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(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的方法與設(shè)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(jīng)一次冷卻器后，再對產(chǎn)品進行直接水冷。
傳統(tǒng)的垂直鑄造法中是把絲、條或管件向上垂直鑄造，相應(yīng)的設(shè)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(dāng)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(jié)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(gòu)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(nèi)管。冷卻水在內(nèi)管之外，而待鑄造的絲材則在內(nèi)。在內(nèi)管與待鑄絲材之間必須設(shè)置出空隙，以使坯件能夠無阻礙地取出。在待鑄絲件與內(nèi)管之間的間隙上發(fā)生熱傳導(dǎo)。
在這種傳統(tǒng)的垂直鑄造方法中，生產(chǎn)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(chǎn)規(guī)模時，這是因為必須以同于較大生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)線的方式來提供構(gòu)件。通過提高鑄造速率可以降低生產(chǎn)線的費用，這種情形下的蛇形管數(shù)和冷卻器數(shù)應(yīng)該減少。但二次冷卻的低效率則有礙于鑄造速率的提高。當(dāng)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(dāng)冷卻器是純凈的，而冷卻水足夠地?zé)?，同時熔體的質(zhì)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(nèi)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(zhì)量有著顯著的影響。
本發(fā)明的方法與設(shè)備特別是為小生產(chǎn)容量的需要而開發(fā)的。在這種方法中，待鑄造的產(chǎn)品即絲材、條材或管材與在傳統(tǒng)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(yīng)的設(shè)備。本發(fā)明的關(guān)鍵性新穎特點可從后附權(quán)利要求書中了解到。
根據(jù)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(chǎn)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(chǎn)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(shè)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(tǒng)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(chǎn)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(xiàn)二次冷卻并把產(chǎn)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(shè)備。
圖1的鑄造設(shè)備首先包括有熔鑄爐1及其支承構(gòu)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(chǎn)品的二次冷卻部分包括噴水口8和位于此鑄造產(chǎn)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(jié)構(gòu)簡單而高度低，因而生產(chǎn)過程易于控制。當(dāng)依據(jù)本發(fā)明只采用了一個環(huán)繞鑄造產(chǎn)品的冷卻器時，此冷卻器結(jié)構(gòu)只約有傳統(tǒng)冷卻器高度的1/4高。此外，直接水冷是非常有效的，結(jié)果可使鑄造速率高于傳統(tǒng)方法中的而不會使鑄造產(chǎn)品氧化。這本身導(dǎo)致冷卻器個數(shù)與蛇形管數(shù)減少，從而降低了成本。
在現(xiàn)在開發(fā)的這一種設(shè)備的一次冷卻器中只從鑄造產(chǎn)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(chǎn)規(guī)模的鑄造機中，各鑄造產(chǎn)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(chǎn)品時就不會有困難。另一方面，由于每個鑄造產(chǎn)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(dāng)用于熔化的材料以均勻的方式送入熔鑄爐內(nèi)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(dǎo)致成本增加的獨立的高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
權(quán)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(quán)利要求1所述的方法，特征在于，鑄造產(chǎn)品的冷卻除了在鑄口內(nèi)進行初次冷卻外，還將水直接噴射到此鑄造產(chǎn)品上作為二次冷卻。
3.權(quán)利要求1所述的方法，特征在于，鑄造是在30～60°的角度內(nèi)向上進行的。
4.權(quán)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(shè)備，此設(shè)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(nèi)的鑄口(3)，特征在于，初次冷卻器(4)和部分設(shè)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(quán)利要求5所述的設(shè)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(shè)置。
7.權(quán)利要求5所述的設(shè)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(shè)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(quán)利要求7所述的設(shè)備，特征在于，上述二次冷卻部位于熔鑄爐(1)的爐壁外側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及的方法與設(shè)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(jīng)過一次冷卻器后,再對鑄造產(chǎn)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(quán)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(lián)合股份公司