專利名稱：潤(rùn)滑連續(xù)鑄造金屬的結(jié)晶器壁的方法及其所用的結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬的連續(xù)鑄造領(lǐng)域。更精確一些，它涉及一種潤(rùn)滑傳統(tǒng)的連續(xù)鑄造設(shè)備的結(jié)晶器的方法，還涉及一種所謂的“有液態(tài)金屬頭的連續(xù)鑄造”設(shè)備的結(jié)晶器，其中，希望將結(jié)晶器中的液態(tài)金屬的表面與鑄造產(chǎn)品開(kāi)始凝固的區(qū)域隔開(kāi)一段距離。
傳統(tǒng)的連續(xù)鑄鋼作業(yè)大致地包括將熔融金屬連續(xù)地倒入一無(wú)底的垂直管形振動(dòng)式結(jié)晶器中，該結(jié)晶器具有被內(nèi)循環(huán)水激烈冷卻的金屬壁(用銅或銅合金制造)；將已經(jīng)在其外側(cè)凝固至幾個(gè)厘米厚的產(chǎn)品(板坯、大方坯或方坯，取決于結(jié)晶器的大小)也同樣是連續(xù)地從結(jié)晶器中拉出。這種產(chǎn)品的凝固是在設(shè)備的下面各段中完成的，在這些階段里，產(chǎn)品在離開(kāi)結(jié)晶器時(shí)首先用噴水的辦法強(qiáng)制冷卻，然后自然冷卻。以后，將產(chǎn)品切成所要求的長(zhǎng)度。振動(dòng)式結(jié)晶器的目的是防止產(chǎn)品的凝固的表層局部粘在結(jié)晶器的壁上，而這將會(huì)使表層被撕掉，造成“拉漏”，也就是說(shuō)，液態(tài)金屬通過(guò)撕破處流出。這種事故必然要求立即停止鑄造生產(chǎn)，因而有使設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞的危險(xiǎn)。
對(duì)于由此而生產(chǎn)出的軋制產(chǎn)品的良好品質(zhì)來(lái)說(shuō)，重要的是，這些連續(xù)鑄造的產(chǎn)品有盡可能小的表面缺陷和分層缺陷。但是，液體在結(jié)晶器中的振蕩和流動(dòng)使結(jié)晶器中的液態(tài)金屬的表面水平不斷變化，而產(chǎn)品的表層也隨此在被冷卻的壁上開(kāi)始凝固。這些變化是在產(chǎn)品表面上周期性地出現(xiàn)不規(guī)則物，如凝固的箍和振蕩痕跡的主要原因，而這種不規(guī)則物的大小是希望能減至最小的。
已知的對(duì)這個(gè)問(wèn)題的補(bǔ)救方法包括將結(jié)晶器中的液態(tài)金屬的表面與產(chǎn)品開(kāi)始凝固的水平隔開(kāi)一段距離。為此，將一個(gè)不受冷卻的稱為“套筒”的管形元件放在結(jié)晶器(該結(jié)晶器處于套筒的延伸部分上)的受到冷卻的金屬元件的上邊緣上，并調(diào)節(jié)倒入的金屬的流量和鑄造速度，以便使金屬的表面保持在套筒的里面。由于套筒是用絕熱材料如高鋁耐火材料制造的，原則上制品表層的凝固不會(huì)從套筒壁上開(kāi)始，而只能在金屬元件的水平上開(kāi)始。這樣，液態(tài)金屬表面的水平的波動(dòng)就不再會(huì)影響凝固開(kāi)始的區(qū)域。凝固進(jìn)行得很均勻，并導(dǎo)致產(chǎn)品的表面質(zhì)量和分層性與傳統(tǒng)的連鑄設(shè)備相比有顯著的改進(jìn)。這種設(shè)備常常用“有液態(tài)金屬頭的連續(xù)鑄造”設(shè)備來(lái)稱呼。
另外，在這些設(shè)備中，將液態(tài)金屬送入結(jié)晶器中的浸沒(méi)的噴嘴有包含在套筒中的開(kāi)口端。因此，包含在套筒中的金屬形成一個(gè)緩沖容積，它將在金屬到達(dá)金屬元件的水平之前由于金屬的流入而形成的紊流予以減弱。與傳統(tǒng)的連鑄情況相比，這還有助于在金屬的第一層凝固時(shí)提供更好的均勻性，在傳統(tǒng)的連鑄生產(chǎn)中，這種紊流影響受到冷卻的金屬元件的整個(gè)上部并可在高回流區(qū)的附近減緩凝固。
為了保證凝固正好在金屬元件的水平處開(kāi)始，有可能如文件EP0620062中所推薦的那樣，在耐火材料做的元件與金屬元件之間的連接處注入加壓的惰性氣體。這樣做的目的是企圖在例如套筒壁還未達(dá)到它的完全熱平衡的情況下，將已經(jīng)在套筒壁開(kāi)始形成的不希望有的固體表層剝?nèi)ァ?br> 絕對(duì)重要的是，在傳統(tǒng)的連續(xù)鑄造中或在采用液態(tài)金屬頭的連續(xù)鑄造中，要對(duì)結(jié)晶器的受到冷卻的金屬元件的內(nèi)壁進(jìn)行潤(rùn)滑，以保證被拉出的產(chǎn)品的凝固表層有良好的滑移性，從而防止拉漏。在傳統(tǒng)的連鑄生產(chǎn)中，有兩種方法可以采用。一種方法包括在液態(tài)金屬的表面上放置以氧化物或溶劑為基礎(chǔ)的復(fù)蓋粉末。它在它與金屬的界面上形成一液體層，同時(shí)，在結(jié)晶器的周邊，由粉末的成份賦予了潤(rùn)滑性能的這種液體在壁與凝固表層之間滲透。此外，這種粉末還沾著已經(jīng)上升至金屬表面的非金屬夾渣，保護(hù)液態(tài)金屬不受大氣的再氧化，并阻擋由金屬發(fā)出的輻射。對(duì)主要控制其在粉末/金屬界面的流動(dòng)性的粉末的成份的要求，對(duì)這些功能來(lái)說(shuō)并不是相同的。因此，成份的選擇必須是一種不能使其中任何一種功能為最佳的折衷方案。另一種潤(rùn)滑方法包括在結(jié)晶器內(nèi)部的金屬表面上涂一層油，例如菜籽油，以使其在壁與凝固的表層之間滲透。這樣可以達(dá)到高質(zhì)量的潤(rùn)滑，但是不會(huì)再具備捕獲夾渣物、防止金屬再氧化和阻擋輻射的功能。因此，這種方法只在用于鑄造尺寸非常小的按自由流動(dòng)模式(設(shè)有浸沒(méi)的噴嘴)鑄造產(chǎn)品的設(shè)備中偶然使用。在這種設(shè)備中，如果采用復(fù)蓋粉末，則鑄造流對(duì)金屬表面的沖擊將使粉末被卷入結(jié)晶器，從而使金屬受到嚴(yán)重的污染。
在這兩種方法中，第一種方法不能移用至有液態(tài)金屬頭的鑄造的情況。為了保護(hù)金屬并粘著夾雜物，被放置在套筒中的金屬表面上的粉末不能到達(dá)表層開(kāi)始在該處凝固的金屬元件的上水平處，因此粉末在潤(rùn)滑中不起作用。還有，在套筒與金屬元件的連接處注入粉末是難以想象的，這是因?yàn)椋@樣可使金屬受到一部分粉末的污染，這些粉末不可避免地要被卷入金屬中。因此，要選擇一種沿金屬元件的內(nèi)周邊，在其與套筒的連接處注油，以潤(rùn)滑結(jié)晶器的辦法。例如在它們之間插入一受到冷卻并設(shè)有槽的金屬插入件，就可以做到這一點(diǎn)。但是，要在金屬元件(它通常有700mm左右的長(zhǎng)度)的整個(gè)高度上得到滿意的潤(rùn)滑，是有問(wèn)題的。其理由為，注入點(diǎn)處的很高的溫度會(huì)使一部分油裂解，由此而產(chǎn)生的氣體(主要為Co和甲烷)的放出必須保持在限定的水平上，以便不使金屬在結(jié)晶器中沸騰。因此，只能用比較小的流量將油注入，這是因?yàn)?，?dāng)將流量加大到一足夠從頂部到底部都適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑結(jié)晶器的值時(shí)，將導(dǎo)致放出不能接收的大量氣體發(fā)出。因此，必須用一在金屬元件下部做出的附加的注入在套筒/金屬元件的連接處補(bǔ)充此油的注入。這樣，就保證了結(jié)晶器的最后幾十厘米可以得到適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑，但是這樣又使結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)多少更復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是提供一種方法，它能使任何連鑄設(shè)備的結(jié)晶器中的整個(gè)受冷卻的金屬部分得到最佳的潤(rùn)滑，從而在任何情況下都有可能在傳統(tǒng)的連鑄生產(chǎn)中采用液體潤(rùn)滑劑，并且簡(jiǎn)化用于有液態(tài)金屬頭的連鑄生產(chǎn)的結(jié)晶器的設(shè)計(jì)。
為此，本發(fā)明的主題是一種潤(rùn)滑用于連續(xù)鑄造金屬產(chǎn)品的結(jié)晶器的方法，這種結(jié)晶器包括一受到激烈冷卻的垂直振動(dòng)的金屬管狀元件，該元件限定了一條用于被鑄造的金屬的通道，并試圖在金屬與上述通道中的壁接觸時(shí)使上述金屬產(chǎn)品凝固，在該方法中，將一種液體潤(rùn)滑劑通過(guò)上述金屬管狀元件朝著上述正在凝固的金屬產(chǎn)品注射，其特征在于，上述注射是在上述管狀元件的位于單一水平上的按環(huán)狀分布的各個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行的，上述水平位于離最低水平的距離大于20cm處，在該最低水平處，上述產(chǎn)品能夠開(kāi)始凝固；并且，上述潤(rùn)滑劑的流量足以使上述潤(rùn)滑劑的一部分沿上述壁上升至某個(gè)水平，在該處，可以有效地開(kāi)始上述產(chǎn)品的凝固。
在發(fā)明的主題還在于一種用于連續(xù)鑄造金屬產(chǎn)品的設(shè)備的結(jié)晶器，這種結(jié)晶器包括一受到激烈冷卻的金屬管形元件，該元件限定了一條用于被鑄造的金屬的通道，并試圖在金屬與上述通道中的壁接觸時(shí)使上述金屬產(chǎn)品凝固；用于垂直地振動(dòng)上述結(jié)晶器的裝置和用于通過(guò)上述金屬管狀元件朝著上述正在凝固的金屬產(chǎn)品注射一種處于液體狀態(tài)的潤(rùn)滑劑的裝置，其特征在于，上述裝置位于上述金屬管狀元件的單一水平上，該水平位于離最低水平的距離大于20cm處，在該最低水平處，上述產(chǎn)品能夠開(kāi)始凝固。
正如已經(jīng)理解了的那樣，本發(fā)明包括將液體潤(rùn)滑劑的注射位置設(shè)在結(jié)晶器的一個(gè)水平上，該水平比鑄造產(chǎn)品開(kāi)始凝固的那個(gè)水平低很多，而不是在那個(gè)水平本身處。事實(shí)上，從本發(fā)明中已經(jīng)觀察到，結(jié)晶器的垂直振動(dòng)足以使一部分潤(rùn)滑劑沿受到冷卻的金屬元件的壁顯著地上升。因此，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整潤(rùn)滑劑的注射點(diǎn)和其參數(shù)，就有可能使大量的潤(rùn)滑劑到達(dá)開(kāi)始凝固的那個(gè)水平，從而保證只采用這種注射便可使結(jié)晶器在其受到冷卻的金屬元件的整個(gè)高度上都有令人滿意的潤(rùn)滑。此外，這個(gè)量必須很少，以便在結(jié)晶器中不使不能接收的氣體放出。在傳統(tǒng)的連鑄生產(chǎn)中，復(fù)蓋粉末不再用于這種潤(rùn)滑功能，因此其成份可以進(jìn)行優(yōu)化，以使其能最好地執(zhí)行它的捕獲夾雜物和保護(hù)液態(tài)金屬表面的功能。在采用液態(tài)金屬頭的連鑄生產(chǎn)中，不再需要在結(jié)晶器的受冷卻的元件上在幾個(gè)水平處注入液體潤(rùn)滑劑，從而大大地簡(jiǎn)化了它的設(shè)計(jì)。
參考附圖并閱讀下面的說(shuō)明便可更好的理解本發(fā)明。這些附圖是

圖1以縱向剖面示意地表示了裝有按照本發(fā)明的結(jié)晶器的有液態(tài)金屬頭的連續(xù)鑄造金屬的設(shè)備；圖2以同樣的方式表示了裝有按照本發(fā)明的結(jié)晶器的現(xiàn)有連鑄設(shè)備；圖3較詳細(xì)地表示了按照本發(fā)明的結(jié)晶器的金屬管狀元件的一個(gè)例子。
圖1所示的結(jié)晶器在采用液態(tài)金屬頭的連續(xù)鑄造鋼或其它金屬的生產(chǎn)中是傳統(tǒng)的，它由兩個(gè)疊加的元件組成。主元件是一個(gè)由銅或銅合金制造的金屬管形元件2，其內(nèi)表面3限定了一與要求鑄造的產(chǎn)品具有相同尺寸的通道4，并且該通道有圓形、正方形或矩形截面。此金屬管形元件2可以是一個(gè)單件(這常常是用于鑄造鋼棒、方坯或大方坯的情況)或是由一組板形成，每個(gè)板對(duì)應(yīng)于結(jié)晶器1的一個(gè)面(一般是用于鑄造鋼板坯的情況)。通常，金屬管形元件2由循環(huán)水5冷卻，該循環(huán)水設(shè)在例如外表面6和包圍它的夾套7之間。圍繞金屬管形元件2的上緣8固定有結(jié)晶器的第二元件，即由一管形元件形成的套筒9，此管形元件用例如為90/10％鋁土/硅石混合物這樣的耐火材料制造。套筒9的內(nèi)表面10限定了位于通道4的延長(zhǎng)部分上的通道11，而通道4則由金屬管形元件2的內(nèi)表面3限定。在所示例子中，這兩條通道4與11有同樣的尺寸，但也有可能使其中的一個(gè)具有比另一個(gè)小的尺寸，以便使在鑄造產(chǎn)品開(kāi)始凝固時(shí)有更清楚的輪廓。另外，在一種熟知的方法中，被浸設(shè)的噴嘴12與未示出的其中盛有欲澆鑄的液態(tài)金屬13的中間包連接，并將欲澆鑄的液態(tài)金屬輸送至在套筒9內(nèi)的通道11中。由于套筒9是用絕熱材料制造的，因而不會(huì)在其壁上明顯地發(fā)生液態(tài)金屬13的凝固，而是只在液態(tài)金屬13與受到冷卻的金屬元件2的內(nèi)表面3接觸時(shí)，也即在與上述元件2的上緣8在同一水平時(shí)才開(kāi)始。這種凝固導(dǎo)致形成凝固的鋼表層14，其厚度在經(jīng)過(guò)結(jié)晶器1往下移動(dòng)時(shí)增加，所述表層包圍著鑄造產(chǎn)品16的仍然是液態(tài)的芯部15。該產(chǎn)品16用未示出的一臺(tái)已知的裝置連續(xù)地從結(jié)晶器1中拉出，該設(shè)備裝在設(shè)備的下面各個(gè)階段。在產(chǎn)品16以部分凝固的狀態(tài)離開(kāi)結(jié)晶器1之后，它按傳統(tǒng)由一未示出的裝置連續(xù)冷卻，該裝置向其外表面噴以水流或水/空氣的混合流，這個(gè)動(dòng)作在緊位于結(jié)晶器1的下方處開(kāi)始，并繼續(xù)布及幾米的長(zhǎng)度。此后，產(chǎn)品16僅通過(guò)對(duì)流與輻射而完全凝固并完全冷卻。通常，結(jié)晶器1還包括一未示出的裝置，該裝置能使其整個(gè)地沿箭頭17的方向作垂直的振動(dòng)。這種振動(dòng)可以是正弦的，或是服從于某個(gè)更復(fù)雜的規(guī)律。它們通常具有幾個(gè)Hz的頻率和幾個(gè)mm的振幅。
結(jié)晶器1還包括一個(gè)通過(guò)繞受到冷卻的金屬管狀元件2的內(nèi)表面3的周邊噴射潤(rùn)滑液，如油以潤(rùn)滑此內(nèi)表面3的裝置，該油旨在滑入此表面3與產(chǎn)品16的凝固的表層14之間。但是，與在金屬元件2的頂部和在同一元件的下部進(jìn)行此種注入的一般作法相反，按照本發(fā)明，潤(rùn)滑液只在距離受到冷卻的金屬元件2的上緣820cm以上的單一水平處被噴入。這種噴注通過(guò)管道18、19進(jìn)行，該管道做在金屬元件2的壁上并將潤(rùn)滑劑導(dǎo)向開(kāi)在此元件2的內(nèi)表面3上的小孔20、21，從而將潤(rùn)滑劑分布在產(chǎn)品16的凝固的表層14的整個(gè)周邊上。潤(rùn)滑劑本身用未示出的裝置送入管道18、19中，該裝置與在受到冷卻的金屬元件2的下緣24上形成的管道18、19下部的小孔22、23相連。
如同其它的采用液態(tài)金屬頭的連續(xù)鑄造設(shè)備一樣，最好將存在于模子1中的液態(tài)金屬13的表面復(fù)蓋以復(fù)蓋粉末25，它不必用作為受冷卻的金屬元件2的內(nèi)表面3的潤(rùn)滑劑。因此更易于優(yōu)化它的成份，以使它在防止金屬13被再氧化和捕獲非金屬夾雜物方面做得最好。
如圖2所示，按照本發(fā)明的普通的連鑄設(shè)備有與圖1中的設(shè)備的元件種類(lèi)相同且功能相同的元件，并將其標(biāo)以同樣的參考標(biāo)號(hào)。此設(shè)備與前述設(shè)備的區(qū)別在于，受到冷卻的金屬管形元件2構(gòu)成了結(jié)晶器1的整個(gè)內(nèi)表面。因此，不再有絕熱套筒。結(jié)晶器1中的液態(tài)金屬15的表面保持低于金屬元件2的上緣8，而這個(gè)表面所處的水平是產(chǎn)品16的表層14開(kāi)始凝固的地方。同前面所述的一樣，按照本發(fā)明，結(jié)晶器1的內(nèi)表面通過(guò)注射潤(rùn)滑液來(lái)全面地潤(rùn)滑，該注射地點(diǎn)離開(kāi)表層14開(kāi)始凝固的水平某個(gè)距離。為了在采用這種鑄造設(shè)備的任何情況下都不會(huì)看到過(guò)量的潤(rùn)滑劑裂解，必須使這種注射在低于液態(tài)金屬15的表面一至少20cm處進(jìn)行。因此，必須把潤(rùn)滑劑注射裝置放在低于產(chǎn)品16能在該處開(kāi)始凝固的最低水平至少20cm處。還必須以這樣的流量注射潤(rùn)滑劑，以使在考慮其它操作條件時(shí)，在任何瞬間都有較大部分的潤(rùn)滑劑沿受到冷卻的管形元件2的壁上升至產(chǎn)品16有效地開(kāi)始凝固的水平。
在現(xiàn)有的連鑄生產(chǎn)中，這種技術(shù)方案的主要優(yōu)點(diǎn)在于能使用其成份特別適合于捕獲夾雜物并將液態(tài)金屬與大氣隔開(kāi)的復(fù)蓋粉末25，這是因?yàn)?，它不必為結(jié)晶器1提供潤(rùn)滑。這種適用性導(dǎo)致選擇一種在其與液態(tài)金屬15的界面處具有比在傳統(tǒng)的連鑄生產(chǎn)中所需要的流動(dòng)性更低的粉末25。
圖3更詳細(xì)地示出了結(jié)晶器1的金屬元件2的實(shí)施例的不受限制的例子的視圖，當(dāng)它被安裝在鑄造機(jī)中時(shí)除去了包圍它的夾套7。此例子適用于鑄造每邊為155mm的正方形截面的黑色冶金產(chǎn)品。在此例子中，可以看到，用于輸送潤(rùn)滑劑的管道18、18′包括在金屬元件2的外表面6上機(jī)加工出來(lái)的縱向凹槽，它們位于在元件2的下緣24上鉆出的孔的延伸部分上，這些孔組成了管道18、18′、19的下部小孔22、22′、23、23′。這些管道18、18′、19中的每一個(gè)都在其上端通向分配室25、25′，該分配室包括橫向于對(duì)應(yīng)的管道18、18′、19并在金屬元件2的外表面6上由機(jī)加工而成的凹槽，它向右延伸并靠近上述元件2的邊緣26、27、28。這些分配室25、25′的每一個(gè)的底部都鉆有多個(gè)小孔20、20′21，它們通向金屬元件2的內(nèi)表面3并構(gòu)成前述的在金屬元件2和鑄造產(chǎn)品16的凝固的表層14之間輸送潤(rùn)滑劑的小孔。管道18、18′、19和分配室25、25′在它們已被機(jī)加工以后用蓋子(未示出)以密封的方式封閉，這些蓋子利用例如電子束焊接固定在金屬元件2的外表面6上。這種固定方法的優(yōu)點(diǎn)在于允許對(duì)結(jié)晶器1使用超聲波而不致破壞蓋子/金屬元件2連接的密封性，而如果用螺釘來(lái)進(jìn)行這種固定，就不可能做到這一點(diǎn)。我們都還記得，超聲波可以用一種已知的方式幫助改善結(jié)晶器1的潤(rùn)滑，并提高它的冷卻系統(tǒng)的效率。
在金屬元件2的內(nèi)表面上，在其下緣24與分配室25、25′之間最好做出細(xì)的縱向溝29，用于與小孔20、20′、21一起分布潤(rùn)滑劑。這些溝有利于向結(jié)晶器2的下部排泄多余的潤(rùn)滑液和由潤(rùn)滑劑的裂解而產(chǎn)生的氣體。
作為例子，剛才提到的各種元件的尺寸特性可以是-金屬元件2的長(zhǎng)度700mm；-金屬元件2的內(nèi)截面每邊為155mm的正方形；-金屬元件2的壁厚11mm；-管道18、18′、19的寬度和它們的下部小孔22、22′、23、23′的直徑3mm；-分配室25、25′與金屬元件2的邊緣之間的距離10mm；-將潤(rùn)滑劑輸送至金屬元件2的內(nèi)表面上的小孔20、20′、21的直徑0.5mm；-這些小孔20、20′、21的數(shù)目每個(gè)分配室25、25′有28個(gè)。
-這些小孔20、20′、21與金屬元件2的上緣8之間的距離350mm；以及-用于將潤(rùn)滑劑朝金屬元件2的底部排放的縱向溝29的尺寸寬度0.5mm，深度1mm。
如上所述，本發(fā)明是以這樣的觀察為基礎(chǔ)的，即在結(jié)晶器1的振蕩作用下，部分潤(rùn)滑液有可能沿金屬管形元件2的壁上升至一可能比較大的高度。因此，有可能在一個(gè)水平上通過(guò)注射潤(rùn)滑劑來(lái)潤(rùn)滑結(jié)晶器1的受到冷卻的管狀元件2的整個(gè)高度，只要潤(rùn)滑劑的流量在其它給定的工作條件下是充足的。為此，必須將注射潤(rùn)滑液的水平的位置設(shè)在一個(gè)合適的地方，也就是說(shuō)-離開(kāi)受到冷卻的金屬元件2的上端8足夠遠(yuǎn)，在該處，表層14開(kāi)始凝固，從而能消除潤(rùn)滑劑有顯著的裂解的危險(xiǎn)，而這種情況是本發(fā)明特別希望避免的；-而且也要離這同一端足夠近，以使有適量的潤(rùn)滑劑可在其它的給定工作條件下抵達(dá)該處。
對(duì)于大小已知的結(jié)晶器，為了確定將潤(rùn)滑劑噴入結(jié)晶器的最優(yōu)地點(diǎn)所需要考慮的參數(shù)主要是產(chǎn)品16的鑄造速度、結(jié)晶器1的振動(dòng)幅度和頻率以及注射的潤(rùn)滑劑的流量。當(dāng)其它情況都一樣時(shí)，流量越大，鑄造速度越低，則潤(rùn)滑劑沿金屬元件2上升的高度總是越高。因此，必須將結(jié)晶器1設(shè)計(jì)成只要改變潤(rùn)滑劑的流量，就有可能在各種可能使用的工作條件下使整個(gè)結(jié)晶器1得到適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑。
這是可以做到的，即在離開(kāi)產(chǎn)品16開(kāi)始凝固的地方較近之處(小于20cm)注射潤(rùn)滑劑，并且只注射很少的量，以免使裂解現(xiàn)象變得過(guò)分嚴(yán)重。但是，這樣的潤(rùn)滑劑量不再在每種使用情況下都足以保證結(jié)晶器1的整個(gè)底部有令人滿意的潤(rùn)滑。于是，也必須在此底部的第二水平處注射潤(rùn)滑劑，就所建議的方法而言，這將去掉它的大部分優(yōu)點(diǎn)。
在實(shí)踐中，對(duì)于前述的在采用液態(tài)金屬頭的連鑄生產(chǎn)中所用的其截面是每邊為155mm的正方形的結(jié)晶器而言，已經(jīng)看到，當(dāng)產(chǎn)品的鑄造速度為1.5m/min，采用頻率為3Hz、振幅為2.5mm的振動(dòng)時(shí)，如果用于注射潤(rùn)滑劑的小孔20、20′、21離開(kāi)金屬元件2的上緣8為350mm，就必須在結(jié)晶器的每個(gè)面上每分鐘注射大約12.5cm3的油，以使油能上升至所要求的高度。在與此相同的條件下，將油的流量限制為每個(gè)面每分鐘10cm3，則只能使油上升至250mm的距離，這樣就不足以潤(rùn)滑金屬元件2的上部。但是，如果將鑄造速度降至1m/min，則每個(gè)面每分鐘7cm3的油流量就足以潤(rùn)滑整個(gè)金屬元件2。
自然，在不背離本發(fā)明的精神的條件下，也可以設(shè)想有其它的實(shí)現(xiàn)剛剛描述過(guò)的結(jié)晶器的形式，尤其是，應(yīng)當(dāng)理解，用于輸送潤(rùn)滑劑的裝置可以有與所舉例子不同的形狀。此外，很明顯，本發(fā)明可以用于任何金屬的連續(xù)鑄造，而不是只用于鋼的連續(xù)鑄造。
權(quán)利要求
1.一種潤(rùn)滑用于金屬產(chǎn)品的連續(xù)鑄造的結(jié)晶器的方法，這種結(jié)晶器包括一受到激烈冷卻的垂直振動(dòng)的金屬管狀元件，該元件限定了一條用于被鑄造的金屬的通道，并意圖在金屬與上述通道中的壁接觸時(shí)使上述金屬產(chǎn)品凝固，在該方法中，將一種液體潤(rùn)滑劑通過(guò)上述的金屬管狀元件朝著上述的正在凝固的金屬產(chǎn)品注射，其特征在于，上述注射是在上述管狀元件的單一水平上的按環(huán)狀分布的各個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行的，上述水平位于距最低水平的距離大于20cm的地方，在該最低水平處，上述產(chǎn)品能夠開(kāi)始凝固；其特征還在于，上述潤(rùn)滑劑的流量足以使上述潤(rùn)滑劑的一部分沿上述壁上升至某個(gè)水平，在該處，上述產(chǎn)品的凝固可以有效地開(kāi)始。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，上述結(jié)晶器包括一用絕緣材料制造的管狀套筒，它放在上述的受到冷卻的金屬管狀元件的上緣上并位于其延長(zhǎng)部分上；并且，在結(jié)晶器中鑄造的金屬的表面保持在上述套筒里面；還有，有一部分上述潤(rùn)滑劑上升至上述受到冷卻的金屬管狀元件的上緣處。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征為，上述潤(rùn)滑劑為油。
4.一種用于連續(xù)鑄造金屬產(chǎn)品(16)的設(shè)備的結(jié)晶器(1)，這種結(jié)晶器包括一受到激裂冷卻的金屬管狀元件(2)，該元件限定了用于被鑄造的金屬的通道(4)，并意圖在金屬與上述通道(4)中的壁(3)接觸時(shí)使上述金屬產(chǎn)品(16)凝固；用于垂直地振動(dòng)上述結(jié)晶器(1)的裝置和一種通過(guò)上述金屬管狀元件(2)朝著上述的正在凝固的金屬產(chǎn)品(16)注射一種處于液體狀態(tài)的潤(rùn)滑劑的裝置，其特征在于，上述裝置位于上述金屬管狀元件(2)的單一水平上，該水平位于離最低水平的距離大于20cm的地方，在該最低水平處，上述產(chǎn)品能夠開(kāi)始凝固。
5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)晶器，其特征為，它包括一用絕熱材料做的管狀套筒(9)，該套筒放在上述受到冷卻的金屬管狀元件(2)的上緣(9)上并位于其延長(zhǎng)部分上；并且，上述的用于注射處于液體狀態(tài)的潤(rùn)滑劑的裝置位于比上述上緣(8)低至少20cm處。
6.如權(quán)利要求4或5所述的結(jié)晶器，其特征為，上述的用于注射處于液體狀態(tài)的潤(rùn)滑劑的裝置包括管道(18、18′、19)，它們?cè)O(shè)在金屬管狀元件(2)的壁上并且每個(gè)管道都與鉆有多個(gè)孔(20、20′)的分配室(25、25′)相通，所述孔與金屬管狀元件(2)的內(nèi)表面(3)相通，并且用于注射潤(rùn)滑劑的裝置還包括用于將上述潤(rùn)滑劑送入上述管道(18、18′、19)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及潤(rùn)滑用于連續(xù)鑄造金屬產(chǎn)品的結(jié)晶器的方法，這種結(jié)晶器包括一受到激冷的垂直振動(dòng)的金屬管狀元件，在該方法中，將一種液體潤(rùn)滑劑通過(guò)金屬管狀元件朝著正在凝固的金屬產(chǎn)品注射，該注射在管狀元件的單一水平上按環(huán)狀分布的各個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行，上述水平位于離產(chǎn)品能夠開(kāi)始凝固的最低水平大于20cm的距離處，潤(rùn)滑劑的流量足以使?jié)櫥瑒┑囊徊糠盅乇谏仙廉a(chǎn)品可以有效地開(kāi)始凝固的某個(gè)水平。本發(fā)明還涉及用于實(shí)現(xiàn)此方法的結(jié)晶器。
文檔編號(hào)B22D11/049GK1145287SQ96105860
公開(kāi)日1997年3月19日 申請(qǐng)日期1996年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月17日
發(fā)明者埃里克·佩林, 雅克·斯皮奎爾, 讓-馬克·喬利維特, 皮埃爾·庫(kù)伯, 保羅·內(nèi)夫奧 申請(qǐng)人:聯(lián)合金屬公司, 陶斯科金屬有限公司, 冶金研究中心, 索拉克有限公司, 于吉內(nèi)薩瓦有限公司, 迪靈冶煉有限公司