專利名稱：用于連續(xù)鑄造金屬帶的鑄模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)鑄造金屬帶的鑄模，更具體地說涉及這樣一種連鑄鑄模，它包括在開口型腔的相對側(cè)面上的一對鑄模側(cè)壁，該型腔具有用于連續(xù)接收熔融金屬的入口端和用于連續(xù)排出由熔融金屬形成的運動固化帶材的出口端，每個所述鑄模側(cè)壁包括一石墨塊，并且該連續(xù)鑄模還包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)與每個石墨塊相連并且包括接觸該石墨塊的冷卻劑管道。
背景技術(shù)：
在金屬連鑄領(lǐng)域中，尤其在有色金屬或合金例如銅或銅基合金的連鑄中，通常的做法是使用其中開口型腔的壁由石墨襯板形成的鑄模，因為石墨具有優(yōu)良的潤滑性能以及相當高的導(dǎo)熱性。這些性能是非常理想的，首先是因為在型腔壁和運動的固化帶材之間的低摩擦是必需的，并且第二是因為需要高導(dǎo)熱性來能夠?qū)δ＞哌M行有效冷卻因此使連續(xù)送入到該型腔中的熔融金屬迅速固化。
US3519062和US3809148A顯示出用于連續(xù)鑄造金屬帶的鑄模的示例，其中型腔側(cè)壁的內(nèi)表面由薄石墨襯板覆蓋。在遠離型腔的側(cè)壁上，這些石墨襯板接合著金屬墊板和冷卻部件并且由它們支承。這些墊板和冷卻部件不僅支承并且保護著石墨襯板，而且還用作冷卻套管，冷卻劑通過該冷卻套管以通過石墨襯板從型腔將熱量帶走。
還已知的是，但不是常規(guī)技術(shù)，用厚石墨塊或板形成鑄模側(cè)壁的內(nèi)表面，并且基本上省卻了傳統(tǒng)的墊板和冷卻部件。因此，GB2034218A披露了開始所述的這種連鑄鑄模，其中水平型腔由彼此疊置的一對重固態(tài)石墨塊形成，并且在它們的相對內(nèi)表面重設(shè)有型腔形成溝槽。一組壓扁的金屬冷卻劑管壓在這些塊的外表面上，從而與這些塊保持緊密接觸以將從型腔穿過石墨塊厚度傳遞出的熱量帶走。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的在于提供一種開始所述那種改進的連鑄鑄模，該鑄?？梢越?jīng)濟地生產(chǎn)出并且能夠有效地冷卻在型腔中的熔融金屬。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種連續(xù)鑄造金屬帶的鑄模，它包括在開口型腔的相對側(cè)面上的一對鑄模側(cè)壁，該型腔具有用于連續(xù)接收熔融金屬的入口端和用于連續(xù)排出由熔融金屬形成的運動固化帶材的出口端，每個所述鑄模側(cè)壁包括一石墨塊，并且該連續(xù)鑄模還包括與每個石墨塊相連并且具有接觸該石墨塊的冷卻劑管道的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，每個所述鑄模側(cè)壁的石墨塊由多個具有相對表面和內(nèi)緣的細長石墨薄片層疊而成，所述內(nèi)緣共同形成朝向型腔的表面，并且冷卻劑管橫向穿過該層疊體延伸至形成該層疊體的石墨薄片的所述相對表面。
石墨塊的層疊結(jié)構(gòu)適合采用一種簡單而經(jīng)濟的生產(chǎn)方法。在將這些石墨薄片層疊之前，通過例如沖孔使它們形成有用于容納冷卻劑管的孔道。然后，通過使它們在管子上滑動來將它們層疊在一起。當層疊結(jié)束時，通過向該層疊體的端部施加相對力以迫使這些薄片相互面對面緊密接觸并且同時使薄片和冷卻劑管之間進行緊密接觸，從而使因此包圍著管子的層疊體密實。
優(yōu)選的是，將一對金屬端部構(gòu)件施加在與該層疊體的最外面石墨薄片的相應(yīng)薄片的外表面面對面接合的該層疊體的端部上。這些冷卻劑管優(yōu)選容納在這些端部構(gòu)件上。這樣，形成該層疊體的薄片由這些管子和端部構(gòu)件牢固地保持在一起，從而由層疊體、冷卻劑管和端部構(gòu)件形成的組件可以很容易作為一個整體操縱，并且可以對該層疊體的表面進行機加工以使之光滑。
通過用由大體上與石墨薄片的相對表面平行地取向的壓緊石墨片制成的薄片形成該層疊體，從而獲得從型腔到穿過冷卻劑管的冷卻劑的特別有效的熱傳遞。采用如此制成的石墨薄片，從而在與薄片表面平行的平面中的導(dǎo)熱性明顯高于沿著與之垂直的方向的導(dǎo)熱性。
附圖的簡要說明下面將參照以下附圖對本發(fā)明進行更詳細的說明，在這些附圖中概略地說明了根據(jù)本發(fā)明的連鑄鑄模的實施方案。


圖1為沿著圖2的I-I線剖開的垂直剖視圖，顯示出實施本發(fā)明的連鑄鑄模的一個示例，該鑄模顯示出具有一中間包和正在鑄造的帶材；圖2為在圖1中所示的鑄模的平面圖，在圖1中所示的中間包被刪除；并且圖3為形成在圖1中所示的鑄模的主要部分的兩個石墨塊的分解示意圖。
優(yōu)選實施方案的詳細說明在以示例的方式在這些圖中所示的本發(fā)明的實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的連鑄鑄模10用于連續(xù)立式鑄造金屬帶。但是要理解的是，本發(fā)明并不限于立式連鑄，本發(fā)明的構(gòu)思同樣適用于水平連鑄。
如在圖1中最清楚地所示一樣并且如本領(lǐng)域所公知的一樣，從中間包T將熔融金屬連續(xù)澆注進一大體上為立方體的型腔C中，該型腔垂直延伸穿過鑄模10并且在該鑄模的頂部和底部處打開。通過澆口N將在中間包T中的熔融金屬澆注進型腔C的上端或入口端E中，在那里該熔融金屬形成由液態(tài)熔渣覆蓋的相對固定的彎液面。在從入口端E通向型腔C的下端或出口端D的期間，該熔融金屬由該鑄模冷卻以形成固化的條S，該條在該情況中為一帶材，因此其寬度為厚度的許多倍。
在操作中，鑄模10安裝在鑄機的一對安裝臺M之間，該鑄機可以為傳統(tǒng)的設(shè)計。該鑄模本體包括一對間隔開的大體上由11表示的側(cè)壁以及由一對石墨棒形成并且橋接了在側(cè)壁11的相對內(nèi)側(cè)之間的間隙的一對端壁，從而側(cè)壁和端壁11、12共同形成型腔C。圖2清楚地顯示出沿著鑄造金屬運動穿過由型腔形成的通道的方向看該型腔C的矩形形狀。
側(cè)壁11在設(shè)計結(jié)構(gòu)上基本上相同。每個側(cè)壁包括兩個主要部件，即一石墨板或塊13，其一個表面即內(nèi)表面朝著型腔C引導(dǎo)并且相對的或外表面遠離型腔，以及一襯板14，它固定在安裝臺M上并且支承保護著石墨塊13。襯板14覆蓋著石墨塊13的整個外表面并且還接合著其端部。石墨塊13及其結(jié)構(gòu)是獨特的并且將在下面進行詳細說明，而襯板14可以采用基本上普通的設(shè)計并且不必進一步說明。
與每個側(cè)壁11連接有一冷卻系統(tǒng)，除了一部分外該系統(tǒng)大部分是常規(guī)的。那個部分包括在石墨塊13中，并且包括一組由金屬例如銅形成的平行冷卻劑管15。該系統(tǒng)的其它部分(未示出)包括裝在襯板14中用于使液態(tài)冷卻劑穿過石墨塊13的部件。如在這些附圖中所示，這些管子在石墨塊15的相對端部之間沿著位于石墨塊13的垂直大面13A、13B之間的大致中間處的垂直面水平延伸，也就是說與鑄造金屬運動穿過型腔C的方向垂直地延伸。
每個側(cè)壁11的石墨塊13由許多薄帶狀矩形細長薄(厚度例如大約為1mm)石墨板或薄片16形成，通過將其寬表面或面16A相互接合來將它層疊在一起并且其窄縱向表面或邊緣16B共同形成如此形成的長方體板狀直層疊體或石墨塊10的寬邊或表面13A、13B。安裝在鑄模10中的石墨塊13的內(nèi)表面13A形成型腔C的其中一個側(cè)面。
優(yōu)選的是，薄片16由石墨薄片制成，也就是說石墨塊基本上由沿著從中切出薄片的石墨板表面平行的平面中延伸的密實薄片組成。那種石墨板(薄片和板)容易從市場上買到。在本發(fā)明中的這種石墨板的特殊吸引力在于，其沿著與這些表面平行的方向的導(dǎo)熱率明顯比與這些表面垂直的導(dǎo)熱率好。適用于根據(jù)本發(fā)明的石墨塊的市售石墨板的示例有由Sigri Elektrografit GmbH，Meitingen bei Augsburg，Germany以名稱SIGRAFLEX-F(薄片)和SIGRAFLEX-L(板)銷售的產(chǎn)品。
對于本發(fā)明的目的而言，即為了實現(xiàn)盡可能令人滿意的導(dǎo)熱性能，構(gòu)成薄片的石墨的密度盡可能高。因此，優(yōu)選的是，通過在形成層疊體之前使這些板或從它們切出的薄片受到增密處理例如通過滾壓來提高市售的薄石墨板的密度。
在通過將薄片16層壓在一起形成石墨塊13之前，在這些薄片中形成例如沖出孔以能夠容納冷卻劑管15。這些孔的尺寸應(yīng)該與冷卻劑管15的尺寸精確匹配，從而實現(xiàn)了將這些管子滑動配合在這些孔中。這種配合對于獲得從石墨到在這些冷卻劑管中流動的液態(tài)冷卻劑的有效熱交換而言是必要的。
用于用打孔薄片16形成層疊體的普通方法是將冷卻劑管15的一個端部固定在端部構(gòu)件17上，優(yōu)選為大致為薄片16的長度和寬度的矩形板(參見圖3，其中為了清楚起見將薄片的厚度放大)，從而這些管子以準確平行的關(guān)系延伸，然后使薄片16在管子的相對端部上滑動并且沿著這些管子推動它們直到它們相互面對面地接合。當已經(jīng)加入了形成該層疊體所需要的所有薄片16時，向該層疊體施加類似的端部構(gòu)件17，并且通過這些端部構(gòu)件沿著相對的方向施加壓力，從而壓緊該層疊體和形成該層疊體的薄片16。這種壓緊提高了薄片與冷卻劑管15的接觸，由此提高從薄片16到在這些管子中流動的冷卻劑的熱傳遞。
在上述將石墨塊13與容納在其中的冷卻劑管15組裝在一起之后，例如通過銑削對石墨塊的大面13A、13B進行機加工，從而使該石墨塊的尺寸降低至適當?shù)木_尺寸并且該石墨塊將具有光滑的表面。然后將經(jīng)過如此精整的塊安裝在其襯板上并且安裝在鑄機中。接合著層疊體的端部或最外面薄片16C(圖3)的外表面的在這些圖中所示的板狀端部構(gòu)件17可以形成外殼(未示出)的一部分或與之連接，在該外殼中，容納在端部構(gòu)件中的冷卻劑管15的端部與用于使冷卻劑穿過冷卻劑管的適當裝置連接。
如上所述，石墨塊13的相對表面13A形成型腔C的壁的一部分。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但不是優(yōu)選的是，用薄例如3mm厚的襯板或石墨給石墨塊13加襯里。
雖然將石墨塊13闡述成連鑄模的一個組成部件，但是其用作冷卻裝置的實用性也可以延伸至其它用途。因此，由石墨塊13形成的冷卻裝置落入在所要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)，而與其在特定用途中的使用無關(guān)，不論是否用在金屬加工領(lǐng)域或其它領(lǐng)域中。
權(quán)利要求
1.一種用于連續(xù)鑄造金屬帶的鑄模，它包括在開口型腔(C)的相對側(cè)面上的一對鑄模側(cè)壁(11)，該型腔(C)具有用于連續(xù)接收熔融金屬的入口端(E)和用于連續(xù)排出由熔融金屬形成的運動的固化帶材(S)的出口端(D)，每個所述鑄模側(cè)壁(11)包括一石墨塊(13)，并且該連續(xù)鑄模還包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)與每個石墨塊(13)相連并且包括接觸該石墨塊的冷卻劑管(15)，其特征在于每個所述鑄模側(cè)壁(11)的石墨塊(13)由多個具有相對表面(16A)和內(nèi)緣(16B)的細長石墨薄片(16)的層疊體形成，所述內(nèi)緣(16B)共同形成朝向型腔的表面(16A)，冷卻劑管(15)橫向穿過該層疊體延伸至形成該層疊體的石墨薄片(16)的所述相對表面(16A)。
2.如權(quán)利要求1所述的連鑄鑄模，它包括一對與該層疊體的兩個最外面的石墨薄片(16C)中的相應(yīng)一個的外表面(16A)面對面接合的金屬端部構(gòu)件(17)，這些冷卻劑管(15)容納在所述端部構(gòu)件中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的連鑄鑄模，其中，每個層疊體的石墨薄片(16)如此取向，從而其內(nèi)緣(16B)在型腔(C)的入口端和出口端(E，D)之間延伸，由此在鑄模的操作中，冷卻劑管(15)與通過型腔的出口端(D)排出的帶材(S)的運動方向垂直地延伸。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的連鑄鑄模，其中，型腔(C)的一對相對端壁(12)由一對石墨棒形成，該對石墨棒橋接在沿著石墨薄片(16)的層疊體的端部的所述側(cè)壁(11)之間的間隙。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的連鑄鑄模，對于每個所述鑄模側(cè)壁(11)而言包括由所述薄片(16)的層疊體支承的薄石墨板形成的型腔襯墊部件。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的連鑄鑄模，對于每個石墨薄片(16)的層疊體而言包括基本上與層疊體共同延伸的層疊體支承板(14)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的連鑄鑄模，其中，所述石墨薄片(16)由與石墨薄片的所述相對表面(16A)大體上平行地取向的致密石墨薄片制成。
8.一種冷卻裝置，它包括由多個具有相對表面(16A)和內(nèi)緣(16B)的細長石墨薄片(16)形成的層疊體，所述內(nèi)緣共同形成用于接收來自所要冷卻的物體的熱量的表面(13A)，并且還包括穿過該層疊體橫向延伸至形成該層疊體的薄片(16)的所述相對表面(16A)的冷卻劑管(15)。
全文摘要
一種用于連續(xù)鑄造金屬帶的鑄模，它包括在開口型腔(C)的相對側(cè)面上的一對鑄模側(cè)壁(11)，該型腔具有用于連續(xù)接收熔融金屬的入口端(E)和用于連續(xù)排出由熔融金屬形成的運動的固化帶材(D)的出口端(D)。每個所述鑄模側(cè)壁(11)包括一石墨塊(13)，它由多個具有相對表面(16A)和內(nèi)緣(16B)的細長石墨薄片(16)的層疊體形成，所述內(nèi)緣(16B)共同形成朝向型腔的表面(16A)。該連續(xù)鑄模還包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)與每個石墨塊(13)相連并且包括橫向穿過該層疊體延伸至形成該層疊體的石墨薄片(16)的所述相對表面(16A)的冷卻劑管(15)。
文檔編號B22D11/059GK1607984SQ02826136
公開日2005年4月20日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者斯圖雷·奧斯特倫, 伯蒂爾·維斯特曼 申請人:奧托庫姆普聯(lián)合股份公司