用于連續鑄造機上的模具組件制造技術

一種改進的用于連續鑄造機上的模具組件（１２），包括帶有內表面（３２）的模具襯里組件，該內表面定義了鑄造空間（１４），熔融金屬在其中冷卻并成型；一個浸入式噴嘴（２０），端接在所述鑄造空間（１４）內，用于將熔融金屬導入該鑄造空間（１４）；以及可選擇的冷卻結構（３４），用于以這樣一種方式可選擇地冷卻模具襯里組件：對模具襯里組件（３０）內表面（３２）的不同部分，以變化的強度按照在熔融金屬中預先設定的循環方式（２６）進行冷卻，從而使對流所產生的不均勻熱傳導被提供給模具襯里組件（３０）的整個內表面。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術廣泛涉及金屬加工和鑄造領域。特別涉及一種改進的用于連續鑄造系統的模具，該模具具有較長的使用壽命，改進了冷卻的均勻性，比普通的連續鑄造模具制造出更好的產品?，F有技術的描述常規的連續鑄造模具包括一定數量的通常由銅制成的襯板，和圍繞該襯板的外壁。這些襯板定義了在鑄造過程中與熔融的金屬接觸的模具部分。在其外壁和襯板之間提供的平行和垂直延伸的冷卻水循環槽縫或通道，將熱量從襯板上帶走。在加工期間，水從水源通過與襯板的所有槽縫相通的入口高壓引入到這些槽縫中，該槽縫通常在模具的底部。這樣達到的冷卻效果會在熔融的金屬通過模具時使其外表面固化。在離開模具之后，該半固態鑄件通過向該鑄件噴射的附加冷卻液(通常為水)而使固化作用完成。這一金屬的加工方法是非常有效的，同時在美國及世界各地廣泛使用。在眾多的連續鑄造機中，熔融的金屬通過浸沒在模具中的耐熔噴嘴從澆口盤被導入到模具中。由于經常通過噴嘴部分導入熔融金屬、模具的形狀、以及模具熱表面的冷卻效果，在模具中形成的熱的金屬或熔融金屬循環、以及借助良好的對流熱傳導介質導致在整個熱表面(hotface)上的冷卻率不均勻，這可能導致熱表面的不均勻的退化，從而導致模具過早地報廢，其同樣可能對鑄造產品的質量產生影響。這樣的實例可以在漏斗型的模具操作中找到。漏斗型模具用于鑄造薄板產品，包括在模具的導入端的個相對寬的中心區域、相對較窄的末端區域，以及界于中心區域與末端區域之間的傳輸區域。所說的耐熔噴嘴插入在中心區域中，并且在實踐中已經發現，模具過早地磨損和報廢趨向于發生在傳輸區域。磨損的原因之一被認為是存在于浸沒式噴嘴出口處的流入的熔融金屬的沖刷，導致毗鄰的固態金屬的內表面受到重新加熱，阻止了通過這一區域從其表面傳開所發生的附加冷卻，同時在一些極端的例子中，導致表面的重新加熱和熔化的發生，這將導致在出口部分周圍的區域表面變薄，其依次升高了產品的表面溫度和模具襯里的表面溫度。據專利技術人所知，現在還沒有就這一問題提出過可操作的解決方案。很明顯，存在一種對改進的連續鑄造模具及其連續鑄造方法的需求，對在連續鑄造模具中，熱金屬循環方式的有害影響進行補償。本專利技術的概述據此，本專利技術的一個專利技術目的是提供一種改進的連續鑄造模具及其連續鑄造方法，對在連續鑄造模具中，熱金屬循環方式的有害影響進行補償。為了達到本專利技術上述的及其他的專利技術目的，改進的用于連續鑄造機的模具組件包括帶有定義了鑄造空間的內表面的模具襯里組件，熔融的金屬在該鑄造空間中冷卻并成型；浸入式噴嘴端接在該鑄造空間中，用于將熔融的金屬導入該鑄造空間；以及選擇性的冷卻結構，用于以這樣一種方式冷卻所述的模具襯里組件對模具襯里組件內表面的不同部分，以變化的強度按照在熔融金屬中預先設定的循環方式進行冷卻，從而使對流所產生的不均勻熱傳導被提供給模具襯里組件(30)的整個內表面。按照本專利技術的第二方面，提供了一種操作連續鑄造機的方法，該鑄造機帶有模具襯里組件，該組件帶有一個內表面，其定義了熔融金屬可以在其中冷卻和成型的鑄造空間，該方法包括如下步驟(a)將熔融金屬導入該鑄造空間；以及(b)選擇性地對模具襯里組件內表面的不同部分，以變化的強度按照在熔融金屬中預先設定的循環方式進行冷卻，從而使對流所產生的不均勻熱傳導被提供給模具襯里組件(30)的整個內表面，產品的質量得到增強，模具的壽命得以延長。作為本專利技術的這些特征及其他的改進和新穎的特征都在所附的權利要求書中特別指出，并構成本申請的一部分。盡管如此，為了更加明了本專利技術、它的改進、及其通過使用所達到的目標，可以參考構成本申請的另一部分的附圖，以及伴隨的描述性材料，其中示出并描述了本專利技術的優選實施方案。附圖的簡要說明附圖說明圖1是按照本專利技術的優選實施方案構成的連續鑄造機的示意圖；圖2是按照本專利技術構成的從模具組件的一個部分剖開的局部斷面示意圖；以及圖3是在圖1和圖2中所描繪的從該系統的另一個部分剖開的局部斷面示意圖。優選實施方案的詳細描述現在參照附圖，其中的相同的參考數字在所有附圖中指的是相同的結構。參照圖1，按照本專利技術的優選實施方案構成的連續鑄造機10包括模具組件12，該組件定義了熔融金屬可以在其中冷卻成型的鑄造空間14，該連續鑄造機還包括澆口盤16，熔融的金屬源儲存在其中，浸入式噴嘴20，用于將熔融的金屬18從澆口盤16導入到由模具組件12定義的鑄造空間14中。作為慣例，滑動門22置于浸入式噴嘴20的上方，用于控制所通過的熔融的金屬流18。在浸入式噴嘴的末端有一些出口24，借此熔融的金屬被導入鑄造空間14中。由于模具組件12的形狀和導入鑄造空間14中的熔融金屬18的結果，在鑄造空間14中的熔融金屬內形成了循環方式26，如圖1中所示出的。如前面所描述的，該循環方式26將使模具過早地退化和報廢，特別是在模具組件12的彎月形區域28更是如此?，F在參照圖2和圖3，能看到，模具12包括模具襯里組件30，該組件30包括內表面32，其定義了鑄造空間14。按照本專利技術的一個重要方面，該模具襯里組件30安裝有選擇性的冷卻裝置34，用于以這樣一種方式冷卻模具襯里組件30對模具襯里組件30內表面32的不同部分，以變化的強度按照在熔融金屬中預先設定的冷卻方式26(如圖1所示)進行冷卻，從而使對流所產生的不均勻熱傳導被提供給模具襯里組件(30)的整個內表面。按照慣例，模具襯里組件30帶有一些在模具襯里內定義的冷卻槽縫36，用于將熱量從模具襯里組件30的內表面32帶走。從圖3能夠看到，按照本專利技術的這個實施方案的這些冷卻槽縫36包括相對模具襯里組件30的內表面基本平行的基體槽縫38，該基體槽縫被加工到這樣一個深度其定義的模具壁面厚度Tb等于基體槽縫38底部和內表面32之間的距離。在彎月形區域28(在圖3中能夠更好地看到)，該冷卻槽縫36包括被加工到比基體槽縫38更深的加深槽縫40，同時定義了從槽縫40底部到模具襯里組件30內壁32之間的最小厚度Tm，該加深的槽縫40與增壓室42連通，用于在操作期間將水從槽縫36導出，這是本領域所公知的技術。由于在加深的槽縫40的厚度Tm小于基體槽縫38處的厚度Tb，因而增強的冷卻效果作用于最接近彎月形區域28的模具區域，其尺寸可以用槽縫間區域的厚度差測量出來，或如圖3中所示出的Tb-Tm。圖2示出了在彎月形區域28的槽縫40的底部44，以及基體槽縫38處的槽縫的底部46。從圖2中可以看到，該圖是從圖3的線2-2處水平剖開的模具的斷面視圖，這一距離Tb-Tm傾向于沿著模具的水平尺寸變化，以便選擇性地增強對模具襯里組件內表面某些部分的冷卻，或減弱對模具襯里組件其他部分的冷卻。在圖2中所描繪的模具襯里組件30是常規的漏斗形模具。其包括第一相對寬的中心區域，用羅馬數字I表示，相對窄的末端區域(II)，以及界于中心區域I和末端區域II之間的傳輸區域(III)。在本專利技術的一個實施方案中，增強的冷卻作用于在傳輸區域III的模具襯里組件30的內表面32，用于調節由于在鑄造空間14內的循環方式26造成的、預計在該區域可能發生的熱量傳輸的增加。在本專利技術的這一實施方案中，距離Tb-Tm是增加的。本專利技術這一實施方案的另一方面是傾向于對相對寬的區域I和在區域II中最外面的各槽縫提供降低的冷卻，這是通過減小Tb-Tm的距離來本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改進的用于連續鑄造機械上的模具組件，包括： 模具襯里組件，該組件帶有襯里表面，定義了一個鑄造空間，熔融的金屬在該空間中冷卻并成型； 浸入式噴嘴，其端接在該鑄造空間中，用于將熔融的金屬導入該鑄造空間；以及 選擇性的冷卻裝置，用于以這樣一種方式冷卻所述的模具襯里組件：對模具襯里組件內表面的不同部分，以變化的強度按照在熔融金屬中預先設定的循環方式進行冷卻，從而使對流所產生的不均勻熱傳導被提供給模具襯里組件的整個內表面。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：約翰A格羅夫，小吉姆斯B肖爾斯，
申請(專利權)人：AG工業公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]