專利名稱：金屬鑄造中激烈冷卻鑄件的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在金屬鑄造中，特別在由底部往上垂直連續(xù)鑄造中激烈冷卻鑄件的裝置。
例如美國專利US 3746077公開的垂直連續(xù)底鑄方法中，金屬鑄件的冷卻通常使用如

圖1所示的冷卻器。其中冷卻劑通過在冷卻器外壁附近設置的冷卻劑進口，從冷卻器的頂部流到底部。在冷卻器中設置了中間管，使得冷卻劑在冷卻器內壁處上升時導向其出口。在圖1中，金屬液導向注口1；在注口的高度2處形成了金屬液的凝固前沿，金屬液在該處凝固。在冷卻器3中，借助于中間管4，冷卻劑首先通過冷卻劑進口往下導到冷卻器的底部，然后再往上返回，向冷卻器的頂部流，再從冷卻器中排出。很明顯，從注口1排出的熱含量基本是在凝固前沿2的高度處，因為在凝固過程中，金屬狀態(tài)改變并根據(jù)狀態(tài)轉變溫度散發(fā)出熱量。
當圖1所示的現(xiàn)有技術的冷卻器用來例如鑄造金屬絲時，這時鑄造速度比較快，可觀察到鑄造金屬絲溫度的增加是時間的函數(shù)。當以6米/分的速度鑄造銅絲時，在冷卻后，銅絲表面的溫度還高于500℃。如此銅絲溫度的增高通常使銅絲斷裂，使操作質量變劣。溫度增高的原因是例如在冷卻器下部的熱膨脹，這樣在注口和冷卻器之間的螺紋中產生了間隙。另外，在高的鑄造速度下高的熔化熱容量使冷卻器中水表面溫度升高，因而在冷卻器的冷卻表面產生了隔熱的蒸汽泡。
本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種新的改進型的操作更可靠的裝置，使得在高的鑄造速度下，特別在由底部往上垂直連接鑄造中，能更有效地冷卻鑄件。
為實現(xiàn)本發(fā)明上述目的，本發(fā)明提供了一種在鑄造中，特別在由底部往上垂直連續(xù)鑄造中激烈冷卻鑄件的裝置，至少連鑄件機注口的頂部為一個冷卻器所包圍，在冷卻器中設置了一個隔離元件，它把冷卻器分成了兩部分，所述的冷卻器設置了至少一個導向元件，該導向元件裝在冷卻器殼體中并且/或與設置在冷卻器中的隔離元件相連，按照本發(fā)明，所述的導向元件為設置在冷卻器殼體體上的至少一個導槽。
按照本發(fā)明，導向元件最好設置在冷卻裝置的金屬液凝固前沿所限定的高度處，使得特別是至少在該高度處冷卻效果很有利地強化了。同時，也防止了鑄件溫度的升高，由此避免產品斷裂。
本發(fā)明的導向元件可以很有利地裝在冷卻器的殼體上并且/或由冷卻劑流動方向所限定的隔離元件上，該隔離元件使冷卻劑在冷卻器內先從頂部往下流，然后再返回上流。當把導向元件裝在冷卻器殼體中，這些元件形成了把冷卻劑引導到靠近要冷卻的表面處。如此強化了冷卻，也強化了在凝固前沿高度上方的部分的冷卻。
使用本發(fā)明的導向元件，冷卻劑可以很有利地流過垂直連續(xù)鑄造中最熱的位置，可以充分使用冷卻劑的總冷卻能力。這樣可以提高現(xiàn)用的鑄造速度，而不會增加鑄件的溫度并避免了由此造成的鑄件斷裂的危險。
下面參附圖詳細說明本發(fā)明，附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術應用由底向上垂直連續(xù)鑄造的鑄造機的冷卻器的示意性側視圖；圖2示出本發(fā)明的一個最佳實施例的示意性側視圖，其中冷卻劑的導向元件裝在冷卻器的殼體上；圖3示出本發(fā)明的另一個最佳實施例的示意性側視圖，其中冷卻劑的導向元件裝在冷卻器的隔離元件上。
圖4示出本發(fā)有第三個最佳實施例的示意性側視圖，其中冷卻劑的導向元件裝在隔離元件和冷卻器的殼體上。
在前面對先有技術說明的部分已經解釋了圖1。
圖2中，冷卻器11安置成包圍注口12，使得至少注口12的頂部被冷卻。如水之類的冷卻劑通過位于冷卻器頂部的進口13進入冷卻器中。在冷卻器11中，冷卻劑沿著圖2中的箭頭方向首先往下流入在冷卻器11的外壁和在冷卻器內設置的隔離元件14之間的空間內。然后，按照本發(fā)明，冷卻劑通到在注口12中的金屬液凝固前沿15的高度時，進入設置在冷卻器11的殼體中的基本水平的導槽16中，使得冷卻劑流到實際上接近處于最熱位置的冷卻器11的內壁，這樣很有利地改進了冷卻效率。導槽16又與另一個導槽17相連，后者實際上與冷卻器11的垂直內壁相平行。除了導槽16和17把冷卻劑基本帶到冷卻器殼體的最熱位置外，在最熱位置處與冷卻劑相接觸的冷卻器殼體11的表面也被擴展了。這樣進一步提高了冷卻器11的冷卻能力。
在冷卻器11內壁和隔離元件14中的已加熱的冷卻劑上升通過導槽17，并經由冷卻劑出口18排出冷卻器。冷卻器中導槽16和17的數(shù)目可根據(jù)本發(fā)明裝置的應用來確定，可為一個或多個。
在圖3中，冷卻器22設置成包圍注口21，其中冷卻劑的流動方向也如圖2的方式以箭頭示出。冷卻劑通過進口23進入冷卻器22中，冷卻劑在冷卻器11的外壁和隔離元件24之間往下流到冷卻器的底部。按照本發(fā)明，在隔離元件24的底部，基本上處于注口21中的金屬液凝固前沿25的高度處，設置了至少一個導向件26，用以把冷卻劑導向冷卻器的內壁，很有利的是導到內壁要求激烈冷卻的地方。加熱了的冷卻劑通過隔離元件24和冷卻器11的內壁之間的空間，引導到冷卻劑出口27。使用本發(fā)明的導向件26，冷卻劑的流速可增大，因此冷卻效率更好。同樣，冷卻劑的紊流也增加，因此很有利地防止在冷卻器表面產生一蒸汽層。
在圖4的實施例中，冷卻器31設置成包圍注口32的頂部。冷卻劑通過冷卻器頂部設置的冷卻劑進口33供入，并在冷卻器外壁和隔離元件34之間的空間往下流到冷卻器31的底部。為了把冷卻劑導向冷卻器的內壁，在隔離元件34的底部，基本上處于注口32中的金屬液凝固前沿35，聯(lián)接著至少一個導向件36，把冷卻劑引導到冷卻器內壁上設置的與該內壁基本垂直的至少一個凹槽37中。由于導向元件36和凹槽37的作用，冷卻劑所包含的壓力能量轉變成功能。這樣，在防止產生會降低冷卻效率的絕熱蒸汽層的同時，改善了冷卻劑的冷卻效率。在基本處于冷卻器的最熱部位的冷卻器的底部加熱了的冷卻劑通過在冷卻器頂部設置的冷卻劑出口38從冷卻器31中排出。
上述圖2到圖4示出了本發(fā)明的最佳實施例，各具有一個不同形式的導向元件。但是可以明白，當需要的時候，各種形式的導向元件可以用在同一冷卻器中。
權利要求
1.一種在金屬鑄造中，特別在由底部往上垂直連續(xù)鑄造中激烈冷卻鑄件裝置，至少連鑄機注口(12，21，32)的項部為一個冷卻器(11，22，31)所包圍，在冷卻器中設置了一個隔離元件(14，24，34)，它把冷卻器(11，22，31)分成了兩部分，所述的冷卻器(11，22，31)設置了至少一個導向元件(16，17)，該導向元件裝在冷卻器殼體中并/或與設置在冷卻器中的隔離元件(14，24，34)相連，其特征在于所述的導向元件為設置在冷卻器殼體上的至少一個導槽(16，17)。
2.根據(jù)權利要求1的裝置，其特征在于所述的導向元件(16，17)設在位于在注口(12，21，31)中的金屬液的凝固前沿(15，25，35)所限定的高度處。
全文摘要
在由底部向上連續(xù)鑄造中激烈冷卻鑄件的裝置，連鑄機的注口為冷卻器包圍，冷卻器中設置了隔離元件，按照本發(fā)明，冷卻器設置了至少一個導向元件，裝在冷卻器殼體中并/或與隔離元件相連。導向元件設在最好在位于注口中的金屬液凝固前沿高度處。并且，導向元件為設置在冷卻器殼體上的至少一個凹槽。
文檔編號B22D11/055GK1166392SQ9710241
公開日1997年12月3日 申請日期1997年2月3日 優(yōu)先權日1990年10月17日
發(fā)明者馬庫·赫曼尼, 希波·伊爾馬利 申請人:歐托庫普·卡斯特福股份有限公司