專利名稱：連鑄方法及其設(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，以及在本方法中使用的設(shè)備。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種連鑄方法及在本方法中使用的設(shè)備，其可以恰當(dāng)?shù)乜刂屏鞒龅慕饘僖旱牧鲃?dòng)狀態(tài)，這樣，減少了金屬液中殘留的非金屬夾雜和氣泡的數(shù)量，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的連鑄坯。
背景技術(shù)：
從二十世紀(jì)六十年代起，開(kāi)始在世界范圍內(nèi)采用金屬液的連鑄工藝。這種工藝與一般的鑄錠工藝比有很多優(yōu)點(diǎn)，因此很大一部分鋼是用連鑄工藝生產(chǎn)的。
連鑄金屬的質(zhì)量用表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量來(lái)分類，而這些質(zhì)量與金屬液在鑄模內(nèi)的流動(dòng)密切相關(guān)。


圖1a和1b示出了在連鑄工藝中通常使用的鑄模。在上述附圖中，金屬液通過(guò)一個(gè)浸入式噴嘴11注入鑄模10內(nèi)，浸入式噴嘴11有兩個(gè)流出孔11a。從兩個(gè)流出孔流出的金屬液形成噴向鑄模窄面13的射流，射流沖擊窄面13后分成一股上升流U和一股下降流D。即，射流分成四股環(huán)流U1、U2、D1和D2。在圖1b中，代碼S表示環(huán)流的轉(zhuǎn)向點(diǎn)。
流入到鑄模中的金屬液含有諸如Al2O3、MnO、SiO2之類的非金屬夾雜(在下面稱為“夾雜”)，這些夾雜是在預(yù)處理階段形成的或者來(lái)自耐火材料。金屬液還含有惰性氣體的氣泡(下面稱為“氣泡”)，惰性氣體吹進(jìn)浸入式噴嘴11中用來(lái)防止其堵塞。氣泡的尺寸從幾微米到幾毫米。在上環(huán)流中包含的夾雜和氣泡的密度低于金屬液，因此，它們受到與重力方向相反的浮力，將沿著金屬液的流動(dòng)方向與浮力方向的加和方向而移動(dòng)，逐漸移向金屬液面，被熔渣14捕獲。
但是，在下環(huán)流D中的夾雜和氣泡在向上環(huán)流U運(yùn)動(dòng)之前通過(guò)噴嘴流出孔11a附近的射流區(qū)域。射流的速度大于由浮力引起的上升速度，所以?shī)A雜和氣泡幾乎不能流出射流。因而，在下環(huán)流D中的夾雜和氣泡不能達(dá)到金屬液面，而一直隨著下環(huán)流循環(huán)運(yùn)動(dòng)。因此，這些夾雜和氣泡很容易殘留在鑄造金屬中。特別是，在弧形連鑄機(jī)中，下環(huán)流中的粒子由于受浮力的作用而作螺旋運(yùn)動(dòng)，最終殘留在凝固層中，即在鑄件的上層。從而在鑄件的上層形成一層夾雜/氣泡的富集區(qū)。
當(dāng)軋制鑄坯時(shí)，殘留的夾雜和氣泡暴露到表面，形成表面缺陷?；蛘咚鼈?nèi)詺埩粼阼T坯中，在退火時(shí)氣泡膨脹而引起內(nèi)部缺陷。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，提高鑄坯質(zhì)量，傳統(tǒng)的方法是調(diào)整浸入式噴嘴的流出孔傾角到一個(gè)適當(dāng)值θ，以提高鑄坯質(zhì)量。浸入式噴嘴的流出孔傾角θ對(duì)金屬液的流動(dòng)有很大影響。
如果流出孔傾角θ增大，下降流增多，而上升流減少。結(jié)果，金屬液在其液面處的流動(dòng)速度降低，形成一個(gè)金屬液的穩(wěn)定表面。因此，提高了可加工能力，初始固化穩(wěn)定地進(jìn)行，也就提高了鑄坯的表面質(zhì)量。但是，如果流出孔傾角θ增大，大量的夾雜和氣泡將深深地殘留在鑄坯的內(nèi)部，因?yàn)樗鼈儾荒苌细〉浇饘僖好?，從而損害了鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量。
另一方面，如果流出孔傾角θ減小，下降流減少，因此可以減少夾雜和氣泡造成的缺陷。但如果流出孔傾角θ減小，上升流增多，金屬液在液面處的速度大大加快。由于金屬液面處的熔渣的帶入和渦流的形成，這將造成鑄坯表面質(zhì)量的下降。當(dāng)鑄造速度快時(shí)，這些問(wèn)題將更加嚴(yán)重。
這樣，如果僅使用浸入式噴嘴，控制金屬液的流動(dòng)將受到限制。因此，如圖2a所示，在緊靠著浸入式噴嘴流出孔11a的下方安裝了電磁制動(dòng)控制器(EMBR)20。從而利用由磁場(chǎng)和流動(dòng)產(chǎn)生的洛侖茲力來(lái)降低流速(瑞典專利SE8,003,695和美國(guó)專利4,495,984提出了這一方法)。
圖2a的方法已經(jīng)實(shí)用化，但目前不再使用了，因?yàn)樯淞鲗⒀刂苊獯艌?chǎng)的流動(dòng)阻力的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而不是在磁場(chǎng)作用下降低流速。
為解決這一問(wèn)題，如圖2b和2c所示，磁場(chǎng)在整個(gè)鑄模的寬度上水平分布(瑞典專利SE9,100,184，美國(guó)專利5,404,933和日本專利申請(qǐng)No.Hei-2-284750)。但在上述的方法中都存在偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
當(dāng)不施加直流磁場(chǎng)時(shí)，從浸入式噴嘴11的側(cè)出口11a流出的金屬液形成如圖3a所示的流場(chǎng)。如果在整個(gè)鑄模寬度上施加磁場(chǎng)，流股的分布如圖3b所示。也就是，與存在磁場(chǎng)的情況相比，射流明顯地沿著鑄模的厚度方向分布。因此，降低了射流朝向鑄模窄面運(yùn)動(dòng)的平均速度。
與沒(méi)有施加磁場(chǎng)的情況相比，由于射流速度的降低，幾微米到幾百微米的夾雜和氣泡從下降流區(qū)域到上升流區(qū)域要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段距離。
同時(shí)，通過(guò)噴嘴吹到金屬液里的惰性氣體的大部分為幾個(gè)毫米大小，并從窄面之間浮到金屬液面(上浮距離與金屬液的注入速度和吹入氣體的量有關(guān)。當(dāng)吹入的氣體量最小時(shí)這一距離約為從流出口附近到窄面；當(dāng)吹入的氣體量最大時(shí)這一距離約為從緊靠流出口的上方到窄面)。如果主流股的速度快，惰性氣體氣泡的上浮不會(huì)對(duì)主流股的流動(dòng)方向有大的影響。但，由于施加磁場(chǎng)使主流股的速度下降時(shí)，惰性氣體的浮力對(duì)主流股的流動(dòng)方向有大的影響。由于受惰性氣體的浮力和緊靠浸入式噴嘴下方的磁場(chǎng)流動(dòng)阻力的作用，主流股向金屬液面方向升高。當(dāng)射流充分處理后，惰性氣體浮力的影響消失，射流沿著鑄造方向降低形成S形，如圖3b(這稱作“浸入式噴嘴附近的非凝固上升金屬液流”)。這樣，射流以大的角度沖擊鑄模的窄面。
當(dāng)射流沖擊鑄模窄面而被分成流股時(shí)，流股的流量取決于沖擊角度。例如，如果發(fā)生垂直沖擊，上、下流股的流量相同。但是，如果沖擊角度減小，下流股的流量增加。在此條件下，下流股與上流股的流量之比取決于鑄造速度、噴嘴流出孔傾角、惰性氣體吹入量和磁場(chǎng)強(qiáng)度。但在通常的工作條件下，如果沒(méi)施加磁場(chǎng)，這個(gè)比例約為6∶4。如果在整個(gè)寬度上施加磁場(chǎng)，這個(gè)比例約為8∶2。因此，如果用傳統(tǒng)方法施加磁場(chǎng)，下流股的流量增加而上流股的流量減少。相應(yīng)地就降低了緊靠金屬液面下的金屬液的流速，并減小了金屬液彎月面的高度差。這樣，穩(wěn)定了金屬液面，因此提高了表面質(zhì)量。
但是，由于下流股流量的增加，大量的夾雜和氣泡卷入環(huán)流中。因此，當(dāng)在整個(gè)寬度上施加磁場(chǎng)時(shí)，由于平均速度的降低，抵消了上浮機(jī)會(huì)的增加。所以，由于不能去除夾雜和細(xì)小的惰性氣體氣泡，鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量無(wú)法提高。
發(fā)明概述為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明者進(jìn)行了理論研究和模擬試驗(yàn)。在這些研究和分析的基礎(chǔ)上，本發(fā)明者提出了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種連鑄方法，其中在與金屬液流出的方向平行的方向上施加了感應(yīng)直流磁場(chǎng)，這樣減少了惰性氣體氣泡和諸如Al2O3、MnO之類的非金屬夾雜的殘留量，從而提高了鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種連鑄設(shè)備，這種設(shè)備用于實(shí)施上述本發(fā)明的方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的連鑄方法包括以下步驟通過(guò)浸入式噴嘴的流出孔向鑄模中注入金屬液；對(duì)注入的金屬液施加磁場(chǎng)；其中，磁場(chǎng)的主磁力線從緊靠浸入式噴嘴流出孔上方與金屬液的流出方向平行分布。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是，本發(fā)明的連鑄設(shè)備包括安裝有浸入式噴嘴的鑄模，浸入式噴嘴有一對(duì)朝向鑄模窄面的流出孔；以及在鑄模內(nèi)建立磁場(chǎng)的電磁制動(dòng)控制器，電磁制動(dòng)器包括環(huán)繞鑄模的基架；從鑄模寬面附近伸出的鐵芯和繞在鐵芯上的感應(yīng)線圈；一對(duì)與鐵芯相連的電磁轉(zhuǎn)換元件，它與鑄模的寬面保持一定距離，并緊靠在浸入式噴嘴的流出孔上方，朝向鑄模的窄面與金屬液的流出方向平行。
并且，本發(fā)明的設(shè)備還包括控制浸入式噴嘴附近非凝固上升金屬液流的裝置。
附圖簡(jiǎn)述參照以下附圖并通過(guò)對(duì)具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上目的和其它優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更明顯地體現(xiàn)出來(lái)。圖中圖1表示通常鑄模內(nèi)的金屬液的液流，圖1a是頂視圖，圖1b是側(cè)剖視圖；圖2a、圖2b、圖2c表示傳統(tǒng)連鑄設(shè)備的組成，其上安裝有不同的電磁制動(dòng)器；圖3a和圖3b表示有和沒(méi)有電磁制動(dòng)器的鑄模內(nèi)的金屬液流；圖4表示本發(fā)明的連鑄設(shè)備組成，圖4a是頂視圖，圖4b是側(cè)剖視圖，圖4c是一個(gè)關(guān)鍵部分的立體圖5表示本發(fā)明連鑄設(shè)備組成的另一個(gè)實(shí)施例，圖5a是側(cè)剖視圖，圖5b是一個(gè)關(guān)鍵部分的立體圖；圖6表示連鑄設(shè)備的側(cè)剖視圖，其中包括第二實(shí)施例中的電磁轉(zhuǎn)換元件；圖7表示本發(fā)明的鑄模內(nèi)的金屬液的流動(dòng)；圖8a和圖8b對(duì)比地表示了本發(fā)明連鑄設(shè)備不同實(shí)施例的金屬液的流動(dòng)。
優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明的根本所在是在緊靠鑄模中的浸入式噴嘴的流出口上方建立適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)，磁場(chǎng)的方向與金屬液流出方向平行。
圖4表示本發(fā)明連鑄設(shè)備第一個(gè)實(shí)施例的組成，圖4a是頂視圖，圖4b是側(cè)剖視圖。
本發(fā)明的連鑄設(shè)備包括帶有一對(duì)流出孔11a的浸入式噴嘴11；安裝有浸入式噴嘴的鑄模10，流出孔11a朝向鑄模10的窄面13；用于在鑄模10內(nèi)建立感應(yīng)磁場(chǎng)的電磁制動(dòng)控制器40。
本發(fā)明連鑄設(shè)備的主要特征是電磁制動(dòng)控制器。圖4c詳細(xì)表示了電磁制動(dòng)控制器(EMBR)。
如圖4c所示，本發(fā)明的電磁制動(dòng)控制器40包括環(huán)繞鑄模10的基架43；從鑄模寬面12附近伸出的鐵芯44；一對(duì)與鐵芯44相連的電磁轉(zhuǎn)換元件41和42，它與鑄模10的寬面12保持一定距離。
基架43可以與鐵芯44作成一體；或者與鐵芯分開(kāi)制作，以使基架可以在寬面方向上移動(dòng)。對(duì)于后一種情況，感應(yīng)線圈45容易纏繞。
感應(yīng)線圈45繞在鐵芯44上，從而在鑄模內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
并且，電磁轉(zhuǎn)換元件41和42連在鐵芯44上，與鑄模的寬面保持一定距離，這樣對(duì)鑄模施加感應(yīng)直流磁場(chǎng)。本發(fā)明的電磁轉(zhuǎn)換元件41和42安裝在緊靠浸入式噴嘴的流出口11a的上方，朝向鑄模的窄面13，并與金屬液的流出方向平行。也就是，電磁制動(dòng)控制器40的電磁轉(zhuǎn)換元件41和42應(yīng)安裝成與金屬液的流出方向平行。電磁轉(zhuǎn)換元件41和42的作用是，在把磁場(chǎng)導(dǎo)入鑄模之前改變鐵芯磁場(chǎng)磁力線的分布。因此，它們不必僅是單獨(dú)的一件，可以是多件。
電磁制動(dòng)控制器40用來(lái)控制浸入式噴嘴附近非凝固金屬液的上升流?？刂破?0的結(jié)構(gòu)根據(jù)金屬液流出孔傾角的不同而不同。流出孔傾角θ向下傾斜1到90度。電磁轉(zhuǎn)換元件41和42的安裝即使在傾角θ改變的情況下也應(yīng)與金屬液的流出方向平行。
同時(shí)，如圖4b所示，電磁制動(dòng)控制器40內(nèi)的電磁轉(zhuǎn)換元件41和42可以一直延伸到鑄模的窄面13。但是，重要的一點(diǎn)是，元件41和42應(yīng)當(dāng)覆蓋緊靠在浸入式噴嘴最近處的金屬液射流的上方(或者惰性氣體浮出最多)的區(qū)域。在緊靠金屬液射流上方的區(qū)域，惰性氣體的浮出最多。因此，在此區(qū)域，可以觀察到大量氣泡，這一區(qū)域的尺寸取決于澆鑄速度和惰性氣體吹入量。在通常的條件下，上述區(qū)域位于浸入式噴嘴與窄面之間。在此情況下，電磁制動(dòng)控制器40覆蓋緊靠金屬液射流的上方區(qū)域，基架53、鐵芯54和感應(yīng)線圈55的結(jié)構(gòu)如圖5b所示，它們與圖4c中的相似。但是，轉(zhuǎn)換元件51和52變短以使它僅覆蓋緊靠在金屬液射流的上方區(qū)域。
也就是說(shuō)，電磁制動(dòng)控制器40，最低限度應(yīng)當(dāng)覆蓋離浸入式噴嘴最近處金屬液射流正上方的區(qū)域，并且最多延伸至鑄模窄面。
現(xiàn)在將描述使用以上連鑄設(shè)備的連鑄方法。
一般地，如果導(dǎo)體穿過(guò)磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于感應(yīng)電流與磁場(chǎng)之間的相互作用將產(chǎn)生洛侖茲力，其作用方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，正比于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度和磁場(chǎng)強(qiáng)度平方的乘積。洛侖茲力降低射流速度，改變射流方向，或者把一股射流體分成多股。因此，如果對(duì)射流施加適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)，就能嚴(yán)格地調(diào)整射流的速度和方向。
本發(fā)明基于以上原理。即，在金屬的連鑄過(guò)程中，把殘余的夾雜和氣泡減少到最低程度，以提高鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量。但是，如下所述，本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)的方法有本質(zhì)的不同。
也就是，如果鑄坯中殘余的夾雜和氣泡減少到最低程度，夾雜和氣泡應(yīng)該在環(huán)流上層的含量達(dá)到最大，即它們都應(yīng)上浮。
為得到以上結(jié)果，需滿足以下條件第一，必須在射流分成上升流和下降流之前降低從流出孔流出的射流速度。這樣就有足夠的時(shí)間保證上升流中的夾雜和氣泡向上升流的表面浮起。
第二，必須控制射流的方向以減小金屬液射流與窄面沖擊的角度。這樣上升流的數(shù)量增多，更多的夾雜和氣泡便包含在上升流中。
為達(dá)到以上目的，在圖4和圖5的連鑄設(shè)備中，磁力線與金屬液射流的流出方向平行。
也就是，如果磁場(chǎng)分布平行于金屬液射流的流出方向，射流的形狀如圖7所示。從而，射流形狀的頂視圖如圖3b的上部，前視圖如圖3a的下部。這樣降低了所有金屬液射流的速度。因此，在本發(fā)明中，射流沿著鑄模厚度方向分布并且速度降低了，從而有足夠的時(shí)間保證夾雜和氣泡的上浮。同時(shí)，圖4b的A部分受到浮力，射流的上升由于施加在其上的磁場(chǎng)產(chǎn)生的流動(dòng)阻力而阻止了。進(jìn)而，射流的方向沒(méi)有改變，充分保證了沖擊的角度(在窄面上)，以便不增加下降流的數(shù)量。
這樣，包含在下降流中的夾雜和氣泡降低到了最低限度。
同時(shí)，金屬液的沖擊角度隨著浸入式噴嘴流出角度、施加的磁場(chǎng)長(zhǎng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的不同而改變。如果沖擊角度沒(méi)有必要地向上，金屬液面的流動(dòng)速度變得太快。因此，設(shè)計(jì)上浮時(shí)間時(shí)，必須能夠在最少數(shù)量的上升流中最大程度地實(shí)現(xiàn)上浮。
電磁制動(dòng)控制器40的最大長(zhǎng)度是從金屬液的流出點(diǎn)到窄面。金屬液射流隨磁場(chǎng)長(zhǎng)度的變化如圖8所示。
圖8a表示了在從流出孔11a到窄面距離的1/4區(qū)域內(nèi)上浮活躍發(fā)生的情況，即電磁制動(dòng)控制器40僅覆蓋此區(qū)域(緊靠金屬液的上方)。圖8b的情況是控制器40一直沿伸到窄面。在上述的兩個(gè)圖中，表示了流出的金屬液射流的流動(dòng)狀態(tài)。從上述兩圖中可以看出，二者彼此幾乎是相同的。這是由于大部分的惰性氣體從流出孔附近上浮到金屬液面，并且惰性氣體的上浮輕微地帶動(dòng)了金屬液的流動(dòng)。但是，也可以看出磁場(chǎng)對(duì)窄面附近金屬液的流動(dòng)不能產(chǎn)生大的影響。
因此，如果要在上浮活躍的區(qū)域防止流動(dòng)向上發(fā)生，上述兩種情況下整個(gè)金屬液的流動(dòng)將變成相同狀態(tài)。進(jìn)而，在窄面附近遠(yuǎn)離上浮活躍的區(qū)域，金屬液沿鑄模的厚度方向鋪展，并且速度降低。因此，這一區(qū)域的洛侖茲力可以忽略。所以，電磁制動(dòng)控制器40至少要覆蓋惰性氣體上浮活躍區(qū)域是重要的。在此區(qū)域之外，磁場(chǎng)的分布是不重要的。因此，應(yīng)提供如圖6所示的多個(gè)電磁轉(zhuǎn)換元件，以使得不損壞對(duì)非凝固金屬液流動(dòng)的抑制。并且這些元件應(yīng)延伸到上浮活躍區(qū)域之外直到窄面。在這種情況下，對(duì)窄面附近的射流的精細(xì)調(diào)整是可能的。圖6表示了安裝在上浮活躍區(qū)域之外窄面附近的具有不同角度的電磁轉(zhuǎn)換元件，以使沖擊角度稍微向上調(diào)整，達(dá)到防止非凝固上升金屬液射流。圖6還表示了另一種情況，即電磁轉(zhuǎn)換元件安裝在窄面附近的射流下面以降低下降流的速度。為了在窄面附近精細(xì)調(diào)整，可以把不同形狀的電磁轉(zhuǎn)換元件安裝在窄面附近。
當(dāng)用上述連鑄設(shè)備進(jìn)行連鑄時(shí)，約35～40％的金屬液射流為上升流。
這里，電磁制動(dòng)控制器40的磁力線密度優(yōu)選為1000～6000高斯。如果磁力線的密度低于1000高斯，不能充分地調(diào)整射流；而超過(guò)6000高斯時(shí)，也不可能對(duì)射流再作更多的調(diào)整。
下面將根據(jù)一些試驗(yàn)例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。<對(duì)比例1>
按照通常的鑄造條件，金屬液的注入速度為2.6t/min，流出孔下傾，傾角在0～25°之間。不采用磁場(chǎng)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助模擬試驗(yàn)。這樣，可對(duì)上環(huán)流和下環(huán)流進(jìn)行對(duì)比，以測(cè)量夾雜和氣泡的數(shù)量。
在沒(méi)有磁場(chǎng)的情況下，35～40％的金屬液射流為上升流，其余的為下降流。射流到達(dá)窄面的時(shí)間約為0.55～1秒。因此，約70％的夾雜和氣泡包含在上環(huán)流中，而其余的則包含在下環(huán)流中。<對(duì)比例2>
試驗(yàn)條件與對(duì)比例1相同，施加如圖2b所示的磁場(chǎng)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助模擬試驗(yàn)。這樣，可對(duì)上環(huán)流和下環(huán)流進(jìn)行對(duì)比，以測(cè)量夾雜和氣泡的數(shù)量。
在此情況下，僅有10～20％的金屬液射流形成上環(huán)流，約34％的夾雜和氣泡上浮到上環(huán)流中，而其余的66％包含在下環(huán)流中。射流到達(dá)窄面的時(shí)間平均約為1.4～3秒。
從上面的結(jié)果可以看出，施加磁場(chǎng)的結(jié)果比沒(méi)有施加磁場(chǎng)的差。這與實(shí)際工廠的情況相同。<發(fā)明例>
試驗(yàn)條件與對(duì)比例1相同，施加如圖4b所示的磁場(chǎng)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助模擬試驗(yàn)。這樣，可對(duì)上環(huán)流和下環(huán)流進(jìn)行對(duì)比，以測(cè)量夾雜和氣泡的數(shù)量。這里，施加磁場(chǎng)的磁力線密度在1000～6000高斯之間變化。
在本發(fā)明例中，約35～40％的金屬液射流為上升流，射流到達(dá)窄面的時(shí)間平均約為1.4～3秒。并且，約93％的夾雜和氣泡在上環(huán)流中，而僅有7％殘留在下環(huán)流中。從而使夾雜和氣泡與金屬液的分離達(dá)到非常高的程度。
按照如上所述的本發(fā)明，提高了非金屬夾雜和氣泡的分離能力。因此，由非金屬夾雜和氣泡引起的鑄坯的內(nèi)部缺陷明顯降低。
權(quán)利要求
1.一種連鑄方法，包括以下步驟通過(guò)浸入式噴嘴的流出孔向鑄模中注入金屬液；對(duì)注入的金屬液施加磁場(chǎng)，其特征在于，磁場(chǎng)的主磁力線從緊靠上述浸入式噴嘴的流出孔上方、與金屬液的流出方向平行分布。
2.如權(quán)利要求1所述的連鑄方法，其特征在于35～40％的金屬液在磁場(chǎng)的作用下成為上升流。
3.如權(quán)利要求1所述的連鑄方法，其特征在于施加的磁場(chǎng)的磁力線密度為1000～6000高斯。
4.一種連鑄設(shè)備，它包括裝有浸入式噴嘴的鑄模，上述浸入式噴嘴有一對(duì)朝向上述鑄模窄面的流出孔；用于在上述鑄模內(nèi)建立磁場(chǎng)的電磁制動(dòng)控制器；上述電磁制動(dòng)控制器包括圍繞上述鑄模的基架；從上述鑄模寬面附近伸出的鐵芯，上面繞有感應(yīng)線圈；與上述鐵芯相連的一對(duì)電磁轉(zhuǎn)換元件，它與上述鑄模的上述寬面保持一定距離，并安裝在緊靠上述浸入式噴嘴的流出孔的上方，朝向上述鑄模的上述窄面，并與金屬液的流出方向平行。
5.一種連鑄設(shè)備，它包括用于控制上述浸入式噴嘴附近的非凝固上升金屬液流的控制裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的連鑄設(shè)備，其特征在于，上述控制裝置包括至少一對(duì)電磁轉(zhuǎn)換元件，用于施加磁場(chǎng)；上述電磁轉(zhuǎn)換元件設(shè)置成與金屬液射流的方向(在上述浸入式噴嘴的流出孔附近)平行，上述電磁轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的主磁力線與金屬液的流動(dòng)方向垂直，并且垂直于鑄造流股的拉延方向。
7.如權(quán)利要求5或6所述的連鑄設(shè)備，其特征在于，上述電磁轉(zhuǎn)換元件覆蓋緊靠上述浸入式噴嘴最近處的金屬液射流的上方。
8.如權(quán)利要求7所述的連鑄設(shè)備，其特征在于，上述電磁轉(zhuǎn)換元件在惰性氣體上浮不活躍的區(qū)域(即，在緊靠上述浸入式噴嘴最近處的金屬液射流的上方之外的區(qū)域)具有任意的形狀。
9.如權(quán)利要求6所述的連鑄設(shè)備，其特征在于，磁場(chǎng)的磁力線密度為1000～6000高斯。
10.如權(quán)利要求6所述的連鑄設(shè)備，其特征在于，上述電磁轉(zhuǎn)換元件的安裝角度在1到90度的范圍內(nèi)，以使它們與上述浸入式噴嘴附近的金屬液射流的方向平行。
11.如權(quán)利要求5所述的連鑄設(shè)備，其特征在于，控制裝置的工作范圍在上述流出孔和上述窄面之間。
12.一種使用權(quán)利要求5到11的設(shè)備澆鑄金屬液的連鑄方法。
全文摘要
一種連鑄方法和使用該連鑄方法的連鑄設(shè)備。它能嚴(yán)格地控制金屬液射流的流動(dòng)狀態(tài),從而降低金屬液中殘留的非金屬夾雜和氣泡的數(shù)量,生產(chǎn)出高質(zhì)量的連鑄坯。連鑄設(shè)備包括:安裝有浸入式噴嘴(11)的鑄模(10),上述浸入式噴嘴有一對(duì)朝向上述鑄模(10)窄面的流出孔(11a);以及在上述鑄模(10)內(nèi)建立磁場(chǎng)的電磁制動(dòng)控制器(40)。上述電磁制動(dòng)控制器(40)包括:圍繞上述鑄模(10)的基架(43);在上述鑄模寬面附近伸出的鐵芯,上面繞有線圈;與上述鐵芯相連的一對(duì)電磁轉(zhuǎn)換元件(41和42),安裝在緊靠上述浸入式噴嘴的上述流出孔的上方,朝向上述鑄模的上述窄面,并與金屬液的流出方向平行。在上述鑄模(10)內(nèi)施加上述磁場(chǎng)后,增大了非金屬夾雜和氣泡的分離能力,從而極大減少了鑄坯內(nèi)部的缺陷。
文檔編號(hào)B22D11/115GK1274307SQ99801263
公開(kāi)日2000年11月22日 申請(qǐng)日期1999年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月4日
發(fā)明者曹明鐘, 金相俊, 金鐘根, 金麟哲 申請(qǐng)人:浦項(xiàng)綜合制鐵株式會(huì)社, 浦項(xiàng)產(chǎn)業(yè)科學(xué)研究院