[实用新型]用于金属连续铸造的装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于冶金技术领域，涉及一种用于金属连续铸造的装置。还可用于连铸坯，也可用于液态金属合金冶炼的变性处理。

背景技术：

世界各国钢的连续浇注实践证明，连铸坯的一种典型的也是最难消除的缺陷之一，是轴向化学不均质性。并且这一缺陷是不可避免的。为了减小这一缺陷对连铸坯质量的影响，世界各国采用了很多办法。US3726331，US4047556，苏联专利No.2809672/22-02公开了一些有助于提高金属和合金连铸坯质量的工艺措施，是往金属熔体里补加各种各样固态可消耗的冷材，其长度超过最大横向尺寸很多倍，如棒材、线材或带材。这些已知的方法和实施的装置不能保证稳定地提高连铸坯的质量。这是因为所加可消耗冷材只向给料方向运动，不能与金属液形成互动的促进作用。其结果是，可消耗冷材熔化和混匀过程难度大大增加，时间延长，因为可消耗冷材刚进入金属液时，其表面首先凝固了一层熔体表面的金属、渣子和非金属夹杂，然后才能受热和熔化。渣子和非金属夹杂物随之进入熔体深处，成为连铸锭和连铸坯的新污染源。采用这样的装置，可消耗冷材料在金属液里分布不均匀，导致了连铸锭和连铸坯的组织不均匀性。

乌克兰专利No.40053A公开了一种已知的金属连铸结晶装置，包括结晶器，向结晶器送入金属液的部件，加入可消耗冷材的部件和向可消耗冷材传递脉冲的部件。脉冲传递部件被做成放电箱的形式，向可消耗冷材传递与其运动方向相同的电动液压冲击脉冲。这种已知的装置也不能明显保证连铸坯的质量，最主要的是不能稳定的改善连铸坯的组织结构。这是因为在向可消耗冷材传递与其方向相同的电动液压脉冲时达不到冷材与金属液之间足够强度的质量交换。因为消耗冷材长度相当长，所以这种振动能实际上没有传递到熔体里，事实上，振动能基本上全部被冷材所吸收，特别是在冷材丧失弹性的时候。其结果是，在结晶器(槽)金属弯液面区域，可消耗冷材表面沾结一层金属、渣子和非金属夹杂物，减慢了冷材熔化速度，造成冷材材料在熔体分散不均匀，金属锭(坯)组织不均匀，加重了金属里面非金属夹杂的污染度。

就工艺实质而言，日本专利No.56-4133公开了最接近的一种向金属液添加补充物的装置，包括液态金属容器，把可消耗冷材加入金属液的设备(由卷筒和牵拉结构以及造成冷材强制性振动的装备所组成)。强制振动装置为超声波振动源，其辐射器中有一个贯穿的孔洞供冷材通过，冷材通过滑动触点从振动源接受超声波振动。该装置也有一系列不足。该装置使用的超声波振动可使冷材达到5-12μm的振幅(即使在滑动触点相当紧密时)。这样的振幅也不能传递大范围金属液所必需的能量。因为传递给冷材的振动能量向两个方向传播，既向被处理金属的方向，也向相反的方向，因此本装置的效率低下。此外，振动源与冷材之间的滑动接触点不能提供可靠的声学接触，这同样造成振动能量的大量丢失。所以，使用这样装置连续铸钢而企图改善钢锭(钢坯)的组织结构也不会有好的效果。当冷材以小的振动能量(小的振幅)进入到熔体时，其表面会冷凝金属、渣子，使其熔化过程明显拖长，效果不好。连续铸锭中有组织不均匀区，以及非金属夹杂污染加重区。组织不均匀性既有偏析过程的原因，也有未熔化冷材残留的原因。

发明内容：

本实用新型旨在改进金属连铸时的结晶装置以提高连铸锭(坯)的质量，降低组织不均匀性。提供一种用于金属连续铸造的装置。

本实用新型的技术方案如下：在金属连铸结晶装置中，包括结晶器(槽)，向结晶器(槽)供入金属液的部件，向结晶槽传送可消耗冷材的机构组件(包括可消耗冷材卷，旋转卷筒，矫直结构，最低带有两对驱动辊和一套控制件的牵拉结构)可消耗冷材的强制谐振源，以及带控制组件的连铸机牵拉机械。可消耗冷材为化学成分与所铸金属相类似的冷线材或冷带材。液态金属不断送入结晶器，从结晶器不断地拉出可供下一步加工的坯子。同时，向结晶器送入至少一根化学成分与所铸金属相类似的可消耗冷材。借助电磁铁的作用，赋予冷材以强制性谐振，其振幅、频率和波长则取决于所连铸金属的物理化学参数和铸造过程的工艺条件。本实用新型的原理如下：

-强制谐振源是一个无接触电磁振动器，在水平平面上有∏字形孔槽，在无接触电磁振动器前和后均装有导向辊。导向辊轴线与无接触电磁振动器轴线之间的距离按下列关系式确定：

L1＝nλ/2和L2＝(2n1)λ/4(1)

式中：L1为无接触电磁振动器轴线到前导向辊轴线间的距离，mm；

      L2为无接触电磁振动器轴线到后导向辊轴线间的距离，mm；

      n为1、2......K间的任何整数；