專利名稱：連鑄方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連鑄方法和設(shè)備，尤其是指一種將熔化金屬連續(xù)地供入冷卻的圓柱形鑄模、在鑄模內(nèi)熔化金屬在其表面以下固化而形成鑄坯、隨后將形成的鑄坯從鑄模中抽出的連鑄方法和設(shè)備。
本發(fā)明的方法和設(shè)備適用于連鑄碳鋼、不銹鋼和其他金屬的坯料和其他形狀的型材。
水平連鑄是一種已知的工藝，這種工藝使連續(xù)供入低于熔化金屬表面的冷卻圓柱形鑄模內(nèi)的熔化金屬固化。在水平連鑄中，一設(shè)置在鑄模進(jìn)口處的對金屬固化的開始起穩(wěn)定作用的斷開環(huán)有一圓周臺階伸入內(nèi)徑大于臺階直徑的鑄模內(nèi)。為保持?jǐn)嚅_環(huán)與鑄模緊密接觸，例如，可將它們的配合表面制成圓錐形的并相互壓配在一起。
鑄模內(nèi)熔化金屬的固化是從靠近斷開環(huán)的前端圓周處開始(處于金屬流的下游)，固化了的殼連續(xù)生長同時(shí)被通過鑄模的出口間歇地抽出。
用上述方法，鑄造的鑄坯其表面下往往形成氣泡，這有幾個(gè)原因。例如，即使如上所述將斷開環(huán)與鑄模壓配在一起，由于熱膨脹或其他原因會(huì)產(chǎn)生間隙。由于在固化起始的斷開環(huán)處的熔化金屬的鐵水靜壓力高于大氣壓，因此空氣不會(huì)靠近使金屬在熔化金屬表面以下開始固化的斷開環(huán)。但是當(dāng)固化形成的殼被從斷開環(huán)的前端抽出和分離掉時(shí)，雖然只是很短時(shí)間，一個(gè)幾乎是抽空的間隙就在斷開環(huán)的前端和固化殼的后端(面對斷開環(huán)的前端)之間形成。于是空氣從斷開環(huán)外面通過，經(jīng)過斷開環(huán)和鑄模的配合表面之間的通路進(jìn)入上述間隙，進(jìn)而進(jìn)入熔化金屬而形成氣泡。有時(shí)，從鑄模的出口端進(jìn)入的空氣經(jīng)過斷開環(huán)和鑄模之間的通路進(jìn)入上述間隙，再進(jìn)入熔化金屬而形成氣泡。
氣泡在鑄坯表面下2至3毫米處形成。在隨后軋制時(shí)，鑄坯內(nèi)的氣泡會(huì)形成多種表面缺陷，諸如縫隙和縱向裂紋。這些缺陷對于不銹鋼和其他必須嚴(yán)格符合表面質(zhì)量要求的其他產(chǎn)品尤其嚴(yán)重。所以，必須通過燒剝或其他表面處理方法去除氣泡，但是這就提高了生產(chǎn)成本且降低了產(chǎn)量。
1989年申請?zhí)枮镹o.38136的日本實(shí)用新型專利中揭示了一種安裝斷開環(huán)以阻止空氣滲入的技術(shù)。該技術(shù)是用一由耐熱材料制成的密封圈密封斷開環(huán)和熔化金屬冷卻段(一鑄模)的連接處。但密封圈在受熱時(shí)會(huì)很快損壞，例如從鑄模來的熱量超過它能承受的溫度。損壞的密封圈失去其密封作用，結(jié)果空氣還是滲入鑄模，并在固化殼內(nèi)形成氣泡。
美國專利No.4，817，701揭示了一種用不與熔化金屬起反應(yīng)的惰性氣體密封熔化金屬供入噴嘴和鑄模進(jìn)口的連鑄技術(shù)。該技術(shù)的目的是徹底阻止大氣的滲入，從而防止其氧化熔化金屬的表面。但這一技術(shù)也不能排除在鑄坯中形成氣泡的危險(xiǎn)。
通過分析所形成的氣泡中的氣體以確定氣泡形成的原因，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)氣泡中的氣體主要是由氬氣組成，且氣泡周圍的金屬的含氮量比別處高。從這一發(fā)現(xiàn)可以推定，空氣中的氮?dú)饪扇芙庠谌刍饘僦?，而不溶于金屬的氬氣就形成了氣泡。為證實(shí)這一推斷，作了一個(gè)連鑄試驗(yàn)，作法是將惰性氬氣供入圍繞著斷開環(huán)外周的一屏蔽裝置中，如同上述美國專利的技術(shù)一樣。在該試驗(yàn)中，鑄坯表面以下區(qū)域內(nèi)形成的氣泡要比普通的無氬連鑄多。當(dāng)用溶解于熔化金屬的氮?dú)獯娌蝗艿臍鍤夤┤霑r(shí)，則沒有氣泡形成。本發(fā)明就是基于上述發(fā)現(xiàn)。
1986年，日本專利公開號71157揭示了一種水平連鑄技術(shù)，它采用一圓柱形鑄模，用氮?dú)夤┤腓T模中的一角落構(gòu)件，該角落構(gòu)件包括一從圓柱形鑄模的內(nèi)表面向內(nèi)突出、且位于圓柱形鑄模軸線以下的耐熱板。該技術(shù)通過移動(dòng)熔化金屬和鑄模下部內(nèi)表面接觸的下游點(diǎn)而均勻冷卻固化殼的整個(gè)表面。氮?dú)庵灰氲浇锹錁?gòu)件的下部。然而，這種技術(shù)也不能阻止空氣通過斷開環(huán)和鑄模內(nèi)表面接合處的整個(gè)圓周滲入鑄模。
本發(fā)明的目的是提供一種連鑄質(zhì)量改進(jìn)的鑄坯的方法和設(shè)備，通過避免將熔化金屬暴露于大氣而阻止氬氣或其他不溶于熔化金屬的氣體滲入和鑄坯內(nèi)氣泡的形成。
本發(fā)明的方法和裝置是通過向空氣可能滲入鑄模處供入溶于熔化金屬的密封氣體來避免熔化金屬暴露于大氣。密封氣體溶于熔化金屬中就不會(huì)留在鑄坯內(nèi)形成氣泡。這就消除了從鑄坯內(nèi)去除氣泡的必要，從而可以確保以低成本進(jìn)行表面無缺陷的高質(zhì)量軋制產(chǎn)品的生產(chǎn)。
本發(fā)明的方法和裝置包括以下操作步驟(a)從一澆口盤至少通過一個(gè)斷開環(huán)向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模連續(xù)供給熔化金屬;(b)通過連續(xù)冷卻鑄模內(nèi)的熔化金屬以使金屬在熔化金屬表面以下開始固化而形成鑄坯;(c)從鑄模的出口相對于鑄模間歇地抽出鑄坯;和(d)以高于大氣壓的壓力不斷供入溶于熔化金屬的密封氣體，以從鑄模進(jìn)口的外側(cè)充滿鑄模和斷開環(huán)的配合表面之間的整個(gè)間隙和/或從鑄模出口的外側(cè)充滿鑄模和鑄坯之間的整個(gè)間隙。
鑄模進(jìn)口附近可設(shè)置一由直徑大于鑄模和斷開環(huán)的配合表面的最大直徑的封閉曲線圍成的隔離空間。向這一隔離空間內(nèi)不斷供入壓力高于大氣壓的溶于熔化金屬的密封氣體，以阻止空氣通過配合表面之間的間隙進(jìn)入鑄模。隔離空間可分成內(nèi)外兩個(gè)完全分隔的空間，外隔離空間供入密封氣體，而內(nèi)隔離空間保持其壓力低于大氣壓。另外，在鑄模出口側(cè)還可設(shè)置另一隔離空間，向其中以高于大氣壓的壓力供入同樣的溶于熔化金屬的密封氣體。在鑄模的進(jìn)口和出口端可以各設(shè)一隔離空間，其中在進(jìn)口端的空間保持壓力低于大氣壓，而在出口端的空間供入溶于熔化金屬的密封氣體。


圖1為實(shí)施本發(fā)明之原理的水平連鑄機(jī)的垂向剖視圖;
圖2為位于圖1所示之鑄模的進(jìn)口端的密封裝置的垂向剖視圖;
圖3為位于圖1所示之鑄模的出口端的密封裝置的垂向剖視圖;
圖4為位于圖1所示之鑄模的進(jìn)口端的另一密封裝置的垂向剖視圖;
圖5為實(shí)施本發(fā)明之原理的另一水平連鑄機(jī)的垂向剖視圖;
圖6為位于圖5所示之鑄模的進(jìn)口端的密封裝置的垂向剖視圖;
圖7為位于圖5所示之兩相鄰鑄模之間的密封裝置的垂向剖視圖;
圖8為位于圖5所示之兩相鄰鑄模之間的另一密封裝置的垂向剖視圖;
圖9為表示實(shí)施本發(fā)明之原理的方坯連鑄機(jī)的第一鑄模及其周圍裝置的剖視圖;
圖10為緊接在圖1所示之第一鑄模后面的第二鑄模的前視圖;
圖11為表示實(shí)施本發(fā)明之原理的另一方坯連鑄機(jī)的第一鑄模及其周圍裝置的剖視圖;
圖12為位于澆口盤和鑄模之間的部分改型的密封裝置的剖視圖;
圖13為位于澆口盤和鑄模之間的另一部分改型的密封裝置的垂向剖視圖;
圖14為部分地覆蓋有密封材料的中間環(huán)的垂向剖視圖;
圖15為一覆蓋有密封材料的中間環(huán)的垂向剖視圖;
圖16為垂直連鑄機(jī)的另一部分地改型的密封裝置的垂向剖視圖。
水平連鑄機(jī)是一種使熔化金屬在低于熔化金屬表面的鑄模內(nèi)開始固化而形成一固化殼、并將鑄成的鑄坯從鑄模內(nèi)抽出的連鑄機(jī)。
圖1表示一種圓坯水平連鑄機(jī)。如圖所示，位于澆口盤10的底部的澆口盤噴嘴12和鑄模24通過一中間環(huán)18和一斷開環(huán)22互相連通。一可澆鑄的耐火材料13設(shè)在澆口盤噴嘴12和中間環(huán)18之間。澆口盤10、澆口盤噴嘴12和中間環(huán)18都是由普通的鋯或鋁耐火材料制成的。當(dāng)斷開環(huán)22被壓入鑄模24的進(jìn)口處時(shí)，中間環(huán)18由一金屬緊固件20固定于鑄模24。斷開環(huán)22由含有氮化硼、氮化硅等的耐熱陶瓷制成。鑄模24由銅制成，并由一固定環(huán)28固定在箱體27上。箱體27接有一冷卻水進(jìn)水管29和一冷卻水出水管30，冷卻水流經(jīng)箱體27冷卻鑄模24。箱體27的前后端各有一用以容納密封圈32的環(huán)槽31。密封圈32防止冷卻水從鑄模24和箱體27之間泄漏。中間環(huán)18、斷開環(huán)22、鑄模24和箱體27可與澆口盤10連接成一體，也可拆開。
熔化金屬M(fèi)從澆口盤10通過澆口盤噴嘴12、中間環(huán)18和斷開環(huán)22進(jìn)入鑄模24。受到鑄模24內(nèi)表面的冷卻作用，熔化金屬M(fèi)形成一固化殼S。固化殼S的形成在斷開環(huán)22處開始。斷開環(huán)22阻止固化殼S向相反方向或者說向中間環(huán)18延伸。由熔化金屬M(fèi)的固化而得到的鑄坯C由間歇旋轉(zhuǎn)的夾輥56從鑄模24的出口間歇地抽出。鑄坯C相對于鑄模的間歇抽出在斷開環(huán)22和固化殼S之間產(chǎn)生一間隙。熔化金屬M(fèi)流入此間隙，形成一新的固化殼S。鑄坯C相對于鑄模24的間歇抽出也可通過在連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)夾輥56的同時(shí)在抽出方向上振動(dòng)鑄模24來實(shí)現(xiàn)。
如前所述，空氣會(huì)從斷開環(huán)22的外部通過斷開環(huán)22和鑄模的配合表面之間的間隙和從鑄模出口的外面通過鑄坯C和鑄模24之間的間隙進(jìn)入斷開環(huán)和固化殼之間產(chǎn)生的空隙，形成截留在熔化金屬M(fèi)內(nèi)的氣泡。為避免空氣的進(jìn)入，所敘述的最佳實(shí)施例有圖1至3所示的密封裝置。
如圖1和2所示，鑄模24的進(jìn)口端面上開有一環(huán)形密封圈槽33以容納一硅橡膠密封圈34(可以承受250℃)。密封圈34夾在中間環(huán)18的法蘭端面和鑄模24的進(jìn)口端面之間，在斷開環(huán)22外表面的外面形成一環(huán)形隔離空間。另一個(gè)密封圈35夾在中間環(huán)18的外圓周和固定環(huán)28的內(nèi)表面之間，以加倍密封斷開環(huán)22的外面。這種多重密封提供了一種緊密的密封。
一密封氣體供入通道38設(shè)置在鑄模24的法蘭25內(nèi)，開口在環(huán)形密封圈槽33處，密封氣體供入通道38與隔離空間36連通。密封氣體供入通道38的進(jìn)口連接有密封氣體供入管39。供氣管39又通過一壓力調(diào)節(jié)閥41與一氮?dú)馄?0相連接。
如圖1和3所示，一環(huán)形密封箱44連接在鑄模24的出口端。此密封箱有一內(nèi)側(cè)襯有石墨46的套筒45，鑄坯C穿過套筒45。一環(huán)形密封圈槽48開設(shè)在密封箱44的面對鑄模24出口端面的法蘭47的表面上。一密封圈49裝在環(huán)形密封圈槽48內(nèi)，在法蘭47的內(nèi)側(cè)形成一環(huán)繞鑄坯C的環(huán)形密封圈隔離空間51。一密封氣體供入通道53設(shè)置在法蘭47內(nèi)。開口在環(huán)形密封圈槽48的內(nèi)側(cè)，這樣密封氣體供入通道53與隔離空間51連通。密封氣體供入通道53的進(jìn)口與一密封氣體供入管54相連，供氣管54通過一壓力調(diào)節(jié)閥55與氮?dú)馄?0相連。
在上述密封裝置中，壓力調(diào)節(jié)閥41和55在將氮?dú)鈮毫档偷礁哂谕饨绱髿鈮杭s5至6千克力/平方厘米后，從氮?dú)馄?0向中間環(huán)18和鑄模24之間的隔離空間36以及密封箱44內(nèi)的隔離空間51供給氮?dú)狻Ｈ缟纤鲭m然氮?dú)獾某跏級毫Ω哂诖髿鈮?，但其壓力由于在通道?nèi)遇到的阻力而在其到達(dá)鑄模24內(nèi)的斷開環(huán)22時(shí)大大降低。氮?dú)獾某跏級毫?yīng)這樣設(shè)定，即要使鑄模內(nèi)斷開環(huán)22附近的氮?dú)鈮毫Σ怀^熔化金屬M(fèi)的鐵水靜壓力。由于氮?dú)庖愿哂诖髿鈮毫Φ膲毫Ρ３衷诟綦x空間36和51內(nèi)，大氣中的氬氣就不會(huì)進(jìn)入鑄模24。另外，由于鑄模24內(nèi)斷開環(huán)22附近的氮?dú)鈮毫Ρ３值陀谌刍饘費(fèi)的鐵水靜壓力，氮?dú)庖膊粫?huì)向后流而從澆口盤10中噴出。氮?dú)庠谌刍饘費(fèi)內(nèi)溶解后就不會(huì)形成氣泡留在鑄坯C內(nèi)。即使有一些氮?dú)庖缛腓T模24、套筒45或大氣，隔離空間36和51總是充滿由氮?dú)馄?0自動(dòng)補(bǔ)給的氮?dú)狻?br> 盡管氮?dú)馐强扇茉谌刍饘僦械淖詈玫拿芊鈿怏w，但也可從一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、丙烷和氨氣中選擇一種或幾種氣體作為密封氣體。
圖4表示在鑄模進(jìn)口端的密封裝置的一個(gè)較簡單的例子，其與圖2所示裝置的不同之處在于沒有隔離空間。在斷開環(huán)22和固定環(huán)28之間形成一環(huán)狀空間37，但不用密封圈或其他結(jié)構(gòu)密封。固定環(huán)28內(nèi)設(shè)有一徑向延伸的密封氣體供入通道38，其進(jìn)口端與密封氣體供入管39相連。由于環(huán)形空間37不是完全與大氣隔開，供入其中的氮?dú)鈮毫s高于大氣壓力6至10千克力/平方厘米，高于如圖2所示的密封裝置中的壓力。
在鑄模的出口側(cè)也可以設(shè)置成一類似的充滿高壓氮?dú)舛煌耆忾]的環(huán)狀空間。
圖5至7表示本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例。在下面的敘述中，以類似的指引編號表示與圖1所示的最佳實(shí)施例中相同的構(gòu)件，且其詳細(xì)說明予以省略。
圖5所示的水平連鑄機(jī)有一第一鑄模57和一第二鑄模61。一澆口盤噴嘴12通過一滑動(dòng)門15、一中間環(huán)84和一斷開環(huán)22與第一鑄模57相通?；瑒?dòng)門15與澆口盤10等一樣，是由普通的鋯或鋁耐火材料制成的。第一鑄模57與上述第一最佳實(shí)施例中的鑄模24一樣。第二鑄模61是一由周向分成四個(gè)相同的弓形塊62組成的可調(diào)整鑄模，每個(gè)鑄模塊的內(nèi)側(cè)都襯有石墨63。支撐框架66、連桿構(gòu)機(jī)68和導(dǎo)動(dòng)套筒71連接在第一鑄模57的出口端。每個(gè)鑄模塊62的前端與連桿機(jī)構(gòu)68相連，連桿68由導(dǎo)動(dòng)套筒71導(dǎo)動(dòng)。一彈簧桿73穿過支撐框架66的后部。彈簧桿73的一端通過銷子74與各鑄模塊62相連，而一調(diào)整螺母76旋在彈簧桿73的另一端。圓柱彈簧78裝在支撐框架66和調(diào)整螺母76之間。四個(gè)液壓缸80設(shè)在支撐框架66內(nèi)，半球形支承頭82設(shè)在活塞桿81的頂端?；钊麠U81上的支承頭82與各鑄模塊62上的淺的球面凹窩64相配合。當(dāng)向液壓缸80供給加壓流體時(shí)，就有一個(gè)力使各鑄模塊62繞連桿機(jī)構(gòu)68的銷子70傾轉(zhuǎn)以抵抗彈簧78加在鑄模塊62上的力。鑄模塊62的傾斜可根據(jù)冷卻鑄坯C的收縮程度自動(dòng)調(diào)整。
下面敘述密封裝置。
首先敘述位于第一鑄模57進(jìn)口端的密封裝置。如圖5和6所示，一鋼質(zhì)空心冷卻環(huán)88套裝在中間環(huán)84上，并用混凝土粘結(jié)在一起，空心冷卻環(huán)88為環(huán)形，具有一梯形橫截面?？招睦鋮s環(huán)88的內(nèi)部由多個(gè)隔板(未示)分開。為增加密封圈94和98及其附近的冷卻效果，空心冷卻環(huán)88的較寬面(前面)面對第一鑄模57的進(jìn)口端，中間環(huán)的夾持環(huán)85握住空心冷卻環(huán)88的后部。冷卻空氣供入管89和冷卻空氣排出管90連接于空心冷卻環(huán)88。冷卻空氣供入管89和冷卻空氣排出管90密封地穿過一環(huán)形雙層壁107(下面將敘述)。一由壓氣機(jī)、冷卻器和去濕機(jī)等構(gòu)成的冷卻裝置連接于冷卻空氣供入管89。從冷卻空氣供入管89供入的冷卻空氣通過基本上環(huán)繞空心冷卻環(huán)88的流動(dòng)而使其冷卻，然后通過冷卻空氣排出管90排入大氣。
一環(huán)形密封圈槽93開設(shè)在第一鑄模57的進(jìn)口端面上，以容納一硅橡膠制成的密封圈94。密封圈94裝在空心冷卻環(huán)88的前端和第一鑄模57的進(jìn)口端面之間，在斷開環(huán)22的圓周之外形成第一環(huán)形隔離空間“a”95。一密封圈98裝在空心冷卻環(huán)88的外表面和固定環(huán)28的內(nèi)表面之間，在密封圈94和密封圈98之間形成另一個(gè)第一環(huán)形隔離空間“b”100。
一吸氣孔102設(shè)在第一鑄模57的法蘭58內(nèi)。吸氣孔口102開向環(huán)形密封圈槽93，并與第一隔離空間“a”95連通。吸氣孔102的進(jìn)口與一連接于真空泵104的吸氣管103相連。一密封氣體供入孔105設(shè)在第一鑄模57的法蘭58內(nèi)。密封氣體供入孔105開向第一隔離空間“b”100。密封氣體供入孔105的進(jìn)口與密封氣體供入管39相連，供氣管39密封地穿過下面將要敘述的環(huán)形雙層壁107。一氮?dú)馄?0通過壓力調(diào)節(jié)閥41連接于密封氣體供入管39。
一環(huán)繞壁106焊接于滑動(dòng)門15之框架16的前端面。鋼板制成的環(huán)形雙層壁107焊接于第一鑄模57的箱體27，面對滑動(dòng)門15的框架16，形成一密封圈槽108。一高嶺土毛氈纖維制成的密封圈109裝在密封圈槽108內(nèi)。環(huán)繞壁106和環(huán)形雙層壁107的內(nèi)部形成第二環(huán)狀隔離空間111。一氮?dú)膺M(jìn)氣管112垂直通過環(huán)繞壁106。氮?dú)膺M(jìn)氣管112通過一壓力調(diào)節(jié)閥114與氮?dú)馄?0相連。
當(dāng)如上所述的第一鑄模57的進(jìn)口端密封裝置內(nèi)的中間環(huán)84和第一鑄模57互相連通時(shí)，就有所需要的密封表面壓力作用在密封圈94上，它被壓縮在第一鑄模57的進(jìn)口端面和空心冷卻環(huán)88的前端之間。由于一液壓缸(未示)向前驅(qū)動(dòng)，澆口盤10通過滑動(dòng)門15和中間環(huán)84連接于鑄模57和61。當(dāng)環(huán)繞壁106的前端接觸到密封圈109時(shí)，第二隔離空間111的內(nèi)部自動(dòng)封閉。這就省去了對滑動(dòng)門15和第一鑄模57之間的空間進(jìn)行密封的必要。
操作時(shí)，真空泵104從第一隔離空間“a”95內(nèi)抽出殘余空氣，使其內(nèi)部壓力保持低于大氣壓。壓縮氮?dú)鈴牡獨(dú)馄?0供入第一隔離空間“b”100和第二隔離空間111。在供氣之前，用壓力調(diào)節(jié)閥41和114將來自氮?dú)馄?0的高壓氮?dú)獾膲毫p小到大約高于大氣壓5千克力/平方厘米。由于氮?dú)獾膲毫Ω哂诖髿鈮?，不?huì)有空氣進(jìn)入滑動(dòng)門15、中間環(huán)84和第一鑄模57的內(nèi)部。因溶解在鑄坯C中形成固溶體或流入滑動(dòng)門15或其他地方而消耗的氮?dú)庥傻獨(dú)馄?0自動(dòng)補(bǔ)充。
密封圈94的一個(gè)密封表面與空心冷卻環(huán)88接觸，而其另一密封表面與水冷第一鑄模57的進(jìn)口端面接觸。這樣，密封圈94的溫度可保持低于其可承受的溫度極限。因此，密封圈94可保持有抵抗受熱退化的能力并保持其原有的密封性能。當(dāng)時(shí)測得了空心冷卻環(huán)88的實(shí)際溫度，密封圈附近的最高溫度約為200℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硅橡膠制成的密封圈所能承受的極限溫度230℃。
在上述密封裝置中，環(huán)繞壁106和雙層壁107可包繞滑動(dòng)門15、中間環(huán)84和斷開環(huán)22，而不是中間環(huán)84和斷開環(huán)22。在這種設(shè)計(jì)中，環(huán)繞壁106固定于澆口盤10的鋼質(zhì)殼11。同樣，環(huán)繞壁106也可固定于第一鑄模57的箱體27，而不是滑動(dòng)門15的框架160。在這種設(shè)計(jì)中，密封圈108是連接于滑動(dòng)門15的框架16。
現(xiàn)在來敘述第一鑄模57和第二鑄模61之間的密封裝置。如圖5和7所示，一環(huán)形密封圈槽116開設(shè)在第一鑄模57的出口端面上，一密封圈117裝在此槽內(nèi)。同樣，一通向第二鑄模61的環(huán)形氮?dú)夤┤氩?18開設(shè)在其進(jìn)口槽。與密封圈117接觸的第二鑄模61的進(jìn)口端面密封住氮?dú)夤┤氩?18。一密封氣體供入孔119設(shè)在第二鑄模61的進(jìn)口端附近。密封氣體供入孔119開向氮?dú)夤┤氩?18。一密封氣體供入管120連接于密封氣體供入孔119的進(jìn)口。密封氣體供入管120通過一壓力調(diào)節(jié)閥121連接于氮?dú)馄?0。
剛才所述的密封裝置中，氮?dú)鈴牡獨(dú)馄?0供至氮?dú)夤┤氩?18，用壓力調(diào)節(jié)閥121將其壓力降低到約高于大氣壓5至6千克力/平方厘米。由于氮?dú)夤┤氩?18中的氮?dú)鈮毫Ω哂诖髿鈮海粫?huì)有空氣進(jìn)入第一鑄模57和第二鑄模61。即使當(dāng)?shù)獨(dú)饬魅腓T模57和61時(shí)，氮?dú)夤┤氩?18也總是充滿由氮?dú)馄?0自動(dòng)補(bǔ)給的氮?dú)狻?br> 圖8表示圖7所示的第一鑄模57和第二鑄模61之間的密封裝置的一種簡化變型。該簡化的密封裝置與圖7所示之裝置的不同之處在于它沒有隔離空間。雖然環(huán)形氮?dú)夤┤氩?18設(shè)置在第二鑄模61的進(jìn)口端面上，但環(huán)形空間122是形成在第一鑄模57和第二鑄模61之間122。環(huán)形空間122不用密封圈或其他材料密封。環(huán)形空間122與不用密封圈或其他材料密封。環(huán)形空間122與設(shè)置在鑄模塊62內(nèi)的密封氣體供入孔119相通，以所述密封氣體供入管120連接于密封氣體供入孔119的進(jìn)口。由于環(huán)形空間122不是與大氣完全隔開，供入其中的氮?dú)鈮毫Ρ却髿鈮杭s高6至10千克力/平方厘米，高于如圖7所示的密封裝置中的氣壓。
剛才敘述的第二最佳實(shí)施例是一圓坯連鑄機(jī)。下面將敘述方坯連鑄機(jī)。
如圖9所示，一硅橡膠制成的密封圈123以圍繞鑄坯C的方式裝在第一鑄模57的箱體和第二鑄模125之間。
如圖10所示，第二鑄模125由四塊側(cè)壁板126構(gòu)成，每塊板夾持一石墨板127，兩相鄰的側(cè)壁塊126之間設(shè)有一角塊129。側(cè)壁塊126和角塊129都是用鋼制成的，并通過和第二最佳實(shí)施例中一樣的裝置固定到支撐框架上。冷卻水通道131設(shè)置在側(cè)壁塊126和角塊129內(nèi)。每一角塊129有一與冷卻水通道131成直角通過的氮?dú)膺M(jìn)入孔132。氮?dú)夤┤牍?33連接于氮?dú)膺M(jìn)入孔132。氮?dú)夤┤牍?33通過一壓力調(diào)節(jié)閥135與一氮?dú)馄?34相連。用壓力調(diào)節(jié)閥135將從氮?dú)馄?34供至氮?dú)膺M(jìn)入孔132的高壓氮?dú)獾膲毫档偷郊s高于大氣壓5-6千克力/平方厘米。
當(dāng)壓縮氮?dú)鈴牡獨(dú)馄?34供至如上所述的組合鑄模密封裝置中的角塊129時(shí)，一部分氣體流入第一鑄模57，另一部分流入第二鑄模125，這樣，流入兩鑄模的內(nèi)壁表面和固化殼S之間的間隙g內(nèi)，由于氮?dú)獾膲毫Ω哂诖髿鈮?，不?huì)有空氣進(jìn)入空隙g。因溶解在鑄坯C內(nèi)形成固溶體或流出第一鑄模57的進(jìn)口或第二鑄模125的出口之外而消耗的氮?dú)庥傻獨(dú)馄?34自動(dòng)補(bǔ)充。
圖11表示圖9所示的在第一鑄模57和第二鑄模125之間的密封裝置的一種簡化變型。該簡化的密封裝置與圖9所示的裝置的不同之處在于它沒有隔離空間。即，第一鑄模57的出口端面和第二鑄模125的進(jìn)口端面直接互相接觸，中間設(shè)有密封圈。一氮?dú)膺M(jìn)入孔132設(shè)置在第二鑄模125的各角塊129內(nèi)，氮?dú)夤┤牍?33連接于氮?dú)膺M(jìn)入孔132的進(jìn)口。由于第一鑄模57和第二鑄模125之間的接合處沒有完全與空氣隔絕，供入其中的氮?dú)鈮毫υO(shè)定在比大氣壓高約6至10千克力/平方厘米，高于如圖9所示的密封裝置內(nèi)的壓力。
下面將敘述設(shè)置在鑄模進(jìn)口端的密封裝置的幾種局部變型。
在圖12所示的變型實(shí)施例中，兩密封圈139徑向雙重地裝在鑄模24的法蘭25上開出的環(huán)形密封圈槽138內(nèi)。這種有兩個(gè)密封圈139的雙重密封裝置可更有效地阻止空氣的滲入。一與中間環(huán)141的內(nèi)表面同軸的環(huán)繞槽142設(shè)置在其出口端面上。環(huán)繞槽142在密封圈槽138的內(nèi)側(cè)。從與熔化金屬M(fèi)接觸的中間環(huán)141的內(nèi)側(cè)流向其外側(cè)的熱量繞流過環(huán)繞槽142。這就使密封圈139的溫升保持適中，從而避免過熱。
圖13為一密封圈148裝在澆口盤10和鑄模24之間的變型實(shí)施例，這一密封裝置是用于較小的連鑄機(jī)。澆口盤10和鑄模24僅連接與于一個(gè)澆口盤噴嘴12、斷開環(huán)22和耐熱密封圈144。密封圈148裝在澆口盤10和鑄模24之間，澆口盤10和鑄模24通過很少的連接件連接而不是分得很開。一環(huán)形凸緣145設(shè)在澆口盤10前部的鋼質(zhì)外殼11上。一環(huán)形密封圈槽147設(shè)置在鑄模24的凸緣25的外圓周表面上，密封圈148裝在其內(nèi)。密封圈148與環(huán)形凸緣145相配合。耐熱密封圈144點(diǎn)焊在澆口盤噴嘴12的前部，斷開環(huán)22是嵌在鑄模24的進(jìn)口內(nèi)。圖中表示的是在鑄造前鑄模24被安裝于澆口盤10的情況。在這種裝配中，環(huán)形凸緣145有助于鑄模24的定位(對準(zhǔn))。由于密封圈148裝在凸緣25的外圓周上，而不是安裝在鑄模24的端面上，所以在澆口盤10和鑄模24裝配完成之前密封圈148不會(huì)掉落。而且，這樣安裝的密封圈148可吸收各連接件的尺寸誤差和各配合尺寸的差異以及由于熱膨脹或其他原因引起的接觸表面壓力的變化。
圖1所示的中間環(huán)18，由于是由鋯或其他耐火材料制成，具有高度的滲透性。同時(shí)，當(dāng)鑄坯被如前所述那樣抽出時(shí)，鑄模24內(nèi)的壓力為負(fù)的或者說低于大氣壓。這樣，會(huì)把空氣通過中間環(huán)18內(nèi)的透氣孔吸入到其內(nèi)部。
圖14表示通過復(fù)蓋中間環(huán)18的一部分而阻止空氣進(jìn)入鑄模24的結(jié)構(gòu)。用一環(huán)形不銹鐵薄片151粘結(jié)在中間環(huán)18的鑄模側(cè)端面18a上，且在密封圈150之內(nèi)。不銹鋼薄片151的厚度為50μm。為防止從不銹鋼薄片151傳來的熱量使密封圈150過熱，環(huán)形不銹鋼薄片151的外徑小于密封圈150的內(nèi)徑。這種密封結(jié)構(gòu)適用于通過外周表面18c的空氣滲入被滑動(dòng)門15和中間環(huán)18的澆口盤側(cè)端面18b之間的高度氣密接合所限制、并且中間環(huán)18有適當(dāng)厚度的場合。環(huán)形不銹鋼薄片151可阻止空氣從中間環(huán)18本身的較薄部分滲入到由密封圈150密封的隔離空間51內(nèi)。
圖15表示通過覆蓋中間環(huán)18的外表面而阻止空氣滲入鑄模24的另一實(shí)施例。中間環(huán)18的鑄模側(cè)端面18a、澆口盤側(cè)端面18b和外周面18c均覆蓋有一不銹鋼薄片153。這種密封結(jié)構(gòu)適用于中間環(huán)18本身有很高的滲透性并且密封圈150不暴露于超過其可承受極限的溫度的場合。當(dāng)密封圈150是密封在中間環(huán)18的法蘭19的外周上時(shí)，中間環(huán)18的澆口盤側(cè)端面18b和外周面18c可覆蓋上不銹鋼薄片153。
盡管如此所敘述的所有實(shí)施例中的鑄模都是水平放置的，但圖16中表示了一種垂直放置的鑄模。中間環(huán)158的外框架161的內(nèi)表面與法蘭159的外表面緊密貼合，中間環(huán)158外框架161的底面與鑄模166的進(jìn)口端面也要緊密貼合。一個(gè)不用密封圈等密封的環(huán)狀空間168設(shè)置在中間環(huán)158的法蘭159和鑄模166的進(jìn)口端面之間。一設(shè)置在中間環(huán)158外框架161內(nèi)的氮?dú)夤┤肟?62與環(huán)狀空間168連通。如同前述的最佳實(shí)施例，壓力控制在約為6至10千克力/平方厘米的氮?dú)夤┤氕h(huán)狀空間168以阻止空氣滲入到鑄模166內(nèi)。圖16表示由于鑄坯的間歇抽出固化殼S剛從斷開環(huán)164的端面上分離下來的情況。
表1給出了在圖5所示的水平連鑄機(jī)上的各種鑄造條件下鑄造直徑為170毫米的各種圓形鋼坯的結(jié)果。鑄坯每隔0.5秒間歇抽出，振幅為15毫米，平均抽出速度為1.8米/分。
從表1可清楚地看出，由本發(fā)明的連鑄方法形成的鑄造氣泡數(shù)不到3，6%，大大低于傳統(tǒng)方法的氣泡數(shù)量。本發(fā)明的連鑄方法在每500平方厘米的表面內(nèi)形成的氣泡不會(huì)多于10個(gè)。這樣少的氣泡不必從鑄坯中除去。
權(quán)利要求
1.一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤10至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24供給熔化金屬，通過連續(xù)冷卻鑄模24內(nèi)的熔化金屬M(fèi)使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯C，通過鑄模24的出口相對于鑄模間歇地抽出鑄坯C，其特征在于，用壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體從鑄模24的進(jìn)口不斷地供入鑄模24和斷開環(huán)22的整個(gè)接觸區(qū)域。
2.一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤10至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24供給熔化金屬，通過連續(xù)冷卻鑄模24內(nèi)的熔化金屬M(fèi)使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯C，通過鑄模24的出口相對于鑄模間歇地抽出鑄坯C，其特征在于，通過靠近鑄模24的進(jìn)口設(shè)置一由直徑大于鑄模24和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域的最大直徑的封閉曲線圍成的隔離空間36來阻止空氣通過所述接觸區(qū)域滲入鑄模24;和用壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體不斷供入隔離空間36內(nèi)。
3.一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤10至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24供給熔化金屬，通過連續(xù)冷卻鑄模24內(nèi)的熔化金屬M(fèi)使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯C，通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C，其特征在于，通過靠近鑄模24的進(jìn)口設(shè)置一由直徑大于鑄模24和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域的最大直徑的封閉曲線圍成的第一隔離空間95和一將與其分隔的第一隔離空間95包含在其內(nèi)的第二隔離空間111，來阻止空氣通過所述鑄模24和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域滲入鑄模24;第一隔離空間95內(nèi)的壓力保持為低于大氣壓;和將壓力高于大氣且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體不斷供入第二隔離空間111。
4.一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤10至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24供給熔化金屬，通過連續(xù)冷卻鑄模24內(nèi)的熔化金屬M(fèi)使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯C，通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C，其特征在于，從鑄模24的出口將壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體不斷供入鑄模24的內(nèi)表面和鑄坯C的外表面之間的整個(gè)空間。
5.一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤10至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24供給熔化金屬，通過連續(xù)的冷卻鑄模24內(nèi)的熔化金屬M(fèi)使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯C，通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C，其特征在于，通過靠近鑄模24的出口設(shè)置一由直徑大于鑄模24之內(nèi)徑的封閉曲線圍繞的隔離空間36來阻止空氣滲入鑄模24;和將壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體不斷供入隔離空間36。
6.一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤10至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24供給熔化金屬，通過連續(xù)冷卻鑄模24內(nèi)的熔化金屬M(fèi)使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯C，通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C，其特征在于，將壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體不斷地從鑄模24的進(jìn)口供入鑄模24和斷開環(huán)22的整個(gè)接觸區(qū)域并且不斷地從鑄模24的出口供入鑄模24的內(nèi)表面和鑄坯C的外表面之間的整個(gè)空間。
7.一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤10至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24供給熔化金屬，通過連續(xù)冷卻鑄模24內(nèi)的熔化金屬M(fèi)使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯C，通過鑄模24的出口相對于鑄模間歇地抽出鑄坯C，其特征在于，通過緊靠鑄模24的進(jìn)口設(shè)置一由直徑大于鑄模24和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域的最大直徑的封閉曲線圍成的隔離空間36來阻止空氣通過所述接觸區(qū)域滲入鑄模24;通過緊靠鑄模24的出口設(shè)置一由直徑大于鑄模24之內(nèi)徑的封閉曲線圍成的隔離空間36來阻止空氣從鑄模24的出口滲入鑄模24;和將壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體不斷供入位于鑄模24的進(jìn)口和出口端的隔離空間36。
8.一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤10至少通過一個(gè)與鑄模24進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24供給熔化金屬，通過連續(xù)冷卻鑄模24內(nèi)的熔化金屬M(fèi)使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯C，通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C，其特征在于，通過緊靠鑄模24的進(jìn)口設(shè)置一由直徑大于鑄模24和斷開環(huán)22的接觸區(qū)域的最大直徑的封閉曲線圍成的隔離空間36來阻止空氣通過所述接觸區(qū)域滲入鑄模24;通過緊靠鑄模24的出口設(shè)置一由直徑大于鑄模24之內(nèi)徑的封閉曲線圍成的隔離空 來阻止空氣從鑄模24的出口滲入鑄模24;和在鑄模24進(jìn)口端處的隔離空間36內(nèi)的壓力保持低于大氣壓，而將壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體不斷供入在鑄模24出口端的隔離空間36。
9.一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤10至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24供給熔化金屬，通過連續(xù)冷卻鑄模24內(nèi)的熔化金屬M(fèi)使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯C，通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C，其特征在于，通過緊靠鑄模24的進(jìn)口設(shè)置一由直徑大于鑄模24和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域的最大直徑的封閉曲線圍成的第一隔離空間95和一將與其分隔的第一隔離空間95包含在其內(nèi)的第二隔離空間111，來阻止空氣通過所述鑄模24和開環(huán)22之接觸區(qū)域滲入鑄模24;第一隔離空間95內(nèi)的壓力保持為低于大氣壓;和將壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體不斷供入第二隔離空間111。通過緊靠鑄模24的出口設(shè)置一由直徑大于鑄模24之內(nèi)徑的封閉曲線圍成的隔離空間36來阻止空氣從鑄模24的出口滲入鑄模24;和將壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體不斷地供入位于鑄模24的出口端的隔離空間36。
10.如權(quán)利要求1至9中之任一項(xiàng)所述的連鑄方法，其特征在于所用的密封氣體為氮?dú)狻?br> 11.一種連鑄裝置，它包括一有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24，該鑄模24至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連接于一澆口盤10，熔化金屬M(fèi)在鑄模24內(nèi)被連續(xù)冷卻并在熔化金屬M(fèi)的表面以下開始固化而形成鑄坯C;還包括一通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C的裝置56，其特征在于包括從鑄模24的進(jìn)口不斷地向鑄模24和斷開環(huán)22的整個(gè)接觸區(qū)域供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
12.一種連鑄裝置，它包括一有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24，該鑄模24至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連接于一澆口盤10，熔化金屬M(fèi)在鑄模24內(nèi)被連續(xù)冷卻并在熔化金屬M(fèi)的表面以下開始固化而形成一鑄坯C;還包括一通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C的裝置56，其特征在于包括直徑大于鑄模24和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域的最大直徑且設(shè)置在鑄模24之進(jìn)口端的環(huán)形密封裝置，該環(huán)形密封裝置在鑄模24的進(jìn)口處形成一阻止空氣通過所述接觸區(qū)域滲入鑄模24的隔離空間36;和不斷向隔離空間36供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
13.一種連鑄裝置，它包括一有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24，該鑄模24至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連接于一澆口盤10，熔化金屬M(fèi)在鑄模24內(nèi)被連續(xù)冷卻并在熔化金屬M(fèi)的表面以下開始固化而形成鑄坯C;還包括一通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C的裝置56，其特征在于包括直徑大于鑄模24和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域的最大直徑且設(shè)置在鑄模24之進(jìn)口端的第一環(huán)形密封裝置，該第一環(huán)形密封裝置在鑄模24的進(jìn)口處形成一阻止空氣通過所述接觸區(qū)域進(jìn)入鑄模24的第一隔離空間95;設(shè)置在鑄模24的進(jìn)口處，且包含第一隔離空間95的第二環(huán)形密封裝置，該第二密封裝置形成一與第一隔離空間95分隔開的第二隔離空間111;用以保持第一隔離空間95內(nèi)的壓力低于大氣壓的裝置;和用以不斷向第二隔離空間111內(nèi)供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
14.一種連鑄裝置，它包括一有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24，該鑄模24至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連接于一澆口盤10，熔化金屬M(fèi)在鑄模24內(nèi)被連續(xù)冷卻并在熔化金屬M(fèi)的表面以下開始固化而形成鑄坯C;還包括一通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C的裝置56，其特征在于包括從鑄模24的出口不斷向鑄模24的內(nèi)表面與鑄坯C的外表面之間的整個(gè)空間供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
15.一種連鑄裝置，它包括一有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24，該鑄模24至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連接于一澆口盤10，熔化金屬M(fèi)在鑄模24內(nèi)被連續(xù)冷卻并在熔化金屬M(fèi)的表面以下開始固化而形成一鑄坯C;還包括一通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C的裝置56，其特征在于包括直徑大于鑄模24的內(nèi)徑且設(shè)置在鑄模24之出口端的環(huán)形出口端密封裝置44，出口端密封裝置44在鑄模24的出口處形成一阻止空氣從鑄模24之出口滲入鑄模24的出口端隔離空間51;和用以不斷地向鑄模出口處的隔離空間51供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
16.一種連鑄裝置，它包括一有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模24，該鑄模24至少通過一個(gè)與鑄模24之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連接于一個(gè)澆口盤10，熔化金屬M(fèi)在鑄模24內(nèi)被連續(xù)冷卻并在熔化金屬M(fèi)的表面以下開始固化而形成鑄坯C;還包括一通過鑄模24的出口相對于鑄模24間歇地抽出鑄坯C的裝置56，其特征在于包括從鑄模24的進(jìn)口不斷地向鑄模24和斷開環(huán)22的整個(gè)接觸區(qū)域供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40;和從鑄模24的出口不斷向鑄模24的內(nèi)表面與鑄坯C的外表面之間的整個(gè)空間供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
17.一種連鑄裝置，它包括一有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模57，該鑄模57至少通過一個(gè)與鑄模57之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連接于一澆口盤10，熔化金屬M(fèi)在鑄模57內(nèi)被連續(xù)冷卻并在熔化金屬M(fèi)的表面以下開始固化而形成鑄坯C;還包括一通過鑄模57的出口相對于鑄模57間歇地抽出鑄坯C的裝置56，其特征在于包括直徑大于鑄模57和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域的最大直徑且設(shè)置在鑄模57之進(jìn)口端的環(huán)形進(jìn)口端密封裝置34，該密封裝置34在鑄模57的進(jìn)口處形成一阻止空氣通過所述接觸區(qū)域滲入鑄模57的進(jìn)口端隔離空間36;不斷向在鑄模57的進(jìn)口處的隔離空間36內(nèi)供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40;直徑大于鑄模57的內(nèi)徑且設(shè)置在鑄模57之出口端的環(huán)形出口端密封裝置44，密封裝置44在鑄模57的出口處形成一阻止空氣從鑄模57的出口滲入鑄模57的出口端隔離空間51;和用以不斷地向鑄模57的出口處的隔離空間51供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
18.一種連鑄裝置，它包括一有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模57，該鑄模57至少通過一個(gè)與鑄模57之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連接于一澆口盤10，熔化金屬M(fèi)在鑄模57內(nèi)被連續(xù)冷卻并在熔化金屬M(fèi)的表面以下開始固化而形成鑄坯C;還包括一通過鑄模57的出口相對于鑄模57間歇地抽出鑄坯C的裝置56，其特征在于包括直徑大于鑄模57和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域的最大直徑且設(shè)置在鑄模57之進(jìn)口端的環(huán)形進(jìn)口端密封裝置94，該密封裝置94在鑄模57的進(jìn)口處形成一阻止空氣通過所述接觸區(qū)域滲入鑄模57的進(jìn)口端隔離空間95;用以保持進(jìn)口隔離空間95內(nèi)的壓力低于大氣壓的裝置104。直徑大于鑄模57的內(nèi)徑且設(shè)置在鑄模57之出口端的環(huán)形出口端密封裝置116，密封裝置116在鑄模57的出口處形成一阻止空氣從鑄模57的出口滲入鑄模57的出口端隔離空間;和用以不斷地向鑄模57的出口處的隔離空間供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
19.一種連鑄裝置，它包括一有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模57，該鑄模57至少通過一個(gè)與鑄模57之進(jìn)口接觸的斷開環(huán)22連接于一澆口盤10，熔化金屬M(fèi)在鑄模57內(nèi)被連續(xù)冷卻并在熔化金屬M(fèi)的表面以下開始固化而形成鑄坯C;還包括一通過鑄模57的出口相對于鑄模57間歇地抽出鑄坯C的裝置56，其特征在于包括直徑大于鑄模57和斷開環(huán)22之接觸區(qū)域的最大直徑且設(shè)置在鑄模57之進(jìn)口端的第一環(huán)形密封裝置94，該第一環(huán)形密封裝置94在鑄模57的進(jìn)口處形成一阻止空氣通過所述接觸區(qū)域滲入鑄模57的第一隔離空間95;設(shè)置在鑄模57的進(jìn)口處，且包含第一隔離空間95的第二環(huán)形密封裝置106，109，該第二密封裝置106，109形成一與第一隔離空間95分隔開的第二隔離空間111;用以保持第一隔離空間95內(nèi)的壓力低于大氣壓的裝置104;和用以不斷向第二隔離空間111內(nèi)供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。直徑大于鑄模57的內(nèi)徑且設(shè)置在鑄模57出口端的環(huán)形出口端密封裝置118，該出口端密封裝置118在鑄模57的出口處形成一阻止空氣從鑄模57的出口滲入鑄模57的出口端隔離空間;和用以不斷地向鑄模57的出口處的隔離空間供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
20.如權(quán)利要求11至19中之任一項(xiàng)所述的連鑄裝置，其特征在于，鑄模24、57、61設(shè)置成其軸線是水平的。
21.如權(quán)利要求11、12或13所述的連鑄裝置，其特征在于，鑄模包括一第一鑄模57和一連接于第一鑄模57之出口的第二鑄模61，中間密封裝置116設(shè)置在第一鑄模57和第二鑄模61之間，中間密封裝置116在第一和第二鑄模57和61之間形成一阻止空氣通過兩鑄模滲入第一鑄模57的中間隔離空間，還包括用以不斷向中間隔離空間供入壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬M(fèi)的密封氣體的裝置40。
22.如權(quán)利要求21所述的連鑄裝置，其特征在于，第二鑄模61由多個(gè)在鑄模61的徑向可移動(dòng)的鑄模塊62組成。
23.如權(quán)利要求11至19中之任一項(xiàng)所述的連鑄裝置，其特征在于，用由硅橡膠制成的密封圈作為密封裝置34、94、109、116。
24.如權(quán)利要求11至19中之任一項(xiàng)所述的連鑄裝置，其特征在于，用氮?dú)庾鳛槊芊鈿怏w。
25.如權(quán)利要求13、18或19所述的連鑄裝置，其特征在于，所用的保持隔離空間95內(nèi)的壓力低于大氣壓的裝置為一通過一管與隔離空間95連接的真空泵104。
26.如權(quán)利要求11至19中之任一項(xiàng)所述的連鑄裝置，其特征在于，與斷開環(huán)22接觸的中間環(huán)18、84、141也都裝在互相連接的澆口盤10和鑄模24、57之間。
27.如權(quán)利要求26所述的連鑄裝置，其特征在于，通過在中間環(huán)18和鑄模24的進(jìn)口端面之間以環(huán)繞斷開環(huán)22的方式設(shè)置一環(huán)形密封圈34而形成隔離空間36。
28.如權(quán)利要求26所述的連鑄裝置，其特征在于，它包括一設(shè)置在中間環(huán)84外周的空心冷卻環(huán)88、環(huán)繞著斷開環(huán)22裝在空心冷卻環(huán)88和鑄模57的進(jìn)口端面之間且形成隔離空間95的密封圈94、以及用以向空心冷卻環(huán)88供給冷卻空氣的裝置91。
29.如權(quán)利要求27所述的連鑄裝置，其特征在于，一與中間環(huán)141同心的環(huán)繞槽142設(shè)置在位于密封圈139之內(nèi)側(cè)的中間環(huán)141的出口端面上，該環(huán)繞槽142阻止密封圈139的溫度升高。
30.如權(quán)利要求11至19中之任一項(xiàng)所述的連鑄裝置，其特征在于，斷開環(huán)22通過一設(shè)置在斷開環(huán)22和澆口盤10之間的密封圈與位于澆口盤10的出口端的澆口盤10的噴嘴保持接觸，一與澆口盤10的噴嘴同心的環(huán)形凸緣145設(shè)在位于澆口盤10之出口端的鋼殼11上，一裝在設(shè)置在鑄模24的法蘭外周上的環(huán)形密封槽147內(nèi)的密封圈148通過與所述環(huán)形凸緣145的內(nèi)圓周表面接觸，形成一隔離空間。
31.如權(quán)利要求12、13、17、18和19中之任一項(xiàng)所述的連鑄裝置，其特征在于，一環(huán)繞壁106設(shè)置在澆口盤10和鑄模57之間，一與之同心的雙層壁107與環(huán)繞壁106相對設(shè)置，一密封圈109嵌在由雙層壁107形成的環(huán)槽108內(nèi)，并且由與密封圈109接觸的環(huán)繞壁106的頂端形成密封裝置，這樣，形成隔離空間36、95、111。
32.如權(quán)利要求31所述的連鑄裝置，其特征在于，澆口盤10和鑄模24、57、61中有一個(gè)是緊固的，另一個(gè)可在鑄坯C的抽出方向上移動(dòng)。
33.如權(quán)利要求27所述的連鑄裝置，其特征在于，在中間環(huán)18的前端面處的密封圈150的內(nèi)圈部分覆蓋有密封材料151。
34.如權(quán)利要求27所述的連鑄裝置，其特征在于，至少在中間環(huán)18的外圈表面上覆蓋有密封材料153。
全文摘要
一種包括以下步驟的連鑄方法從一澆口盤至少通過一個(gè)與鑄模進(jìn)口接觸的斷開環(huán)連續(xù)地向有一進(jìn)口和一出口的冷卻鑄模供給熔化金屬，通過連續(xù)冷卻鑄模內(nèi)的熔化金屬使熔化金屬在其表面以下開始固化而形成鑄坯，通過鑄模出口相對于鑄模間歇地抽出鑄坯，在連鑄過程中，用壓力高于大氣壓且溶于熔化金屬的密封氣體不斷供入鑄模和斷開環(huán)的整個(gè)接觸區(qū)域。
文檔編號B22D11/04GK1060421SQ9110562
公開日1992年4月22日 申請日期1991年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月9日
發(fā)明者大黑治男, 小管俊洋, 森本幸夫, 河本克彥, 阿尾陽司, 繁澤龍三, 藤井勉, 松村省吾, 金子英夫, 河合浩之, 神代初義, 中島啟之 申請人:新日本制鐵株式會(huì)社, 川崎重工株式會(huì)社