專利名稱：沿向上方向鑄造金屬絲、金屬條和金屬管的方法與設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的方法與設備特別是用來沿向上方向連續(xù)地鑄造有色金屬絲、金屬條和金屬管的，但是這種鑄造并非是垂直地進行的，而是沿某種傾斜方向朝上。在經一次冷卻器后，再對產品進行直接水冷。
傳統的垂直鑄造法中是把絲、條或管件向上垂直鑄造，相應的設備包括與鑄造噴口相連的一次冷卻器，還包括第二冷卻器。當鑄造例如8mm的絲材時(在銅絲鑄造中，8mm乃是最一般的直徑)，這兩個冷卻器的總長約為2m。鑄造的金屬在一次冷卻器(特別是在長度約為此冷卻器總長約1～5％的噴口部分)中發(fā)生結晶并進行一次冷卻。二次冷卻則發(fā)生在一次冷卻器的頂部和一分開的二次冷卻器中，后者又構成冷卻器總長的約一半。此一次冷卻器的頂部與二次冷卻器包括著外殼、冷卻水分配管以及內管。冷卻水在內管之外，而待鑄造的絲材則在內。在內管與待鑄絲材之間必須設置出空隙，以使坯件能夠無阻礙地取出。在待鑄絲件與內管之間的間隙上發(fā)生熱傳導。
在這種傳統的垂直鑄造方法中，生產線的較高費用是有顯著影響的因素，特別是在涉及到有限的生產規(guī)模時，這是因為必須以同于較大生產規(guī)模生產線的方式來提供構件。通過提高鑄造速率可以降低生產線的費用，這種情形下的蛇形管數和冷卻器數應該減少。但二次冷卻的低效率則有礙于鑄造速率的提高。當坯件剛從冷卻器出來而太熱時，它的表面將被氧化而變黑，因而在進一步精煉中成為不合格的。對于直徑為8mm的未氧化的鑄造絲材，當冷卻器是純凈的，而冷卻水足夠地熱，同時熔體的質量是合格的時，最大鑄造速率例如約為5m/min。在為改進二次冷卻所遇到的種種障礙中，首先要指出不能把內管制造成過份嚴密，這是因為必須使坯件能自由移動；其次把冷卻器制成得太長時由于鑄造的絲材直徑頗細也是不利的。細長的絲長易于松弛鑄造機形成的沖擊形式，而這對絲材質量有著顯著的影響。
本發(fā)明的方法與設備特別是為小生產容量的需要而開發(fā)的。在這種方法中，待鑄造的產品即絲材、條材或管材與在傳統的垂直向上鑄造方法中不同，是相對于熔鑄爐的垂直軸線，按傾斜向上的位置成20～85°而最好成30～60°的角進行鑄造，同時對每根絲材只提供一個冷卻器，而二次冷卻則是在待鑄造的坯件上直接進行。本發(fā)明還涉及到相應的設備。本發(fā)明的關鍵性新穎特點可從后附權利要求書中了解到。
根據本發(fā)明的方法，鑄造噴口和冷卻器是以傾斜位置浸沒于熔體中，使得噴射到鑄造產品上用作二次冷卻水能夠在熔鑄爐壁之外澆注到熱的鑄得的產品上。此外，從冷卻器出來的絲材不需朝冷卻器方向作太多的彎曲。
為此，本發(fā)明的設備采用了一種短的冷卻器，這在實際上意味著此種冷卻器只包括傳統垂造鑄造工藝中的一次冷卻器。此短冷卻器的目的只是用來從所鑄造的金屬上冷卻其熔化熱，并進行稍許初步冷卻以在鑄得的產品中形成堅固性。在從冷卻器冒出的熱鑄件的頂部上則有噴射水來實現二次冷卻并把產品的溫度降低到足以使不再發(fā)生氧化。在此一次冷卻器的上部，在其孔口中于二次冷卻之前引入有某種合適的保護氣體如氮氣，用以防止氧化。
下面參看以橫剖圖形式闡明本發(fā)明的工作原理的附

圖1來進一步說明本發(fā)明的設備。
圖1的鑄造設備首先包括有熔鑄爐1及其支承構件。一次冷卻器4和鑄口部分地插入于其中，并按傾斜位置在拉制情形以約45°角浸沒于此熔鑄爐所含熔體中。此鑄造產品的二次冷卻部分包括噴水口8和位于此鑄造產品和彎曲鼓之下用來回收噴水口噴射的水的端槽9。從此圖中還可看到，沿著一次冷卻器的上口10和二次冷卻部間的距離，引入了保護氣體屏以防氧化。上述噴口的傾斜位置允許采用在此熔鑄爐壁外的直接噴水口。
如圖所示，這種新開發(fā)的結構簡單而高度低，因而生產過程易于控制。當依據本發(fā)明只采用了一個環(huán)繞鑄造產品的冷卻器時，此冷卻器結構只約有傳統冷卻器高度的1/4高。此外，直接水冷是非常有效的，結果可使鑄造速率高于傳統方法中的而不會使鑄造產品氧化。這本身導致冷卻器個數與蛇形管數減少，從而降低了成本。
在現在開發(fā)的這一種設備的一次冷卻器中只從鑄造產品中回收約60％的熱量，這意味著所需的冷卻水量減少了約40％。最后的冷卻是通過直接噴口進行噴水，而這就不需有類似于一次冷卻器中對水的高純度和對水的溫度要求。
特別是在小生產規(guī)模的鑄造機中，各鑄造產品都有其特定的運行馬達，這時在減速中來分別啟動各鑄造產品時就不會有困難。另一方面，由于每個鑄造產品都有其自身的運行馬達，馬達的尺寸就可選擇得很小而降低費用。當用于熔化的材料以均勻的方式送入熔鑄爐內而噴口又有足夠的浸沒深度時，在這種鑄造機中也可不用導致成本增加的獨立的高度調節(jié)系統。
權利要求
1.沿向上方向鑄造有色金屬線材、條材與管材的方法，特征在于，鑄造是在相對于熔鑄爐垂直軸線的角度為20-85°時向上進行。
2.權利要求1所述的方法，特征在于，鑄造產品的冷卻除了在鑄口內進行初次冷卻外，還將水直接噴射到此鑄造產品上作為二次冷卻。
3.權利要求1所述的方法，特征在于，鑄造是在30～60°的角度內向上進行的。
4.權利要求1所述的方法，特征在于，鑄造制品所在的初次冷卻區(qū)和二次冷卻區(qū)之間的區(qū)域是由保護性氣體包圍。
5.沿向上方向鑄造有色金屬線材、條材或管材(5)的設備，此設備包括熔鑄爐(1)和由此上引的初次冷卻器(4)，以及部分地位于初次冷卻器內的鑄口(3)，特征在于，初次冷卻器(4)和部分設于其中的鑄口(3)布置成相對于此熔鑄爐垂直軸線取20～85°角從此溶鑄爐向上。
6.權利要求5所述的設備，特征在于，初次冷卻器(4)與部分位于其中的鑄口(3)是按30～60°的角從熔鑄爐向上設置。
7.權利要求5所述的設備，特征在于，在待鑄造制品的前進方向中，在初次冷卻器(4)之后相續(xù)地設有包括直接噴水口(8)的二次冷卻部和用于回收這種水的溜槽(10)。
8.權利要求7所述的設備，特征在于，上述二次冷卻部位于熔鑄爐(1)的爐壁外側。
全文摘要
本發(fā)明涉及的方法與設備特別是用來沿向上方向連續(xù)地鑄造有色金屬絲材、條材和管材的,但是這種鑄造并非是垂直的進行的,而是沿某種傾斜方向朝上。在經過一次冷卻器后,再對鑄造產品進行直接水冷。
文檔編號B22D11/00GK1202401SQ98107778
公開日1998年12月23日 申請日期1998年4月28日 優(yōu)先權日1997年4月29日
發(fā)明者馬爾庫·科伊維斯托 申請人:奧托庫姆普聯合股份公司