控制在活動結晶器之間連鑄成的薄金屬帶的厚度剖面的方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及一種在活動結晶器之間連鑄金屬帶材的方法，包括從一個裝置中進給液態(tài)金屬，所述裝置包括一個位于一注入器上游的注入器槽，所述液態(tài)金屬通過所述注入器的下游端被分布到活動結晶器的氣隙內(nèi)。本發(fā)明專利技術的特征在于，它包括在活動結晶器之間使液態(tài)金屬的凝固鋒面變形，以便校正并獲得所需帶材的厚度剖面，所述變形具體地來源于一個活動擋板，該擋板可以沿所有方向移動并取向，它位于注入器槽內(nèi)。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于通過在活動結晶器之間(例如在塊體之間，在帶之間，在塊體和帶之間，或者優(yōu)選地在冷卻的軋輥之間)的連續(xù)鑄造獲得具有受控制的和恒定的厚度剖面的薄金屬帶材的方法和裝置。特別是，本專利技術涉及鋁材及其合金。活動結晶器之間的連鑄設備通常包括一個將液態(tài)金屬進給到一個注入裝置中的爐子，該注入裝置通過一個流槽將所述液態(tài)金屬均勻地分配到活動結晶器之間的氣隙內(nèi)。這種裝置包括至少一個注入器，其下游端具有和待鑄造的金屬帶材的寬度相同的寬度，并且在該注入器中，其澆注口的形狀與結晶器的形狀相匹配；它通常還包括一個位于所述注入器上游的注入器槽。這種類型的鑄造通常可制造出厚度在2至20mm的帶材。在于活動結晶器之間連鑄寬的帶材(通常大于1m)的過程中，總是試圖獲得具有一給定厚度和恒定的厚度剖面的帶材，以適應于帶材以后的應用。通常，這種剖面應當是稍呈凸狀的，同時帶材的兩個邊緣應當是均勻且恒定的；這一凸度是作為中心部分和邊緣部分之間的厚度差相對于中心部分的厚度的比值而計算出來的，并且通常大約為0．5至1％。十分關鍵的是，這種剖面應當很好地受到控制并保持恒定，而對于薄帶材，特別是厚度小于5mm的最薄的帶材，這是非常難以達到的。軋制設備會給出一個作為絕對值的公差，在薄帶材的情況下，它對應于以相對值表示的公差的增大；但是，目的是獲得最小的可能的相對公差，因此，這就意味著，當薄帶材的厚度減小時，絕對公差應當被保持在一個更加嚴格的限度內(nèi)。例如，在帶材的凸度方面，所要求的相對公差通常為±0．2％，對于5mm厚的帶材，當其凸度為0．7％(35μm)時，其公差(±0．2％)等于±10μm，而對于2．5mm厚的帶材，當其凸度為0．7％(17．5μm)時，±0．2％的公差變成±5μm，而這是很難達到的。這種帶材的厚度是由氣隙的尺寸及鑄造速度給出的，而氣隙主要是由在金屬正在凝固時及其凝固之后由軋輥施加在金屬上的作用力所產(chǎn)生的。獲得恒定厚度的先決條件是，在注入裝置中具有一個速度和溫度均勻的液態(tài)金屬流，以便在氣隙內(nèi)獲得一個可能最均勻的凝固鋒面。如在軋制技術中所熟知的那樣，這種均勻性借助于公知的包括由軋輥施加到金屬上的作用力、鑄造速度、軋輥的潤滑和冷卻等的已知調(diào)節(jié)器來達到。例如，這在專利US 4550767(Alcoa)，4751958(Hunter)，5452827(Eckert)中進行過描述。用于調(diào)整薄帶材的厚度剖面(例如，凸度，邊緣厚度等)的常規(guī)手段包括改變由軋輥施加在金屬上的作用力的分布，改變軋輥的冷卻以調(diào)整它們的凸度和／或適當改變鑄造過程中的潤滑。例如，專利 EP 0407978(Hunter)和US 4944342(Lauener)通過描述控制軋輥的冷卻以改變熱凸度而對這些不同方法進行了說明；專利EP 0228038(Alcoa)描述了對力矩和力進行控制，以便控制凝固鋒面的位置；專利WO 95／23662(Davy Mc Kee)描述了如何獲得均勻的結晶器潤滑；專利EP 0081848(Hazelet)描述了對于在帶之間的鑄造如何進行控制以便保持帶材支承輥的壓力和剖面。因而，在所有這些方法中，通過對固體金屬或者正在凝固的金屬采取行動來控制帶材的厚度剖面。這些措施在鑄造時不足以獲得一個規(guī)則的厚度剖面，同時也難以實施。如果凝固鋒面是完全均勻的，則這些措施可能是足夠的；但是，在液流中只要存在一點障礙，就會產(chǎn)生擾動，這種擾動必然會導致所述凝固鋒面中的缺陷，而上面所述的障礙在液流中是常見的。因此，申請人尋求一種利用可以取代或補充傳統(tǒng)做法的簡單手段改進均勻性并控制厚度剖面的方法，所述厚度剖面需要保持在由隨后的壓力加工公司所規(guī)定的公差范圍之內(nèi)，而這種公差范圍的要求對于較薄的帶材是更難達到的。本專利技術是一種用于在活動結晶器之間連續(xù)鑄造金屬帶材的方法，包括向一個注入裝置內(nèi)進給液態(tài)金屬，所述注入裝置包括至少一個注入器以及一個可任選地位于所述注入器上游側的注入器槽，所述液態(tài)金屬通過所述注入器的下游端被分配到活動結晶器之間的氣隙內(nèi)，其特征在于，為了獲得所需的帶材厚度剖面，使液態(tài)金屬的凝固鋒面在金屬結晶器之間變形。液態(tài)金屬的凝固鋒面代表將液相與固相分隔開的界面并且位于氣隙內(nèi)。申請人由此尋求一種僅作用于液態(tài)金屬上的方法，以便補充或者取代傳統(tǒng)上所采用的用于控制厚度剖面的均勻性的方法，而如上所述，傳統(tǒng)上采用的方法只對固態(tài)金屬或正在凝固的金屬產(chǎn)生作用。因此，本專利技術包括在液態(tài)金屬注入裝置的出口處配置速度以及一個溫度分布曲線，使得所獲得的凝固鋒面的變形符合所需的帶材厚度剖面。非常值得注意的是，在包括有一個注入器和任選地具有一個注入器槽的注入裝置中，只要對液態(tài)金屬的溫度和／或流量加以控制，就可以獲得一個控制帶材厚度剖面的足夠有效的手段。過去，曾作過多種努力試圖使凝固鋒面盡可能地均勻，因為這是獲得良好的帶材厚度剖面的先決條件。例如，前面提到的專利文獻US4751958(Hunter)描述了注入器包括被設計成可使注入器內(nèi)的液態(tài)金屬流均勻的隔片。如上所述，注入裝置可包括一個位于注入器上游側并連接于其上的注入器槽，其作用是控制液態(tài)金屬的初步分布，注入器的作用則是改善這種分布并將液態(tài)金屬送入氣隙內(nèi)。液態(tài)金屬于其中進行鑄造的注入器槽通常包括一個底部和兩個側壁。注入器通常包括一個底部，兩個側壁和一個面對底部的頂壁；側壁可以是收斂的、平行的或者發(fā)散的；底部和頂壁通常是收斂的或平行的。其下游端被制成一定的形狀從而液態(tài)金屬進入活動結晶器或軋輥之間并分布在其整個寬度上。至少采用下述方法之一使凝固鋒面變形。首先，可將至少一個通常為平面狀并由一個或幾個部件制成的活動擋板放置于注入器槽內(nèi)并橫向地且至少部分地阻塞液態(tài)金屬流；根據(jù)本專利技術，如果在擋板的每一側有一間隔將其與注入器槽的側壁隔離開是非常有益的。該間隔的寬度為注入器槽的寬度的40％至95％之間。活動擋板可沿幾個方向移動或旋轉。因此，它可以垂直地滑動或者通過增大在其一端的橫向間隔并同時相應地減小其另一端的橫向間隔而被橫向移動；這種移動使凝固鋒面變形。其側端可相互獨立地垂直和／或水平地移動。該擋板可以繞水平軸線、豎直軸線或傾斜軸線轉動，或者它可以向前或向后移動，換句話說，沿著平行于液態(tài)金屬流的方向移動。其位移也可以是所有這些運動的組合。當擋板是由幾個部件組成的時候，每個部件都可以彼此相互獨立地垂直移動。這些簡單的運動可以被用來調(diào)整液態(tài)金屬流的溫度和速度分布曲線，從而按照所需的方式使凝固鋒面發(fā)生變形，特別是因為該擋板除底部通道之外還包括在其每一側端處的通道，用于控制帶材的厚度剖面。為了使該擋板更加有效，通常使之與注入器槽的形狀相匹配，而當擋板是由幾個部件制成時，這一點是很容易做到的。注入器槽的寬度最好比注入器的寬度小。還可以在注入器內(nèi)、于底部和頂面之間安裝至少一個回轉式導向擋板，它優(yōu)選地具有一個類似飛機機翼的外形。如上所述，它調(diào)整液態(tài)金屬的流動，從而也就調(diào)整了液體金屬的溫度分布曲線；但是，優(yōu)選地是將它用作對擋板的補充，因為它不易于安裝。另外一種可能性是安裝用于局部改變液態(tài)金屬流的溫度、從而使凝固鋒面變形的裝置，例如，利用隔熱屏或活動熱屏，或者利用安裝在注入裝置(注入器槽或最好是注入器)的壁上或壁內(nèi)或者裝在液態(tài)金屬內(nèi)的加熱和／或冷卻裝置。這本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于在活動結晶器之間連續(xù)鑄造金屬帶材的方法，包括向一個注入裝置進給液態(tài)金屬，所述注入裝置包括至少一個注入器和一個任選的位于所述注入器上游側的注入器槽，所述液態(tài)金屬通過所述注入器的下游端被分配到活動結晶器之間的氣隙內(nèi)，其特征在于，液態(tài)金屬的凝固鋒面在活動結晶器之間被變形，以便獲得所需的帶材厚度剖面。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：皮埃爾伊夫梅內(nèi)，洛朗卡拉克，
申請(專利權)人：皮西尼何納呂公司，
類型：發(fā)明
國別省市：FR[法國]