[其他]在連續鑄造機的澆注管出口噴口與鑄模入口的接合面產生密封的改進分立勵磁線圈

無效

• 申請號: 88102828
• 申請日: 1988-05-14
• 公開（公告）號: CN88102828A
• 公開（公告）日: 1988-11-30
• 發明（設計）人: 丹尼斯·帕芙里克
• 申請（專利權）人: 西屋電氣公司
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;B22D27/02;H01F5/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 李強

本發明涉及金屬（例如鋼）的連續鑄造，更確切地說是涉及一種分立勵磁線圈，它包括多圈電線線圈和冷卻這些電線線圈的液壓流體的獨立流動通道，以便在液態金屬的彎液面上產生使之浮起和穩定的力，這個彎液面足以有效地密封連續鑄造機的澆注管出口噴口與鑄模入口的接合面。

將金屬（例如鋼）水平連續鑄造成金屬坯段、金屬板等的形狀在連續鑄造工藝中的意義日益增加。最佳的水平連續鑄造方法是利用一個澆口盤，通過澆注管將熔化的金屬向下輸送流過水平連續鑄模的頂部入口。澆注管具有一個穿過鑄模的頂部入口并伸入容納熔化的金屬的槽中的出口噴口。鑄模包括內聯接的頂部、底部和相對的側壁，以此在低于頂部入口的槽內容納熔化的金屬，并也特別地確定多個出口，凝固的坯段或板狀金屬通過這些出口從鑄模中自由地取出。水平連轉鑄造機的典型例子發表在朗納的美國專利4，540，037中。

通常，為了使金屬沒有問題的取出和獲得滿意的鑄件表面質量，水平連續鑄模在水平方向受到振動。但是，為了盡量減少必須被振動的質量的量及由此給機器帶來的復雜性，保持澆口盤和澆注管相對于振動的鑄模的穩定是有利的。因此有必要在澆注管出口噴口與頂壁上形成的環形墊圈間的接合面提供有效的空隙，環形墊圈使鑄模頂部入口允許這種相對移動。

所要求的鑄模振動量取決于例如板的尺寸和鑄造溫度這些因素。舉例來說，對于橫截面為15厘米乘以76厘米的鋼板，標準的振動是正負一個厘米。這也是以澆注管出口噴口與鑄模入口的接合面為條件的，必須要有至少1厘米的最小機械間隙以適應振動。

已經提出了各種各樣的方法密封出口噴口與鑄模入口接合面，例如機械滑動密封、彈性的或波紋管式密封、以及高壓空氣或惰性氣體。這些方法沒有一個得到成功。具體說，在高溫和高工作循環時人們很快發現機械滑動密封發生滲漏。增壓空氣噴氣方法已被拋棄，原因是它在熔化的金屬中產生氣泡，降低了完成的產品的張力強度。

一種出現的有希望的密封方法是用單相電磁線圈繞在入口噴口上，例如上面所引用的朗納的美國專利4，540，037。線圈通常只由很少幾匝組成，典型的是對于澆注管噴口入口直徑不大于12厘米，勵磁強度為80，000至150，000安匝。因為鐵靜態的熔化的金屬頂端從澆口盤到澆注管的出口噴口的高度經常很大（例如91厘米），因此需要大安匝數的勵磁，并可以達到.07兆帕的量級。然而，由于高勵磁安匝數和少的匝數，要求有大的線電流，這些電流水平只能在次優的、頻率從50到60赫茲的美國動力線應用。

使用相對較少的匝數的線圈引起幾種主要的問題，一種問題是作用在澆注管出口噴口中的熔化的金屬上的浮起和穩定力的量級太低，不能反作用到大工業鑄造系統所共同使用的典型的鐵靜態頂端上。另一個問題是只具有少數匝數（1到3）意味著電源線電流與需要的勵磁安匝數處于同一量級上。這是一個非常無用的方案，在此方案中所要求的高電流（33至150千安培）不能在最佳浮起頻率（100～1000赫茲）得到，并且盡管這一量值的電流已在美國動力線頻率（50到60赫茲）提供，但是提供這樣高的電流對于與連續鑄造機有關的尺寸和空隙限制都是不現實的。而且，從電源到線圈的電源線比勵磁線圈的長度要長得多（例如，30米與4米相比），因而提出一個更困難的線圈本身的冷卻問題。再者，很少的匝數必然帶來尺寸相對較大和具有高的“渦動系數”的結果（渦動系數是電導體在額定頻率時的有效電阻與導體在直流電時的電阻之比值）。另外，在勵磁線圈的周圍存在一個不均勻分布的磁場。還有一個問題是這種分立線圈需要外部機械構架支撐該線圈，并且還要在線圈與鑄模之間進行電絕緣。這些要求常常使線圈最低處的導線的底部與熔化了的金的的彎液面之間的距離不必要地大，相當大地降低了電磁壓力。

上述使用很少匝數的分立線圈的方法的一種變形是用單匝銅整體的鑄造到鑄模上。盡管這種方法的重要優點主要在于極其耐用、簡單的電路封閉在熔化的金屬中而不需要絕緣，但也存在幾個主要缺點。一個缺點仍然是供應的電流在數值上必須等于勵磁安匝數（例如100，000安培）。前面說過，這是一個非常高的值，并需要復雜的冷卻方案以保持電源線在其長度上的冷卻。另一個缺點是整體鑄模方案中的電流傾向于集中在頂部、外表面，而不是更好地集中在底部接近熔化的金屬的部分。還有一個缺點是對于金屬彎液面存在兩個無磁點，或者是在導線出入口的絕緣空隙，或者是在電流分成半匝型結構的地方。