專利名稱：用于控制連續(xù)運(yùn)動(dòng)帶冷卻的封閉式驟冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對運(yùn)動(dòng)的帶(web)連續(xù)冷卻的方法和裝置，特別涉及金屬帶材鑄造的設(shè)備和方法，在此，對環(huán)形帶冷卻的方式的改進(jìn)使金屬鑄造的質(zhì)量得以改善。
薄金屬帶材連鑄的方法并不完善，一般來講，用于金屬帶材連鑄的現(xiàn)有工藝只適用于相對少數(shù)的合金與產(chǎn)品。出現(xiàn)的問題是，隨著各種金屬的合金成分增加，產(chǎn)品鑄面質(zhì)量變差。結(jié)果，許多合金必須使用模鑄方法來生產(chǎn)。
就鋁而言，相對純凈的鋁產(chǎn)品(如鋁箔)可以在工業(yè)上進(jìn)行連鑄。同樣，建筑用材能夠被進(jìn)行連續(xù)的帶材鑄造，這主要是因?yàn)閷@種產(chǎn)品的表面的要求不高，不像對制罐頭用的鋁片有那么高的要求。但是，隨著鋁合金成分的增加，表面質(zhì)量問題顯現(xiàn)出來，總之，這種帶材鑄造不能適應(yīng)許多種鋁合金產(chǎn)品的制造。
現(xiàn)有技術(shù)已出現(xiàn)了許多帶材鑄造機(jī)。一種慣用的設(shè)備是雙帶式帶材鑄造機(jī)，但它不適用于許多種金屬的鑄造，特別不適用于具有寬凝固溫度范圍的合金的鑄造。在這種雙帶式帶材鑄造機(jī)中，設(shè)置了兩條運(yùn)動(dòng)的帶，在其之間確定了一個(gè)用于欲被鑄造金屬的一個(gè)移動(dòng)鑄模，帶的冷卻是這樣進(jìn)行的，即把冷卻液與帶的一側(cè)相接觸，該側(cè)是和與熔融金屬接觸的一側(cè)相反的那一側(cè)。
結(jié)果，該帶承受了很高的熱梯度，在一側(cè)上熔融的金屬與帶接觸，而在另一側(cè)用冷卻劑如水與帶接觸，這種動(dòng)態(tài)的不穩(wěn)定的熱梯度會(huì)引起帶的變形，使其上下部分變得不平。由此生產(chǎn)的產(chǎn)品具有成片的如下面所述的隔層或孔隙。
里諾(Leone)在“ProceedingsofTheAluminumAssociation，IngotandContinuousCastingProcessTechnologySeminarForFlatRolledProducts”第二卷(1989年5月10日)中稱如果不能獲得帶的穩(wěn)定性及合理的熱流動(dòng)的話，將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。首先，如果當(dāng)熔融金屬固體后，帶的任何一部分出現(xiàn)變形，并出現(xiàn)帶材外層的內(nèi)聚現(xiàn)象時(shí)，都將增大變形處的帶材與帶之間的間隙，這將導(dǎo)致帶材外層被重新加熱，或至少局部地減小外層的生長率。上述情況將進(jìn)一步導(dǎo)致帶材的反向分離，該分離在表面上產(chǎn)生樹枝狀晶間的低共溶點(diǎn)滲出物。此外，在具有介質(zhì)和寬凝固范圍合金的情況下，液體金屬將從變形處流到帶材鄰近的、固化較快的部位。這又將導(dǎo)致帶材表面被破壞，在其上形成多處收縮孔。上述破壞和收縮孔會(huì)在其后的輥軋工藝中斷裂或在輥軋過的表面上產(chǎn)生嚴(yán)重的表面條紋。
結(jié)果，上述雙帶式的鑄造工藝不適用于對表面精度有一定要求的合金鑄造，例如制罐頭用的帶材的制造。現(xiàn)有技術(shù)中提出了各種改進(jìn)方法，例如在美國專利3937270和4002197中提到的對帶進(jìn)行預(yù)熱。美國專利3795269中提到的連續(xù)施壓并除去分離層;美國專利4586559中提到的除去無端側(cè)的突起;及美國專利4061177、4061178和4193440中提到的改進(jìn)的帶冷卻方式。然而上述技術(shù)都沒有取得滿意的效果。
其它的現(xiàn)有技術(shù)中提出的連續(xù)鑄造工藝是公知的模鑄。在此技術(shù)中，一定數(shù)量的冷模鄰接安置在一對相對的軌道上。每套冷模在相對方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在其中形成一個(gè)鑄造腔，腔中引入諸如鋁合金這樣的熔融金屬。接觸到冷模的液態(tài)金屬被冷卻并凝固。模鑄在概念上和實(shí)施方式上都不同于連續(xù)帶式鑄造。模鑄依賴?yán)淠１旧淼臒醾鲗?dǎo)。熱從熔融金屬上被傳導(dǎo)到設(shè)備的鑄造部位的冷模上，然后在返回路線上被取出。模鑄器要求精確的尺寸控制以防止溢料(即橫向的金屬毛刺)，這種溢料由模間的小間隙產(chǎn)生。當(dāng)金屬條在熱輥軋時(shí)，這樣的溢料會(huì)產(chǎn)生毛刺的缺陷，從而難以得到高質(zhì)量的表面。美國專利4235646和4238248中對這種模鑄工藝給出了說明。
另一種在連續(xù)的帶材鑄造中被提出的技術(shù)是單筒鑄造設(shè)備。在該設(shè)備中，熔融金屬注入后被送到一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)筒的表面，該筒從內(nèi)部被水冷卻，熔融金屬被拉到筒表面上，在其上冷卻并形成一片薄金屬帶材。該金屬帶材一般由于太薄而用途不廣，并且其自由表面由于慢冷卻和微收縮裂痕而質(zhì)量較差?，F(xiàn)也提出了這種筒鑄造設(shè)備的各種改進(jìn)。如美國專利4793400和4945974中提出在筒體上開槽以改善表面質(zhì)量;美國專利493443推薦在筒表面上使用一種金屬氧化物來改善表面質(zhì)量;美國專利4979557、4828012及4940077和4955429中還提出了其它的改進(jìn)技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)中還存在一種使用雙筒模鑄的設(shè)備，如美國專利3790216、4054173、4303181和4751958中所披露的。這種裝置包括一個(gè)熔融金屬供應(yīng)部分，熔融金屬被注入到一對反向轉(zhuǎn)動(dòng)的、內(nèi)部冷卻的筒間的空間中。這種雙筒式鑄造與前述的其它技術(shù)不同，在此，雙筒施加于固化金屬上的一個(gè)壓力，促使冷凝之后的金屬的熱量立刻降低。這種雙筒式技術(shù)具有最廣泛的商業(yè)實(shí)用性，但它也存在嚴(yán)重的缺點(diǎn)，至少其產(chǎn)量一般只是前述現(xiàn)有技術(shù)的10%。此外，在鑄造高純鋁(如鋁箔)中，這種雙筒鑄造技術(shù)可滿足表面質(zhì)量要求，但在鑄造具有高合金成分和寬凝固范圍的鋁合金時(shí)，產(chǎn)品的表面質(zhì)量較差。使用雙筒鑄造設(shè)備的另一個(gè)問題是因固化時(shí)的變形而產(chǎn)生的合金的中心線偏析。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種借助于冷卻流體連續(xù)地對環(huán)形帶進(jìn)行冷卻的方法和裝置，這種冷卻是通過冷卻流體對環(huán)形帶的溫度進(jìn)行精確控制實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)整個(gè)驟冷卻系統(tǒng)是封閉的而不會(huì)對相鄰工藝步驟產(chǎn)生污染，從而可免去復(fù)雜和高投資的密封設(shè)施。這種鑄造工藝要求通過以可控制的方式對環(huán)形帶驟冷卻(quenching)來吸納由產(chǎn)品傳遞過來的熱量。環(huán)形帶上的熔融金屬所在部分的溫度必須精確地予以控制，因?yàn)檫@是這種工藝的關(guān)鍵，它直接影響到產(chǎn)品的厚度。還對工藝和產(chǎn)品表面質(zhì)量起重要作用的是，溫度分布寬度要被適當(dāng)控制在增量區(qū)域中，從而可保持環(huán)形帶平整并保證環(huán)形帶與產(chǎn)品之間的熱接觸的均一性。
用于驟冷產(chǎn)品的驟冷卻系統(tǒng)要求區(qū)域性驟冷速度的控制等類似特性，以取得良好的、均勻的冶金工藝效果，即以固體分解狀態(tài)保留這些元素，從而增加其強(qiáng)度和改善抗腐蝕力。
在兩種使用情況下，驟冷卻介質(zhì)必須完全包括在驟冷卻裝置中。在對環(huán)形帶進(jìn)行驟冷卻時(shí)，絕對不允許存在絲毫驟冷卻介質(zhì)進(jìn)入熔融金屬的進(jìn)入部位，這是出于表產(chǎn)品表面質(zhì)量和安全的要求。在對產(chǎn)品進(jìn)行驟冷卻時(shí)，最終的帶材必須不能是潮濕的，以防水的銹蝕。
本發(fā)明的各種目的和優(yōu)點(diǎn)將通過后面更具體的描述變得更清楚。
本發(fā)明方法和裝置用于對運(yùn)動(dòng)的帶諸如環(huán)狀帶，進(jìn)行連續(xù)冷卻，它利用至少一個(gè)鄰近環(huán)形帶表面設(shè)置的驟冷卻箱。該驟冷箱卻包括第一通道，向環(huán)狀帶整個(gè)寬度橫向地提供驟冷卻流體以對環(huán)形帶進(jìn)行冷卻。位于驟冷卻液箱第一通道兩旁有一對第一封閉通道，該封閉通道可使封閉流體導(dǎo)向第一通道，從而形成一連續(xù)的流體簾，來防止驟冷卻流體越出第一封閉通道裝置。位于箱體上的每個(gè)運(yùn)動(dòng)帶出口處的是氣體排放件，使用氣流，從而提供一種驟冷卻和封閉流體的最后封閉的手段。驟冷卻箱還具有出口以釋放冷卻流體和封閉流體。
本發(fā)明在使用時(shí)，環(huán)形帶的溫度借助于驟冷卻流體精確地控制在離散的區(qū)域上，并且流體是封閉的，即使終端的運(yùn)動(dòng)帶溫度超過驟冷卻流體的沸點(diǎn)也不需要使用復(fù)雜的和高成本的密封系統(tǒng)來防止驟冷卻液沾染整個(gè)工藝的其它部分。
按照本發(fā)明，變熱的驟冷卻流體被從環(huán)形帶表面上排出而不對其它操作產(chǎn)生污染，并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)形帶的精確的區(qū)域溫度的方便控制，以最大限度地減小其受熱變形。
本發(fā)明構(gòu)思特別適用于金屬的連續(xù)帶材的鑄造，并且特別適用于對鋁的、使用雙帶方式的帶材連鑄，這種雙環(huán)帶的驟冷卻是在環(huán)形帶不與熔融金屬接觸的環(huán)形外側(cè)部分上進(jìn)行的。


圖1是一個(gè)按本發(fā)明構(gòu)思實(shí)施的驟冷卻箱的立體圖;
圖2是圖1所示驟冷卻箱的局部切掉的斷面圖;
圖3是圖1所示驟冷卻箱的斷面圖，出示了各種流體的流動(dòng)方式。
圖4是本發(fā)明驟冷箱使用于金屬鑄造時(shí)的示意圖;
圖5是一個(gè)使用本發(fā)明驟冷卻箱的鑄造裝置的立體圖;
圖6是使用本發(fā)明驟冷箱的金屬鑄造方法和裝置的另一個(gè)實(shí)施例的立體圖。
本發(fā)明使用的裝置參照附圖1-3。如圖所示，其驟冷卻箱10包括一個(gè)縱長開口11，運(yùn)動(dòng)帶或環(huán)形帶穿過開口11。在本發(fā)明最佳實(shí)施例中，驟冷卻箱設(shè)置在環(huán)形帶12的兩側(cè)，環(huán)形帶穿過縱長開口11，該開口11穿過整個(gè)驟冷卻箱，從而允許環(huán)形帶穿過開口11持續(xù)前移。驟冷卻箱10的上部13上有一橫向延伸的通道14，驟冷卻流體通過其進(jìn)入。進(jìn)入通道14的驟冷卻流體沖擊到環(huán)形帶12的表面上使其冷卻。
在實(shí)施例本發(fā)明時(shí)，驟冷卻流體的進(jìn)入是通過一系列管15進(jìn)到一個(gè)集合管16中的。驟冷卻箱的開口17與集合管16相通，從管15進(jìn)入的驟冷卻流體經(jīng)過17，肯定從槽14直接進(jìn)到環(huán)形帶12的表面上。
圖3中，通過管15進(jìn)入到集合管16、再經(jīng)開口17的驟冷卻流體實(shí)質(zhì)上垂直地被導(dǎo)向到環(huán)形帶表面上，如箭頭18所示。
在本發(fā)明最佳實(shí)施例中，每根管15具有各自獨(dú)立的集合管，如圖2中的19、20、21等，它們由分隔件22相互隔開。由此，第一根管15向集合管19輸入流體，集合管19與20由一個(gè)分隔件22隔開。在這種方式中，進(jìn)入到每個(gè)隔離開的集合管中的驟冷卻流體的數(shù)量和(或)溫度均能夠被分開控制，從而可確保整個(gè)環(huán)形帶表面的均勻冷卻。
在驟冷卻通道14的每一側(cè)上設(shè)置有一對橫向延伸的返回孔23，它包括開口槽24，該開口槽24緊挨著環(huán)形帶12并位于其上方。
開口槽24與環(huán)形帶流體可通過地相通著，用于在流體沖擊環(huán)形帶12后使流體從其流過。如圖1所示，返回孔23與返回管25和26流體可通過地相通，返回管又與排放管27和28相通，以使驟冷卻流體流入到貯液槽和流出管29和30中。在這種優(yōu)選的實(shí)施方式中，流出管被維持在或低于大氣壓的壓力，以緩解驟冷卻箱中的氣體壓力并進(jìn)一步確保驟冷卻流體的封閉。
驟冷卻箱13中還有一個(gè)內(nèi)集合管31，其內(nèi)的封閉流體由一根導(dǎo)管32提供。內(nèi)集合管31與一個(gè)橫向延伸的有槽開口33相通，開口33延伸并橫穿驟冷卻箱10的整個(gè)寬度，并成角度地向下傾斜，向內(nèi)地指向驟冷卻流體在環(huán)形帶12表面上的沖擊點(diǎn)。由此，由管32進(jìn)入、再進(jìn)入到集合管31中的封閉流體流經(jīng)一個(gè)通道至所述的有槽開口33，形成一個(gè)連續(xù)的簾布式封閉流，該流體流朝向帶12的表面。所述的封閉流體可改變流向有槽開口33方向的所有驟冷卻流體的方向，而使其流向返回孔23，以流到返回管25和26及流出管29和30中去。
驟冷卻箱10的相對端包括一個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)管34，它向一個(gè)圖中未示出的集合管供給流體，該集合管又向一個(gè)橫向延伸的，有槽開口35提供封閉流體，開口35位于開口33的相對方向，同樣又產(chǎn)生了一個(gè)連續(xù)的封閉流體簾，它朝向帶的表面。于是，因?yàn)槊總€(gè)有槽開口33和35位于通道14的兩側(cè)，它們起到封閉槽開口33和35之間的驟冷卻流體的作用，從而確保驟冷卻流體不會(huì)沿傳送帶12表面縱向地流失，同時(shí)也確保了驟冷卻流體被導(dǎo)向返回孔23，避免其沾染裝置的鄰近部分。
在本發(fā)明最佳實(shí)施例中，驟冷卻箱還包括在其外面的一對垂直通道，它與管36和37相通，并由36和37供給流體。
在本優(yōu)選實(shí)施例中，一最后封閉流體垂直地流向環(huán)形帶12的表面，以確保驟冷卻流體被導(dǎo)向驟冷卻箱10的中心。為此目的，所述的被供應(yīng)到管36和37中的最后封閉流體最好是封閉氣體，將一部分氣體流導(dǎo)向箱10的內(nèi)部，從而可防止帶面上任何少量的流體流出箱體10。
在本發(fā)明實(shí)施例中，驟冷卻箱10還包括一個(gè)下部38，它與上部13完全一樣，包括一個(gè)通道39對環(huán)形帶下方提供驟冷卻流體，并且最好通過鄰接的集合管在傳送帶12的整個(gè)寬度范圍內(nèi)進(jìn)行分別控制。類似的，下部38還包括分別對應(yīng)于33和35的有槽開口40和41。這些有槽開口具有對環(huán)形帶12的下表面提供封閉流體的相同功能。類似的，下部38還包括有返回通道42和43，與帶的下面相通，以確保驟冷卻流體和封閉流體從帶12下面的迅速并有效地排離。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，驟冷卻箱上還設(shè)有排出口44和45，用于接納由通道36和37提供的封閉氣體從運(yùn)動(dòng)帶上排離的冷卻劑。最后封閉氣體的一部分(從通道36和37引入)經(jīng)過帶12的表面，從而使遺留在表面上任何少量的液體經(jīng)過排出口44和45進(jìn)入到返回通道25和26中，并從箱體排出。
各種流體的流動(dòng)方式在圖3中出示。圖3中的箭頭18出示的是由通道管15供應(yīng)給多個(gè)集合管的驟冷卻流體沖擊帶12表面的方向。最好是一種液體狀的冷卻流體沖擊到環(huán)形帶12的表面上，然后沿兩個(gè)縱向方向在帶上流動(dòng)，如圖3中所示的箭頭46和47。48和49箭頭表示由有槽開口33和35引入的封閉流體，形成相應(yīng)的流動(dòng)簾，作為封閉流迫使驟冷卻液朝向驟冷卻箱10的中心，以使其通過返回孔23排出。由此，一旦封閉流體沖擊到帶12的表面上，它將按箭頭50和51的方向流動(dòng)，迫使驟冷卻液體流向驟冷卻箱10的中心，并從返回孔23排出。所述的最后封閉氣體按箭頭52、53、54和55方向運(yùn)動(dòng)，它能垂直地沖擊到帶12的表面上，如圖所示。所述最后封閉氣體的一部分用于確保驟冷卻流體和封閉流體被封閉住。如果希望的話，所述最后封閉氣體的方向能成角度地指向箱體10的中心，以增大該方向的封閉氣體的流速，從而進(jìn)一步確保驟冷卻流體或封閉流體不會(huì)經(jīng)水平開口11流出箱體10。
在本發(fā)明實(shí)施例中，一般希望驟冷卻流體是一種液體形式。從經(jīng)濟(jì)性考慮，水是較好的選擇，而其它公知的冷卻液較貴。類似地，封閉流體也最好是液體。在本發(fā)明最佳實(shí)施例中也采用水作為封閉流體。而最后封閉氣體也出于經(jīng)濟(jì)性考慮采用空氣即可。
本發(fā)明驟冷卻箱裝置最適于在金屬的帶材連鑄中對環(huán)形帶/運(yùn)動(dòng)帶的驟冷卻。圖4和圖5示出了其在金屬帶材連鑄、最好是對鋁的連鑄中的使用。
所示的裝置包括一對環(huán)形帶56和57，它們由一對上滾筒58和59及一對下滾筒60和61(圖4)帶動(dòng)。每個(gè)滾筒繞一個(gè)圖5中示出的相應(yīng)輪軸62、63、64和65轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒是抗熱性好的種類。上滾筒58和59的一個(gè)或兩個(gè)被圖中未示出的適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)所驅(qū)動(dòng)，下滾筒60和61也與上滾筒的種類和驅(qū)動(dòng)形式一樣。帶56和57中的每一條均是環(huán)形帶或運(yùn)動(dòng)帶，最好由金屬制成，這種金屬應(yīng)當(dāng)是與鑄件金屬不反應(yīng)或反應(yīng)度差的種類。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的許多種適合的金屬合金可以使用。使用鋼和銅合金制成的環(huán)形帶已經(jīng)取得很好效果。
圖4和圖5中所示的滾筒處在上下位置，形成其間的模縫。在本發(fā)明實(shí)施例中，所述的縫隙的尺寸要相應(yīng)于要鑄的金屬帶材的厚度。
待鑄金屬以熔融狀態(tài)通過一個(gè)適當(dāng)?shù)慕饘俟?yīng)件66，諸如一個(gè)漏斗或澆鑄盤，被送入到?？p中。澆鑄盤66的內(nèi)寬相當(dāng)于帶56和57的寬度，它包括一個(gè)澆鑄口67，通過該口將熔融金屬送入到帶56和57之間的?？p中，這種澆鑄盤是在帶材鑄造中常用的現(xiàn)有技術(shù)。
按本發(fā)明構(gòu)思，鑄造裝置包括一對驟冷卻箱68和69，它們被安置在環(huán)形帶某一部分的相對部分上，該某一部分與環(huán)形帶56和57之間的熔融金屬接觸。驟冷卻箱起對環(huán)形帶56和57的冷卻作用，這種冷卻是當(dāng)環(huán)形帶經(jīng)過滾筒59和61后在與金屬接觸之前進(jìn)行的。圖1和圖2實(shí)施例中，驟冷卻箱安置在環(huán)形帶返回路程中。
在一個(gè)實(shí)施例中，可設(shè)置用一個(gè)刷子件70與經(jīng)過滾筒58和60的環(huán)形帶56和57分別有摩擦地接觸，以清除帶表面上殘留的金屬及其它殘質(zhì)，從而可使環(huán)形帶表面在接觸到來自澆鑄盤66的熔融金屬之前保持清潔。
由此，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，熔融金屬從澆鑄盤中經(jīng)鑄口67流入到帶56和57之間的鑄造區(qū)域，帶56和57由于鑄帶造材與環(huán)形帶本身的金屬材料之間產(chǎn)生熱交換而被加熱，鑄造的金屬帶材一直被保持在帶56、57之間，直到帶56、57運(yùn)動(dòng)通過滾筒59和61的中心線，在帶的返程中，本發(fā)明驟冷卻箱分別對其進(jìn)行冷卻，除去其從金屬鑄件上獲得的熱量。環(huán)形帶在經(jīng)過滾筒58和60時(shí)被刷件70清潔后，它們又重新相互接近，在其間形成鑄造區(qū)。
對于鑄造的帶材的厚度，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道與環(huán)形帶56和57的厚度、環(huán)形帶返回時(shí)的溫度及帶材和環(huán)形帶的出口處溫度有關(guān)。在對鋁帶材進(jìn)行連鑄時(shí)發(fā)現(xiàn)，鋁帶材具有0.1英寸(0.254cm)厚度時(shí)，使用的鋼環(huán)形帶的厚度可為0.08英寸(0.20cm)，其返回溫度約300°F(149℃)，出口處溫度約800°F(427℃)。
本發(fā)明驟冷卻系統(tǒng)可對鋼制的連續(xù)運(yùn)動(dòng)帶進(jìn)行冷卻，這種鋼制運(yùn)動(dòng)帶寬7英寸(17.78cm)、厚0.062英寸(0.16cm);其工作時(shí)的線速度是196英尺/分(59.7m/分);用于冷卻的冷卻水具有25psi(1.7大氣壓)的壓力;用作封閉封閉氣體的空氣壓力是70psi(4.76大氣壓)。所有的試驗(yàn)均表明冷卻水可達(dá)到被完全封閉的程度。
在試驗(yàn)中，對通過有槽開口33、35、40和41(稱為端槽)、5個(gè)位于上方和5個(gè)位于下方的集合管(稱作中心槽區(qū)域)的水流速度進(jìn)行了測試，上述集合管均勻分布在運(yùn)動(dòng)帶的寬度上(稱為中心槽區(qū)域)。附表1通過用英制和公制(每次試驗(yàn)的第二行)列舉出每次實(shí)驗(yàn)中通過上述的4個(gè)端槽在整體寬度的全部流量以及每個(gè)冷卻區(qū)的上、下中心槽的全部流量、及環(huán)形帶始端和終端溫度的各種數(shù)據(jù)。
本發(fā)明方法和裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，不需要在環(huán)形帶上使用隔熱涂層以減少熱流動(dòng)和熱應(yīng)力，而在現(xiàn)有技術(shù)中這是不可缺少的。不進(jìn)行對與金屬接觸的環(huán)形帶面的背面進(jìn)行驟冷卻有效地減少了熱梯度，并且也緩解了當(dāng)起重要作用的熱強(qiáng)度過高時(shí)產(chǎn)生的膜泡問題。本發(fā)明方法和裝置也大大減小了驟冷卻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的冷卻結(jié)構(gòu)在三處具有冷卻部分(1)金屬進(jìn)入前;(2)環(huán)形帶模區(qū)兩側(cè)的上方。這些結(jié)構(gòu)易引起嚴(yán)重的環(huán)形帶變形。
按本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例，也可以使用單個(gè)環(huán)形帶來體現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思給出的方法和裝置。該實(shí)施例通過圖6示出。在此實(shí)施例中，一個(gè)環(huán)形帶71安裝在一對滾筒72和73上，滾筒分別繞軸74和75轉(zhuǎn)動(dòng)。熔融金屬通過一個(gè)澆鑄盤76注進(jìn)到環(huán)形帶表面上，鑄成產(chǎn)品77從帶71的表面上輸出。如圖1和圖2所示的情況類似，圖6所示的實(shí)施例使用本發(fā)明的驟冷卻箱78，該箱裝在環(huán)形帶的返回處。該驟冷卻箱78與圖1中的驟冷卻箱一樣用于冷卻不與熔融金屬接觸時(shí)的環(huán)形帶71。
對本發(fā)明的各種各樣具體結(jié)構(gòu)變化都可能落在本發(fā)明范圍內(nèi)，特別是落在權(quán)利要求所限制的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用冷卻流體對運(yùn)動(dòng)的帶進(jìn)行連續(xù)冷卻并同時(shí)將冷卻流體排出運(yùn)動(dòng)帶的裝置，其特征在于它包括至少一個(gè)鄰近所述運(yùn)動(dòng)帶一側(cè)安置的驟冷卻箱；位于驟冷卻箱中的第一通道裝置，用于實(shí)質(zhì)上橫向地向運(yùn)動(dòng)帶供應(yīng)驟冷卻流體流以冷卻所述的運(yùn)動(dòng)帶；位于驟冷卻箱第一通道裝置上的每一側(cè)上的第一封閉通道裝置，該裝置設(shè)置成能將一股封閉流體導(dǎo)向所述的第一通道裝置，以形成連續(xù)的封閉流體流動(dòng)簾，防止所述的驟冷卻流體縱向地越過所述第一封閉通道裝置；以及將驟冷卻和封閉流體排出驟冷卻箱的排出裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于它包括另外一個(gè)裝在運(yùn)動(dòng)帶另一面上的驟冷卻箱，運(yùn)動(dòng)帶兩面上的驟冷卻箱鄰近運(yùn)動(dòng)帶相對表面，并對稱安置。
3.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的通道裝置分成一系列區(qū)域，對流入每個(gè)區(qū)域中的驟冷卻流體可分別加以控制。
4.按權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于還具有分別控制流入所述區(qū)域的流體的量和溫度的裝置。
5.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還具有控制最后封閉氣體引入的裝置，所述的裝置產(chǎn)生一種封閉作用，并至少有一股氣流被導(dǎo)向驟冷卻箱的內(nèi)部。
6.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的第一封閉通道裝置是一種槽形通道，該通道安置成能使封閉流體按一定角度流向運(yùn)動(dòng)帶。
7.一種金屬帶材連鑄裝置，其特征在于它包括至少一個(gè)由導(dǎo)熱固體材料制成的運(yùn)動(dòng)帶;向所述運(yùn)動(dòng)帶表面上提供熔融金屬的裝置，使熔融金屬位于帶面上;安置在鄰近運(yùn)動(dòng)帶位置并當(dāng)運(yùn)動(dòng)帶不與金屬接觸時(shí)對其進(jìn)行冷卻的裝置，所述的冷卻裝置包括至少一個(gè)安置在運(yùn)動(dòng)帶一個(gè)表面附近的驟冷卻箱;驟冷卻箱中的第一通道裝置，用于實(shí)質(zhì)上橫向地向所述運(yùn)動(dòng)帶提供驟冷卻流體流以對其進(jìn)行冷卻;位于驟冷卻箱中的封閉裝置，它設(shè)置在所述的第一通道裝置的每一側(cè)，將封閉流體導(dǎo)向所述第一通道，產(chǎn)生連續(xù)的封閉流體流動(dòng)簾，防止所述的驟冷卻流體縱向地超出所述的第一封閉通道裝置;及從驟冷卻箱排出驟冷卻流體和封閉流體的排出裝置。
8.按權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于它包括一對運(yùn)動(dòng)帶，它們上下安置，其間形成模腔。
9.按權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于每條運(yùn)動(dòng)帶都安置在一對可轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒上。
10.按權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于它包括使所述運(yùn)動(dòng)帶向前運(yùn)動(dòng)的裝置。
11.按權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于供應(yīng)熔融金屬的澆鑄盤有一個(gè)口，向運(yùn)動(dòng)帶表面上注出熔融金屬。
12.一種利用冷卻流體對運(yùn)動(dòng)的帶連續(xù)冷卻并同時(shí)從運(yùn)動(dòng)帶上排出冷卻流體的裝置，其特征在于它包括至少一個(gè)鄰近運(yùn)動(dòng)帶表面安置的驟冷卻箱;位于所述驟冷卻箱中的第一通道裝置，該裝置向運(yùn)動(dòng)帶上實(shí)質(zhì)上橫向地提供驟冷卻流體流，以對運(yùn)動(dòng)帶進(jìn)行冷卻;位于驟冷卻箱中的第一封閉通道裝置，位于所述第一通道裝置的每一側(cè)，向第一通道裝置送出封閉流體，以產(chǎn)生連續(xù)的封閉流體流動(dòng)簾，防止所述的驟冷卻流體縱向地流出第一封閉通道裝置之外;引入一種最后封閉氣體的裝置，以產(chǎn)生封閉氣流，其中至少氣流的一部分被導(dǎo)向驟冷卻箱的內(nèi)部;及從金屬的帶材驟冷卻箱排出驟冷卻流體和封閉流體的排出裝置。
13.用于金屬的帶材連鑄的裝置，其特征在于它包括至少一個(gè)由導(dǎo)熱固體材料制成的運(yùn)動(dòng)帶;向運(yùn)動(dòng)帶上供應(yīng)熔融金屬的裝置;當(dāng)運(yùn)動(dòng)帶不與金屬接觸時(shí)對運(yùn)動(dòng)帶進(jìn)行冷卻的、安置在運(yùn)動(dòng)帶附近的冷卻裝置，所述的冷卻裝置包括至少一個(gè)安置在運(yùn)動(dòng)帶一個(gè)表面附近的冷卻箱;位于所述驟冷卻箱中的第一通道裝置，用于向運(yùn)動(dòng)帶實(shí)質(zhì)上橫向地供應(yīng)驟冷卻流體，對運(yùn)動(dòng)帶進(jìn)行冷卻;位于驟冷卻箱中的第一封閉通道裝置，它位于所述第一通道裝置的每一側(cè)，并向第一通道裝置提供封閉流體流，產(chǎn)生連續(xù)的封閉流體流動(dòng)簾，防止所述的驟冷卻流體縱向地流出所述的第一封閉通道裝置之外;引入一種最后封閉氣體的裝置，以產(chǎn)生一種封閉氣流，其中至少氣流的一部分被導(dǎo)向驟冷卻箱內(nèi)部;以及從驟冷卻箱排出驟冷卻流體和封閉流體的裝置。
14.一種利用冷卻流體對運(yùn)動(dòng)的帶進(jìn)行連續(xù)冷卻并同時(shí)從運(yùn)動(dòng)帶上排出冷卻流體的方法，其特征在于它包括的步驟是將驟冷卻流體橫向地導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)帶對其進(jìn)行冷卻，同時(shí)還引導(dǎo)一第一封閉流體朝向驟冷卻流體，產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的封閉流體流動(dòng)簾，防止驟冷卻流體流失，并使驟冷卻流體流向出口。
15.按權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于它還包括同時(shí)導(dǎo)出一種封閉氣體流的步驟，氣體流的至少一部分被導(dǎo)向驟冷卻流體，確保驟冷卻流體不流散。
16.一種金屬鑄造方法，其特征在于它包括的步驟是連續(xù)地運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)帶，向運(yùn)動(dòng)帶表面提供熔融金屬、使其固化成金屬帶材;將驟冷卻流體實(shí)質(zhì)上橫向地導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)帶使其冷卻;同時(shí)引導(dǎo)一第一封閉流體流使其流向驟冷卻流體，形成一個(gè)連續(xù)的封閉流體流動(dòng)簾，防止驟冷卻流體的流失并使其流向出口。
17.按權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述的金屬是鋁。
18.按權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)帶是鋁帶。
19.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)帶是鋁制的。
全文摘要
一種對運(yùn)動(dòng)的帶進(jìn)行連續(xù)驟冷卻并同時(shí)將驟冷卻流體排離帶的方法和裝置，驟冷卻流體流被橫向地引導(dǎo)到金屬帶表面，對其進(jìn)行驟冷卻，一個(gè)封閉流體位于驟冷卻流體的每一側(cè)，流向驟冷卻流體流，形成一個(gè)連續(xù)的封閉流體流動(dòng)簾，防止驟冷卻流體流出封閉流體的引入處之外。
文檔編號(hào)B22D11/06GK1088860SQ9311287
公開日1994年7月6日 申請日期1993年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月31日
發(fā)明者唐納德·C·庫什 申請人:凱澤鋁和化學(xué)公司