[其他]对在放热性还原火焰气氛中铸造的改进

说明书

1.发明的领域

发明涉及直接从熔化金属铸造金属带材，而更详细的是涉及在火焰气氛中金属的快速凝固，直接从熔体形成实质上连续的金属带材。

2.现有技术的指述

批准给M.Narasimhan的美国专利4，142，571号揭示了将熔融金属的熔流快速淬火，使形成连续的金属带材的常规装置和方法。金属能够在惰性气体或部份真空中铸造。批准给J.BedeⅡ的美国专利3，862，658号和批准给C.CarIson的美国专利4，202，404号揭示了为延长铸造金属丝同淬火面接触所使用的柔性（挠性）带。

铸造很光滑的带材用常规的设备是有困难的，因为在淬火期间淬火面和熔融金属之间夹带许多气窝，这就形成气窝缺陷。这些缺陷，与其它因素一起使淬火面及其反面，即铸造带的自由面产生相当大的粗糙度。有时，这种表面缺陷贯穿（穿过）带材，因而形成孔眼。批准给R.Ray等人的美国专利4，154，283号揭示了对金属带材采用真空铸造以减少气窝缺陷的形成。Ray等人阐述的真空铸造系统需要专门的真空室和真空泵，使产生一低压的铸造气氛。另外，它需要辅助装置连续输送在真空室外铸造带材。进一步说，在这样的一种真空铸造系统中，带材趋于过分地与淬火表面结合，而不是如环境气氛中铸造时常发生的分离情况。

批准给H.Suzuki等人的美国专利4，301，855号揭示了一种用作铸造金属带的装置，其中熔融金属从一个被加热的喷嘴倾注到回转轧辊的外部圆周表面上。一个罩子围住（密闭）喷嘴的轧辊上游表面，使提供一个室，该室的气体用真空泵抽空。罩中的加热器通过喷嘴加热轧辊上游表面，以从轧辊表面除去湿液滴和气体。真空室降低轧辊表面附近的气体运动层密度，因此降低铸造带的气孔凹坑的形成。加热器帮助从轧辊表面驱除湿气和粘附的气体使进一步减少气孔凹坑的形成。

Suzuki等人揭示的装置，在直到那个表面已退出真空室，才把熔融金属倾注到铸造表面。采用这种工艺过程，可以避免从真空室移去快速推进的窄带材所有关的复杂问题。由于这窄带材实际上是在周围大气中铸造的，因此这也抵消了对窄带材质量的任何潜在的改进。

批准给Mobley等人的美国专利3，861，450号揭示了制造金属丝的方法和装置。一个圆盘状的排热部件使其边缘表面注入熔池中旋转，而把非氧化气体引入在运动表面转入熔体的临界过程区。这种非氧化气体可以是一种还原气体，还原气体的燃烧在临界过程区产生还原产物或者非氧化燃烧产物。在实际的具体装置中，由碳或石墨组成的罩围住圆盘部份，並且使这罩与邻接的氧气作用产生非氧化的一氧化碳气体，然后该气体会围绕在圆盘周围和进入熔体区。

非氧化气体的引入，正如Mobley等人阐述的，是用非氧化气体破坏和代替氧化气体的附着层。对非氧化气体的控制引入，提供了一个阻挡层，以防止熔体表面上固体物质细粒在临界过程区集中，因为在那里旋转圆盘可能把夹杂物拖入熔体，到达初始细丝的凝固的点。最后，通过减少附着和促进自然释放，从临界区排除氧化气体和浮游杂质增加旋转圆盘的细丝释放点的稳定性。

但是Mobley等人仅论述在圆盘表面和熔体中的氧化问题。Mobley等人阐述的非氧化气体的流动气流仍是通过旋转圆盘的粘滞阻力拖进到熔池，会使熔体从圆盘边缘上分离，以达到时刻干扰细丝的形成。Mobley等人提出方法的优点是非氧化气体将减少熔池内细丝形成的实际点处的氧化。这样，Mobley等人没有能使气体夹带物减至最小限度，並使夹带物与熔体分离和隔开。

批准给H.Liebermann的美国专利4，282，921号和美国专利4，262，734号揭示了应用同轴气体射流的装置和方法，为减少快速淬火的非晶带材的边缘缺陷。批准给H.Liebermann的美国专利4，177，856号和美国专利4，144，926号指示了控制雷诺数参量，减少快速淬火的非晶带材的边缘缺陷。气体密度象雷诺数通过利用真空和通过应用较低分子重量的气体得到调节。但是，常规的方法已经不能充分地减少由于气窝夹带所引起的铸造金属带材的表面缺陷。真空铸造的方法虽已取得某些成功，但是使用真空铸造时，铸造带材与淬火表面过分地结合和难于从真空室中把铸造带材移去已造成较低的产量和生产成本增加。结果，常规的方法已不能提供一种商业上可接受的加工过程，这种加工过程它能有效地生产具有一致的质量和均匀横截（断）面的平滑带材。

发明的简介