[发明专利]延缓流入金属连铸机的熔融金属流的方法和装置

说明书

本发明涉及一种延缓流入金属连铸机的熔融金属流的方法和装置。本发明的特别的但不是唯一的应用是制动或延缓双辊金属带坯连铸机熔融金属液流的下落流速。

在双辊连铸机中，熔融金属被注入至一对反向旋转的水平浇铸辊之间，浇铸辊受到冷却以使熔融金属在运动的浇铸辊表面上形成凝固壳，并聚集在双辊之间的辊缝处产生凝固带坯并向下运动离开两辊间的辊缝。在此所用“辊缝”一词是指两辊间相距最短的区域。熔融金属可以从浇包中注入一个较小的中间包中，并且又通过位于辊缝之上的金属浇注水口流入两浇铸辊之间的辊缝中，并由此形成一个支持在辊子浇铸表面之上且恰在辊缝之上并沿辊缝长度方向延伸的浇注熔池。虽然也推荐了其它的方法，例如电-磁阻挡法，此浇注熔池通常限定在两块侧板或堰之间，这两块侧板或堰与辊子端面滑动啮合，从而阻挡熔池的两端向外流。

尽管双辊连铸法用于浇铸冷却时可迅速凝固的有色金属取得了一定成功，但应用此技术浇铸黑色金属却存在着一些问题。其中一个问题就是要确保沿辊缝宽度方向流动的金属流分布非常均匀，因为在浇铸黑色金属时，即使液流产生很小的波动也会导致带坯产生缺陷。以前关于获得所需要的平稳流动的建议包括在浇注水口中放隔板和过滤器或一倾斜的冲击表面以降低下落的熔融金属的动能，从而使水口出口处金属流动平稳。然而，这些建议都面监着自由落下的金属流冲击口内静止表面的问题，而且已证明在保持平稳均匀流动的同时很难获得受控的减速。本发明通过在金属浇注系统中对熔融金属下落注流磁力制动可解决此问题。然而，从以下的描述中将会了解到，本发明并不仅局限于此应用，它还可用于制动其它类型连铸机中的下落金属流，如单辊连铸机、带式连铸机和薄板坯连铸机。

本发明的目的在于，提供一种延缓流入金属连铸机的熔融金属流的方法和装置，以保证在沿辊缝宽度方向流动保持平稳均匀的同时获得受控的减速。

本发明提供一种延缓流入金属连铸机的熔融金属流动的方法，包括将所述液流限定在垂直于流动方向上为一狭长截面的通道中，以使液流形成扁平形状；所述的扁平形状的液流通过一磁场，该磁场的延伸方向横穿扁平形状的液流且与液流的流动方向垂直，磁场沿着熔融金属运动的方向大致呈正弦变化，因此在熔融金属液流中产生循环感应电流，该电流与磁场交互作用，从而对熔融金属产生延缓流速的力。所述液流通过所述通道时处于两套由磁场感应器组成的相互对置的磁体组之间，从而受到所述磁场作用，每套磁体组位于所述通道的一侧，每套磁体组的感应器均沿液流流动方向间隔放置，且极性依次相互反向，每套磁体组的每个磁场感应器与另一套磁体组中的一个感应器垂直于液流方向对中，且极性相反。

熔融金属液流可以是在重力场中的下落液流。更特别的是，它可以扁平形状的液流形式向下流动。

磁场感应器包括各永磁体的磁极端部。由永磁体提供的磁场也可以由电磁体补充。

磁场是可调的，以控制所述的制动力，从而调节所述液流的流速。

可通过使两套所述磁场感应器做相对运动来改变它们之间的空隙中的磁场，从而调节此磁场。相对运动可以包括：改变所述空隙大小，和(或)改变一套感应器相对于另一套的方向，从而调节一套感应器与另一套的对齐。

所述的运动可以包括两套感应装置彼此的相向和反向线性移动。此外，它可以包括两套感应装置的绕枢轴旋转运动。

在磁场由电磁补充的情况下，也可通过改变输入电磁体电流的大小来调节磁场。

本发明还提供了控制流入金属连铸机的熔融金属流的装置，包括：一通道，用于限定液流并具有一狭长截面以使液流形成扁平形状；和磁场发生器，以产生横穿通道的磁场，该磁场沿着通道大致呈正弦变化，由此使熔融金属液流中产生感应电流，该电流与磁场交互作用产生了减缓熔融金属流动的力。磁场发生器包括两套由磁场感应器组成的相互对置的磁体组，它们分别布置在通道的两侧，每套磁体组的感应器均沿通道间隔放置，且极性依次相互反向，每套磁体组的磁场感应器与另一套磁体组中的一个感应器垂直于通道横向对中，且极性相反。