伸，而在所述噴嘴的較低末端(32)處會合和相交，從而形成所述噴嘴主體的底部(30)，所述底部具有阻止所述噴嘴槽下面的澆注池中夾帶氣泡的外表面。
文檔編號B22D41/50GK1960823SQ200580008988
公開日2007年5月9日 申請日期2005年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者深瀬久彥, 長田史郎, 大塚裕之, 平田淳, 吉澤廣喜 申請人:卡斯特里普公司