CN101873902A - 尤其在连铸坯或连铸薄带时产生的熔融金属的凝固过程的均匀化方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尤其在连铸坯或连铸薄带时产生的熔融金属(10)的凝固过程的均匀化方法和装置，其中该熔融金属(10)经受尤其是电磁搅拌作业，并且在尤其是电磁搅拌位置的上游对位于那里的金属施加磁场。本发明在此规定，在凝固过程中，至少一个电磁场被施加到该熔融金属(10)的、外部已经凝固成坯的区域(11)。
Description
技术领域
本发明涉及尤其在连铸坯或连铸薄带时产生的熔融金属的凝固过程的均匀化方法，其中熔融金属经受特别是电磁搅拌作业，并且在尤其是电磁搅拌位置的上游，对位于那里的金属施加磁场。本发明还涉及用于执行该方法的装置。
背景技术
原则上，在凝固过程中，例如在被冷却的随动输送带上在铸带底面一般会存在比表面和侧面更强的散热。因此，在铸带横截面上形成不均匀的温度曲线，这在继续冷却时造成会导致铸带翘曲的带内应力。为此，在输送带上的铸带的接触首先在宽度方向上不是恒定不变的，铸带借助宽度范围的散热不均匀，这又导致不均匀的凝固组织。
与此相关，从现有技术中知道了各种方法和装置，其利用在液态钢水区域内的电磁搅拌，对此例如参见以下文献：
US4933005涉及感应搅拌法，其中熔融金属以电磁方式以通常能在熔融金属中产生涡流的强度被搅拌，在电磁搅拌位置的上游，对熔融金属施加一个其强度至少足以在上述位置尽量减小涡流的静磁场。
上述方法着眼于在这样的地方改善感应搅拌的应用，即，尤其在连铸过程的搅拌时和在盛钢桶或其它容器中电磁搅拌时，在此存在自由表面并且钢液面的表面波动和变形应减至最小。
JP06182502A描述一种单独金属带类型的连铸设备，此时为了避免熔融金属区的翘曲和为了获得具有平坦光滑表面的金属带而提出，在熔融金属区上方设置电磁制动器，确切说，在金属带的牵引侧，如同在此位置放出熔融金属区。在从铸造容器放出熔融金属至金属带的时刻，由于熔融金属放出到熔融金属区的表面上而产生翘曲。为了避免翘曲，在熔融金属区上面设置电磁制动器，确切说，在金属带牵引侧，如同在熔融金属的放出点。通过该设备，在从电磁制动器开始朝向金属带的方向上防止了翘曲，形成了扁平的熔融金属。由此一来，因为形成凝固壳而在熔融金属区上没有翘曲，所以在凝固壳的表面上获得平整表面形状，确切说没有不平整。
但总之，关于这两篇文献可以确认，同样无法利用由此公开的方法或设备来消除上述问题。
发明内容
本发明基于以下任务，在保持原有优点的情况下如此改进或者完善已知的方法和装置，即避免了上述缺点，其中尤其是应该实现铸坯形状精度的优化、冶金工艺长短的更好控制以及浇铸速度的更好匹配。
根据本发明，在方法方面如此完成该任务，在凝固过程中，至少一个电磁场被施加到熔融金属的、外部已经凝固成坯区域。这样一来，以简单的方式通过对外部已经凝固成坯的熔融体施加电磁场来均匀化在尚为液态的芯部中自然出现的温度曲线。通过在液芯中的能量均匀分布，可能最高的温度总是位于坯壳的内表面。因而，坯壳增厚被延缓，其中热量散失递增。由于现在出现较高的热量散失，所以铸带更快速地完全凝固。总之，通过在液芯的横截面范围内产生均匀的温度场，坯壳在开始搅拌时又被略微加热，因而其增厚被延缓，结果，现在热的时间更长且仍然较薄的坯壳只能推后获得其机械性能。这样，它以更长时间安放在冷却用输送带上，均匀地散热，这导致内应力和可能有的边缘隆起的减小。
在本发明方法的优选实施方式中规定，电磁场基本上在熔融金属的底侧被施加到外部已经凝固成坯的区域。在底侧位置，一般存在比在表面和在侧面强的散热。
本发明方法的另一个与方法相关的最后特征规定，电磁搅拌作业的位置在浇铸方向上被相应调整。
在装置方面，如此完成本发明所依据的任务，一个装置被设计成在凝固过程中对熔融金属的、外部已经凝固成坯的区域施加至少一个电磁场。关于此时出现的优点，参见所述的本发明方法的优点，以免重复。
在本发明装置的优选实施方式中规定，该装置被设计成基本上在熔融金属的底侧对外部已经凝固成坯的区域施加至少一个电磁场。
本发明装置的最后特征规定，电磁搅拌作业的位置被设计成在浇铸方向上可做相应调整。
附图说明
由从属权利要求和后续说明中得到本发明的其它优点和细节，在后续说明中详细描述了附图所示的本发明实施方式。此外，除了上述的特征组合方式外，特征本身或者特征的其它组合方式也是发明重点，其中：
图1是与现有技术对照地示意表示在采用本发明方法时的在熔融金属和坯壳中的温度变化曲线的示意图；
图2是图1的左侧部分区域的放大视图；
图3是在浇铸方向上看的熔融金属凝固路程的示意图。
具体实施方式
根据本发明的方法用于尤其在连铸坯或连铸薄带时产生的、在图中总体用10表示的熔融金属的凝固过程的均匀化。此时，熔融金属10在此经受电磁搅拌作业并且在电磁搅拌位置的上游对位于那里的金属施加磁场。此时，在本发明的方法中规定，在凝固过程中对熔融金属10的、外部已经凝固成坯的区域11施加至少一个电磁场。
通过本发明的设计，得到上述优点，尤其包括通过在液芯的横截面范围内产生均匀的温度场而在开始搅拌时又略微加热坯壳12，因而延缓其增厚，结果，现在保温时间更长且仍然薄的壳12只有推后获得机械性能。由此一来，它以更长时间摊放在冷却用输送带上并且均匀地向输送带散热，这导致内应力和可能有的边缘隆凸的减小。为此，在图1和图2中，与现有技术对照地示意示出了在采用本发明方法情况下的在熔融金属10和坯壳12中的温度变化曲线。此时能看到，金属10的凝固区域11和因而坯壳12的厚度d2明显大于凝固延缓时的金属10凝固区域13，因此在此情况下是坯壳12厚度d1，见图1和图2。还示出了在熔融金属10和坯壳12中的温度变化曲线，其中温度θ有搅拌器表示带搅拌过程的温度，温度θ没有搅拌器表示不带搅拌过程的温度。能看到，不带搅拌过程的温度显著升高，最终处于比带搅拌过程的温度更高的水平。
此外在本发明方法的优选实施方式中规定，基本上在熔融金属10的底侧将电磁场施加到外部已经凝固成坯的区域11。另外可以规定，电磁搅拌作业的位置在浇铸方向上被相应调整。
在图3中还示出了从用箭头A表示的浇铸方向上看的熔融金属10的凝固路程。其中，凝固路程EN是正常凝固路程，凝固路程EV是有搅拌时缩短的凝固路程。此时出现的凝固路程的缩短取决于搅拌路程的长短。
本发明还涉及附图本身未示出的、用于执行尤其是对熔融金属10的电磁搅拌的方法的装置。该装置设计用来在凝固过程中最好在熔融金属10的底侧对熔融金属10的、外部已经凝固成坯的区域11施加电磁场。还可以规定，电磁搅拌作业的位置被设计为可在浇铸方向上做相应调整。
附图标记列表
10-熔融金属；
11-10的凝固区域；
12-坯壳；
13-延缓凝固时的凝固区域；
A-浇铸方向；
EN-正常凝固路程；
EV-缩短的凝固路程。
Claims (6)
1.一种用于尤其在连铸坯或连铸薄带时产生的熔融金属(10)的凝固过程的均匀化的方法，其中该熔融金属(10)经受尤其是电磁搅拌作业并且在尤其是电磁搅拌的位置的上游对位于那里的金属施加磁场，其特征是，在凝固过程中，至少一个电磁场被施加到该熔融金属(10)的、外部已经凝固成坯的区域(11)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，该电磁场基本上在该熔融金属(10)的底侧被施加到外部已经凝固成坯的该区域(11)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，电磁搅拌作业的位置在浇铸方向上被相应调整。
4.一种用于尤其在连铸坯或连铸薄带时产生的熔融金属(10)的凝固过程的均匀化的装置，包括用于对熔融金属(10)执行尤其是电磁搅拌的机构和用于对位于尤其是电磁搅拌位置的上游的金属施加磁场的机构，其特征是，一个装置被设计成在凝固过程中对熔融金属(10)的外部已经凝固成坯的区域(11)施加至少一个电磁场。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征是，该装置被设计用来基本上在该熔融金属(10)的底侧对外部已经凝固成坯的该区域(11)施加至少一个电磁场。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征是，电磁搅拌作业的位置被设计成在浇铸方向上可做相应调整。
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