强化金属物品铸造冷却过程的装置.pdf

本发明是有关强化金属物品铸造冷却过程，特别是垂直连续向上铸造冷却过程的装置。为了强化冷却过程，与浇铸容器最接近的冷却器零件常装有挤压环（squeeze  ring）。
    在连续垂直向上铸造中，例如芬兰专利46，693号所示，金属物品的冷却通常是使用图1所示的冷却器进行的，冷却剂由顶部，经过接近冷却器外壁的输入通道加到冷却器底部。在图1中，熔融的金属加到喷咀1上，在喷咀中，在高度2处形成一个凝固的端部，熔融金属在该处转化为固体。在冷却器3中，冷却剂由中间导管4引导，首先向下，通过输入通道流向冷却器底部，然后再向上，流向冷却器顶部，从那里流出。很显然，通过喷咀1散发的热容量是最大的，尤其是在凝固端部2处，因为金属在凝固过程中会改变状态，并且在状态改变过程中，根据温度的不同而散发出热量。

    例如，当在浇铸线材时使用图1的新型冷却器时，浇铸是在很高的速度下进行的，浇铸线材温度的增加是时间的函数。例如，当以6米/分的速度浇铸铜丝时，铜丝表面温度在冷却后可能超过500℃。一般，线材温度增加如此之大会导致线材断裂，这就大大削弱了装置的使用效率。在众多的造成冷却能力减弱及结果使线材温度增高的原因中，我们可以指出，例如，熔化温度能量高，这使得冷却器地水面温度升高，结果在冷却器的冷却表面上形成一个绝热的蒸汽泡。进一步的结果是在冷却器底部的热膨胀，这使得在喷咀与冷却器之间的螺纹连接处再次产生间隙。

    本发明的目的是要消除现有技术的缺点，并得到一种新的，改进的装置，它操作更可靠，连续铸造时的冷却更有效，同时浇铸速度也很高。采用本发明的一个特别有利的领域是连续向上铸造。本发明的一些全新的特点从所附的专利权利要求书中就会清楚了。

    根据本发明，挤压环安装在冷却器底部。由环产生的压缩应力可防止喷咀与冷却器之间的间隙扩大，因为当冷却器受热时，冷却器底部一或者例如，在水平浇铸的情况下，冷却器的最外端-会膨胀。采用挤压环，情况也可能会相反，结果喷咀与冷却器之间的正常间隙甚至会减小，因为挤压环使冷却器的热膨胀朝着喷咀方向进行。

    根据本发明，现在可以强化冷却过程，这样可防止铸造时浇铸线材或管材断裂。

    本发明进一步用附图说明，其中

    图1表示新型的实施例，

    图2表示根据本发明的装置，它用于连续向上铸造的冷却器。

    图1已在现有技术的描述中说明。

    图2表示装有本发明的挤压环的新型装置。正如上面所指出的那样，通过喷咀1散发的热能量在凝固端部2和冷却器底部3最高。有时很难获得满意的冷却效果，在喷咀1和冷却器3的底部5之间产生间隙，这进一步减弱了由冷却器至浇铸工件的热传递。根据本发明，利用安装在冷却器最底部5周围的挤压环6可防止此间隙的产生。挤压环6在冷却器中产生压缩应力，在环本身引起拉伸应力。挤压环借助加热置入冷却器中，即类似收缩连接（shrink  joint）。挤压环是用热膨胀系数比铜的热膨胀系数小得多的材料制成。镍铁合金就是一种这样的材料。

    正如上面所指出的那样，本发明并不仅限于连续向上铸造，压缩冷却器与喷咀之间间隙的挤压环也可用于水平浇铸装置。