[发明专利]强化冷却的连续铸造结晶器

说明书

本发明涉及一种强化冷却的连续铸结晶器。

在连续垂直向上铸中，例如芬兰专利46,693号所示，金属物品的冷却通常是使用图1所示的冷却器进行的，冷却剂由顶部，经过接近冷却器外壁的输入通道加到冷却器底部。在图1中，熔融的金属加到浇注咀1上，在浇注咀中，在高度2处形成一个凝固的端部，熔融金属在该处转化为固体。在冷却器3中，冷却剂由中间导管4引导，首先向下，通过输入通道流向冷却器底部，然后再向上，流向冷却器顶部，从那里流出。很显然，通过浇注咀1散发的热容量是最大的，尤其是在凝固端部2处，因为金属在凝固过程中会改变状态，并且在状态改变过程中，根据温度的不同而散发出热量。

例如，当在浇铸线材时使用图1的新型冷却器时，浇铸是在很高的速度下进行的，浇铸线材温度的增加是时间的函数。例如，当以6米/分的速度浇铸铜丝时，铜丝表面温度在冷却后可能超过500℃。一般，线材温度增加如此之大会导致线材断裂，这就大在削弱了装置的使用效率。在众多的造成冷却能力减弱及结果使线材温度增高的原因中，我们可以指出，例如，熔化温度能量高，这使得冷却器的水面温度升高，结果在冷却器的冷却表面上形成一个绝热的蒸汽泡。进一步的结果是在冷却器底部的热膨胀，这使得在浇注咀与冷却器之间的螺纹连接处再次产生间隙。

本发明的目的是要消除现有技术的缺点，并得到一种新的，改进的强化冷却的连续铸造结晶器，它操作更可靠，连续铸造时的冷却更有效，同时浇铸速度也很高。采用本发明的一个特别有利的领域是连续向上铸造。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种连续结晶器，连续浇铸机的浇注咀被冷却器包围，按照本发明，设有一挤压环其包住冷却器在连铸方向上游的端部以便把冷却器压向浇注嘴。

根据本发明，挤压环安装在冷却器在连铸方向上游的端部。由环产生的压缩应力可防止浇注咀与冷却器之间的间隙扩大，因为当冷却器受热时，冷却器在连铸方向上游的端部，或者例如在水平浇铸的情况下，冷却器的最外端，会膨胀。采用挤压环，情况，则会相反，结果浇注咀与冷却器之间的正常间隙甚至会减小，因为挤压环使冷却器的热膨胀朝着浇注咀方向进行。

根据本发明，现在可以强化冷却过程，这样可防止铸造时浇铸线材或管材断裂。

进一步通过附图及实施例详细说明本发明，附图中：

图1表示现有技术的结晶器；

图2表示根据本发明的装置，它用于连续向上铸造的冷却器。

图1已在现有技术的描述中说明。图2表示装有本发明的挤压环的新型装置。正如上面所指出的那样，通过浇注咀1散发的热能量在凝固端部2和冷却器3在连铸方向上游的端部5最高。有时很难获得满意的冷却效果，在浇注咀1和冷却器3在连铸方向上游的端部5之间产生间隙，这进一步减弱了由冷却器至浇铸工件的热传递。根据本发明，利用安装在冷却器3在连续方向上游的端部5周围的挤压环6可防止此间隙的产生。挤压环6在冷却器中产生压缩应力，在环本身引起拉伸应力。挤压环借助加热置入冷却器中，即类似收缩连接(shrink joint)。挤压环是用热膨胀系数比铜的热膨胀系数小得多的材料制成。镍铁合金就是一种这样的材料。

正如上面所指出的那样，本发明并不仅限于连续向上铸造，压缩冷却器与浇注咀之间间隙的挤压环也可可用于水平浇铸装置。