本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)鑄造工藝的鑄嘴。特別地（但不排他地），本發(fā)明涉及一種用于雙輥帶式連鑄機(jī)的鑄嘴，所述雙輥帶式連鑄機(jī)用于鑄造非鐵金屬，例如鋁。本發(fā)明還涉及一種用于非鐵金屬的帶式連鑄機(jī)，并且特別地（但不排他地）涉及雙輥帶式連鑄機(jī)。

背景技術(shù)：

在典型的雙輥鑄造機(jī)中，液態(tài)金屬（例如鋁）從細(xì)長的鑄嘴（或“排出噴嘴”）供給到兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的水冷輥之間的輥隙。當(dāng)液態(tài)金屬通過兩輥之間而與輥接觸時(shí)，液態(tài)金屬冷卻凝固而形成均勻厚度的寬鑄造金屬帶材。只要液態(tài)金屬供給到鑄造機(jī)中，鑄造過程就可以連續(xù)進(jìn)行。

鑄嘴通常由低密度的陶瓷材料制成，該材料能夠承受磨損和與液態(tài)鋁接觸相關(guān)聯(lián)的熱沖擊，例如形成為必要形狀的陶瓷纖維板。因?yàn)檫@些材料的密度低，它們具有低的熱導(dǎo)率（通常小于0.18w/mk），并對(duì)鑄嘴內(nèi)部的液態(tài)鋁提供一定程度的熱絕緣。然而，在一段生產(chǎn)時(shí)間后，它們會(huì)受到化學(xué)侵蝕和磨損。這會(huì)導(dǎo)致鑄嘴結(jié)構(gòu)內(nèi)的各種雜質(zhì)的形成，最終導(dǎo)致鑄造壽命的過早終止。

理想的情況是，離開鑄嘴的液態(tài)金屬的熱分布需要沿著鑄嘴長度盡可能的均勻。鑄嘴的寬度可以是從0.3m至2.5m的任何值。通常，離開鑄嘴的液態(tài)金屬在其中心區(qū)域和鑄嘴的兩個(gè)外端部最熱，因?yàn)樗鼈冊(cè)诤艽蟪潭壬媳唤^緣。較冷區(qū)域通常位于中央?yún)^(qū)域的左側(cè)和右側(cè)，中央?yún)^(qū)域與鑄嘴的端部區(qū)域之間。這些溫度差異會(huì)影響鑄造過程的均勻性和鑄造金屬帶材的質(zhì)量。

作為已知技術(shù)，在將金屬輸送到鑄嘴之前可以將鑄嘴預(yù)熱至液態(tài)金屬的溫度。例如，美國專利5697425描述了一種連續(xù)鑄造方法，其中由氧化鋁石墨制成的鑄嘴（或“排出噴嘴”）通過電感應(yīng)加熱系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱。

美國專利4602668描述了一種用于塊或履帶類型的帶式連鑄機(jī)的噴嘴，其中包括在不同位置加熱噴嘴的加熱元件，以防止噴嘴在一對(duì)模具帶上彎曲和摩擦。所述噴嘴包括用于傳送熔融金屬并由金屬支撐件連接到一起的陶瓷管。

美國專利4290477描述了另一種用于塊或履帶類型的帶式連鑄機(jī)的噴嘴，其包括由金屬框架保持在一起的中空耐火部分。電加熱元件容納在耐火部分之間的縱向通道內(nèi)。

中國專利公開說明書cn102671947a描述了用于澆注鎂合金的另一種鑄造裝置，其中由鑄鐵制成的鑄嘴（或“澆注噴嘴”）采用位于澆注噴嘴內(nèi)的電加熱線進(jìn)行加熱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠克服上述一個(gè)或多個(gè)問題的鑄嘴，或者至少提供現(xiàn)有制品的有益的替代方案。

更具體地（但不排他地），本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種解決方案，以解決鑄嘴內(nèi)形成雜質(zhì)以及當(dāng)液態(tài)金屬通過鑄嘴時(shí)的溫度調(diào)節(jié)的相關(guān)問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)施方式，提供了一種用于非鐵金屬的帶式連鑄機(jī)的鑄嘴，其中所述鑄嘴包括由陶瓷材料制成的鑄嘴體和熱連接至所述鑄嘴體以將鑄嘴體預(yù)熱至預(yù)定溫度的電阻加熱器。

上文所說的“其中所述鑄嘴包括由陶瓷材料制成的鑄嘴體”是指所述鑄嘴體的大部分結(jié)構(gòu)是由陶瓷材料制成。鑄嘴體也可以包括一些其他材料，例如包括一些具有較高熱導(dǎo)率的材料，其設(shè)計(jì)為增強(qiáng)通過鑄嘴體的熱傳遞。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，陶瓷材料構(gòu)成鑄嘴體的體積的至少70％，優(yōu)選為至少80％，更優(yōu)選為至少90％。

關(guān)于熱連接到鑄嘴體的電阻加熱器，在此上下文中意味著電阻加熱器被配置成通過熱傳導(dǎo)和/或通過熱輻射將熱量傳遞給鑄嘴體。在大多數(shù)情況下，電阻加熱器布置成與鑄嘴體熱接觸，使得熱傳遞的主要途徑是通過熱傳導(dǎo)。然而，熱還可以從電阻加熱器通過熱輻射傳遞到鑄嘴體，無論是單獨(dú)作用或是與熱傳導(dǎo)作用相結(jié)合。

因?yàn)樘沾刹牧贤ǔ＞哂邢鄬?duì)低的熱導(dǎo)率，當(dāng)液態(tài)金屬通過鑄嘴時(shí)，液態(tài)金屬的熱量僅是緩慢地流失，從而降低了金屬在鑄嘴內(nèi)凝固的風(fēng)險(xiǎn)。因此金屬流經(jīng)鑄嘴的流動(dòng)性得以提高，提供了鑄造金屬帶材制品的更高的質(zhì)量。

通過設(shè)置熱連接至鑄嘴體的電阻加熱器，它可用于將鑄嘴體預(yù)熱到預(yù)定的溫度，也有助于避免液態(tài)金屬在剛接觸到鑄嘴時(shí)的過度冷卻，如上所述，這進(jìn)一步增強(qiáng)了鑄嘴的效能。

雖然鑄嘴主要是為了應(yīng)用在雙輥鑄造機(jī)而設(shè)計(jì)的，然而它對(duì)于其它類型的連續(xù)帶式鑄造機(jī)也是適用的，例如帶式連鑄機(jī)、塊式連鑄機(jī)或輪帶式連鑄機(jī)，美國專利5799720中公開了這樣的一些例子。

在一種實(shí)施方式中，所述鑄嘴體具有上表面和下表面，所述電阻加熱器位于所述上表面和下表面中的至少一個(gè)之上并與之熱接觸。

在一種實(shí)施方式中，所述電阻加熱器覆蓋所述上表面和/或下表面的面積的至少30％，優(yōu)選為至少40％，更優(yōu)選為至少50％。

在一種實(shí)施方式中，所述鑄嘴體具有寬度，所述電阻加熱器基本上橫跨所述鑄嘴體的整個(gè)寬度。例如，電阻加熱器可以橫跨鑄嘴體的寬度的至少70％，優(yōu)選為至少80％，更優(yōu)選為至少90％。

所述電阻加熱器可以包括至少一個(gè)加熱板，所述加熱板包括嵌入在支撐板內(nèi)的電加熱元件。通常，設(shè)置用于加熱鑄嘴體的多個(gè)加熱板。支撐板既能支撐也能保護(hù)電加熱元件，并有助于確保熱量有效地傳遞到鑄嘴體。電加熱器的這種模塊化形式也使得鑄嘴的操作和裝配更簡單和更方便，并且在需要移除或替換鑄嘴體時(shí)可以重新使用加熱板。優(yōu)選地，加熱板基本上為平坦的（平面的）。

所述支撐板可以包括陶瓷纖維板或非陶瓷纖維板。例如，支撐板可以由低密度陶瓷纖維板或非陶瓷纖維板制成，其可包括耐火陶瓷纖維（rcf）增強(qiáng)纖維或生物可溶性非耐火陶瓷纖維增強(qiáng)纖維。

所述鑄嘴體可以包括容納加熱板的至少一個(gè)凹部。例如，鑄嘴體可包括多個(gè)凹部，其中每個(gè)凹部容納單獨(dú)的加熱板。通過設(shè)置容納加熱板的凹部有助于確保熱量從所述加熱板有效地傳遞到鑄嘴體。優(yōu)選地，所述凹部設(shè)置在所述鑄嘴體的上表面和/或下表面。

作為其它選擇，電阻加熱器可以包括嵌入在鑄嘴體的陶瓷材料內(nèi)或者容納于形成在鑄嘴體表面的凹槽內(nèi)的電加熱元件。這些設(shè)置可以確保熱量通過熱傳導(dǎo)從電阻加熱器向鑄嘴體的熱傳遞方向。另外，由于電阻加熱器嵌入在陶瓷鑄嘴體內(nèi)或容納在陶瓷鑄嘴體的凹槽內(nèi)，使得在不增加鑄嘴體尺寸的情況下設(shè)置加熱器成為可能。

在一種實(shí)施方式中，鑄嘴體主要由澆鑄纖維陶瓷材料制成，其可以是基于熔融石英。鑄嘴體例如可以主要由澆鑄纖維陶瓷材料制成，該材料包括熔融石英、陶瓷纖維、硅微粉和包含膠體二氧化硅的粘結(jié)材料。這樣的材料在英國專利gb1407343.1中有所描述，其內(nèi)容在此通過引用并入本文。作為其它選擇，鑄嘴體可以主要由粘結(jié)劑粘合的熔融石英耐火材料或碳化硅（sic）基材料或基于熔融石英和碳化硅的組合的材料制成，視需要，可添加氮化硅（si3n4）或氧化鎂（mgo）的粉末，以提高上述任意組合的熱導(dǎo)率。

在一種實(shí)施方式中，鑄嘴體主要是由陶瓷材料制成，該陶瓷材料在700c的溫度下具有范圍為0.1-30w/mk的熱導(dǎo)率，優(yōu)選為1-20w/mk的熱導(dǎo)率，更優(yōu)選為1-15w/mk的熱導(dǎo)率。

鑄嘴體可以包括熱導(dǎo)率比陶瓷材料更高的至少一個(gè)導(dǎo)熱元件。該導(dǎo)熱元件在700c的溫度下可具有大于1w/mk的熱導(dǎo)率，優(yōu)選為具有大于20w/mk的熱導(dǎo)率。例如，鑄嘴可以包括由石墨或類似材料制成的一個(gè)或多個(gè)嵌入件，其在700c的溫度下具有約40-70w/mk的熱導(dǎo)率。優(yōu)選地，該嵌入件嵌入在陶瓷材料內(nèi)，使得它們與液態(tài)金屬脫離接觸。該導(dǎo)熱元件有助于增強(qiáng)熱量從電阻加熱器向鑄嘴內(nèi)的液態(tài)金屬的流動(dòng)，從而有助于使金屬維持在所需的鑄造溫度。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及一種用于鑄造鋁的鑄嘴，其中預(yù)定溫度的范圍為600-750c，優(yōu)選為680-750c。

在一種實(shí)施方式中，所述鑄嘴體包括頂板和底板，所述頂板和底板彼此間隔開，以在所述鑄嘴體的前邊緣設(shè)置液態(tài)金屬的進(jìn)料槽以及在所述鑄嘴體的后端設(shè)置液態(tài)金屬的入口。

鑄嘴體還可以包括位于所述頂板和底板之間的擋板結(jié)構(gòu)，用于將液態(tài)金屬流從入口分配至進(jìn)料槽。

在一種實(shí)施方式中，所述鑄嘴體的前邊緣是錐形的，以配合于雙輥鑄造機(jī)的一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)的輥之間。

在本發(fā)明的一種形式中，所述鑄嘴體包括整體鑄造結(jié)構(gòu)，其包括所述頂板、底板和擋板結(jié)構(gòu)。這增加了鑄嘴的強(qiáng)度，并改善了鑄嘴的操作。在本發(fā)明的另一種形式中，鑄嘴體包括分立鑄造結(jié)構(gòu)的組合體，所述分立鑄造結(jié)構(gòu)包括頂板和底板，視需要還包括擋板結(jié)構(gòu)。

在一種實(shí)施方式中，至少一個(gè)電阻加熱器熱連接到鑄嘴體的頂板和/或底板。鑄嘴體可以包括容納加熱板的至少一個(gè)凹部，所述凹部位于頂板的上表面或者底板的下表面。鑄嘴體可以包括位于頂板的上表面和底板的下表面的多個(gè)凹部，其中每個(gè)凹部容納一個(gè)單獨(dú)的加熱板。作為其它選擇，至少一個(gè)電阻加熱器可以嵌入在鑄嘴體中，或容納在鑄嘴體的凹槽內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于非鐵金屬的帶式連鑄機(jī)，所述帶式連鑄機(jī)包括一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)的鑄造元件和根據(jù)前述陳述中任一項(xiàng)所述的鑄嘴，其中所述鑄嘴鄰近所述鑄造元件之間的壓區(qū)并且配置為將液態(tài)金屬供給至所述壓區(qū)，以形成鑄造金屬帶材。

所述反向旋轉(zhuǎn)的鑄造元件可以包括一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)的軋輥對(duì)，并且其中所述鑄嘴鄰近所述軋輥對(duì)之間的輥隙。優(yōu)選的是，鑄嘴剛好位于輥隙的前面，以便離開鑄嘴的液態(tài)金屬通過軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)帶入輥隙。

視需要，雙輥帶式連鑄機(jī)可以包括如在本發(fā)明的前述陳述中任何一項(xiàng)所述的鑄嘴的一個(gè)或多個(gè)特征。

附圖說明

本發(fā)明的各種實(shí)施方式現(xiàn)在將通過舉例的方式參照附圖描述，其中：

圖1是一個(gè)雙輥鑄造機(jī)的等距視圖，其包括根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的第一鑄嘴，

圖2是圖1所示雙輥鑄造機(jī)的端視圖，

圖3是雙輥鑄造機(jī)的后視圖，

圖4是雙輥鑄造機(jī)的俯視圖，

圖5是圖4的f-f線的剖視圖，

圖6是形成圖1至5所示雙輥鑄造機(jī)一部分的鑄嘴的等距前視圖，

圖7是圖6中所示的鑄嘴的等距后左視圖，

圖8是鑄嘴的等距后右視圖，

圖9是鑄嘴的右側(cè)端視圖，

圖10是鑄嘴的后視圖，

圖11是鑄嘴的俯視圖，

圖12是圖11的c-c線的后視剖視圖，示出了鑄嘴的內(nèi)部擋板結(jié)構(gòu)，

圖13是圖11的d-d線的側(cè)視剖面圖，示出了內(nèi)部擋板結(jié)構(gòu)，

圖14與鑄嘴的等距后視圖，其中該鑄嘴的頂端部分被移除以示出內(nèi)部擋板結(jié)構(gòu)，

圖15是頂板的右后等軸測(cè)圖，該頂板包括根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的第二鑄嘴的一部分，

圖16是圖15所示頂板的左后方等距視圖;

圖17是頂板的右側(cè)端視圖，

圖18是頂板的俯視圖，

圖19是圖18的e-e線的后視剖視圖，

圖20是圖18的g-g線的側(cè)視剖面圖，

圖21是包括第二鑄嘴一部分的底板的俯視圖，

圖22是圖21的b-b線的剖視圖，示出了一個(gè)可選的導(dǎo)熱嵌入件，

圖23是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的第三鑄嘴的右后等軸測(cè)圖，

圖24是第三鑄嘴的右后等軸測(cè)圖，示出了某些內(nèi)部細(xì)節(jié)，

圖25是第三鑄嘴的改進(jìn)形式的右后等軸測(cè)圖，示出了某些內(nèi)部細(xì)節(jié)，

圖26是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的第四鑄嘴的右后等軸測(cè)圖，和

圖27是第四鑄嘴的改進(jìn)形式的右后等軸測(cè)圖。

具體實(shí)施方式

圖1-5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的雙輥鑄造機(jī)2的一些關(guān)鍵部件，包括一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)的水冷輥4a、4b和鑄嘴6。鑄嘴6被定位成鄰近所述輥4a、4b之間的輥隙，并且通過連接管10連接到用于保持液態(tài)金屬的保持箱8，該連接管10用于將液態(tài)金屬從保持箱8傳送至鑄嘴6。雙輥鑄造機(jī)2還可包括用于加熱、處理和供給液態(tài)金屬至保持箱8，以及用于傳送和加工從輥4a、4b之間出來的鑄造金屬帶的其它部件。然而，這些附加的部件是常規(guī)的，因此將不進(jìn)行描述。本文所述的雙輥鑄造機(jī)2的主要目的是（但不是唯一地）用于鑄造非鐵金屬（特別是鋁），其通常在約700-750c的溫度下進(jìn)行鑄造。

在圖1、2和5示出的布置中，下輥4a沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，上輥4b沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在輥4a、4b之間的輥隙12，兩個(gè)輥彼此分離，以提供一個(gè)窄的間隙，通常具有幾個(gè)毫米的高度，其確定由鑄造機(jī)生產(chǎn)的金屬帶材的厚度。該鑄嘴6被定位成將液態(tài)金屬遞送至輥4a、4b之間的輥隙12內(nèi)。當(dāng)金屬進(jìn)入輥隙12，它通過與水冷的輥4a、4b接觸而冷卻。這將導(dǎo)致金屬凝固。該金屬是由旋轉(zhuǎn)的輥通過輥隙12連續(xù)地拉出并被軋制以制成具有均勻厚度的鑄造金屬寬帶材。

圖6-14更詳細(xì)地示出了鑄嘴6。鑄嘴6包括鑄嘴體14和電阻加熱器15，該電阻加熱器15包括被安裝成與鑄嘴體14熱接觸的多個(gè)加熱板16。本實(shí)施方式的鑄嘴6包括十個(gè)加熱板16，其中五個(gè)加熱板16被定位成靠在鑄嘴體14的上表面，而其它五個(gè)加熱板16被定位成靠在鑄嘴體14的下表面。然而，應(yīng)該理解的是，鑄嘴6可以包括更多或更少的加熱板16，例如，它可以包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12個(gè)或更多個(gè)的面板。此外，雖然在本實(shí)施方式中的加熱板是大致矩形的形狀，然而它們也可以具有任何其它合適的形狀。

優(yōu)選地，電阻加熱器15覆蓋鑄嘴體的上表面和下表面的區(qū)域的主要部分，通常為該區(qū)域面積的大約50％。電阻加熱器15也優(yōu)選地橫跨鑄嘴體的基本上整個(gè)寬度w，在本實(shí)施方式中，其橫跨該寬度的大約95％。這能夠確保對(duì)鑄嘴體的均勻加熱。

每個(gè)加熱板16位于鑄嘴體14的各個(gè)面的相應(yīng)凹部18內(nèi)。優(yōu)選地，各凹部18和相應(yīng)的加熱板16具有相似的形狀，使得加熱板16得以緊密配合于凹部18內(nèi)。如果需要，加熱板16可通過任何合適的方式固定在凹部18內(nèi)，例如它可以由加熱板16與鑄嘴體14之間的接合劑或粘合劑層進(jìn)行固定；或者加熱板16可以與凹部18形成緊密配合，從而通過機(jī)械干涉進(jìn)行保持；或者它可以通過機(jī)械固定元件進(jìn)行保持，例如夾具或螺栓。在某些情況下，加熱板可設(shè)計(jì)成可拆卸的，使得在需要更換鑄嘴體14的情況下可以對(duì)加熱板進(jìn)行重新利用。

每個(gè)加熱板16包括嵌入在低密度陶瓷或非陶瓷纖維板內(nèi)的電阻加熱元件17。纖維板例如可以由耐火陶瓷纖維（rcf）材料制成，例如硅酸鋁纖維板（如ceraboard100）；或者它可以由生物可溶性非耐火陶瓷纖維材料制成，例如superwoolht纖維c板。每個(gè)加熱板16包括一組從面板16向外延伸的電連接線20。這些連接線20使得加熱元件17連接至電源，以將電力提供至加熱元件。每個(gè)加熱板16還可以包括傳感器（未示出），例如熱電偶，用于感測(cè)所述加熱板的溫度。該傳感器可以連接到控制加熱板電源的控制單元（未示出），以便使加熱板保持在預(yù)定的溫度。

鑄嘴體14具有中空的盒狀結(jié)構(gòu)，其包括后壁22、頂板24和底板26。頂板24包括連接到后壁22的后部24a以及從后部24a朝向鑄嘴體14的前邊緣28延伸的前部26b。類似地，底板26包括連接到后壁22的后部26a以及從后部26a朝向鑄嘴體14的前邊緣28延伸的前部26b。在本實(shí)施方式，頂板和底板的后部24a、26a基本上彼此平行，前部24b、26b朝向彼此而靠攏，以提供狹窄的進(jìn)料槽30（通常在約6-10mm范圍的寬度），液態(tài)金屬通過該進(jìn)料槽送入下部輥和上部輥4a、4b之間的輥隙12。優(yōu)選地，前部24b、26b的外表面為圓弧形，以大致匹配輥4a、4b的曲率，從而使進(jìn)料槽30靠近輥隙12。在后壁22上設(shè)置有入??口32，其使得液態(tài)金屬可被引入到鑄嘴體14的中空內(nèi)部。

圖14中所示的鑄嘴體14隱藏了頂板24，以顯示鑄嘴體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。鑄嘴體14內(nèi)設(shè)置有多個(gè)擋板34，以引導(dǎo)液態(tài)金屬在入口32與進(jìn)料槽30之間流動(dòng)。每個(gè)擋板34的形狀基本上是呈三角形，其具有朝向后壁22的寬基底36，以及朝向鑄嘴體14的前邊緣28會(huì)聚的一對(duì)側(cè)壁38。擋板34在頂板和底板的后部24a、26a之間延伸，并連接至頂板和底板的后部24a、26a，從而提供了在后壁22與擋板的基底36之間沿鑄嘴體14的縱向延伸的橫向流動(dòng)通道40，以及在相鄰擋板34的側(cè)壁38之間的多個(gè)縱向流動(dòng)通道42。兩個(gè)附加的縱向流動(dòng)通道42'設(shè)置在最末端的擋板34'與一對(duì)彎曲的支撐元件44之間，支撐元件44位于鑄嘴體14的端部并從后壁22朝向前邊緣28向前延伸。

視需要，導(dǎo)熱嵌入件可以設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)擋板34、34'內(nèi)，它們可以與下文將要參考圖21、22描述的本發(fā)明第二實(shí)施方式的嵌入件150類似。

在使用中，通過供給電流給加熱板16而將鑄嘴6預(yù)熱至選定的溫度，通常在680-750c的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，鑄嘴的溫度是由用于調(diào)整輸送到加熱板16的電源的控制單元（未示出）進(jìn)行控制，以使鑄嘴保持在選定的預(yù)定溫度?？刂茊卧ㄎ词境觯┛梢赃B接到感測(cè)鑄嘴溫度的溫度傳感器，例如熱電偶。

液態(tài)金屬通過入口32引入到鑄嘴體14的中空內(nèi)部。液態(tài)金屬沿著橫向流動(dòng)通道40向外流動(dòng)，然后通過縱向流動(dòng)通道42、42'向前流動(dòng)，以便它被均勻地引導(dǎo)至鑄嘴體14的前邊緣28上的進(jìn)料槽30。

鑄嘴體14優(yōu)選地形成為單一整體鑄件，優(yōu)選地采用具有中等至高的熱導(dǎo)率的陶瓷材料。優(yōu)選地，具有熱導(dǎo)率促進(jìn)劑的陶瓷材料具有范圍為0.1-30w/mk的熱傳導(dǎo)率，較優(yōu)選地具有范圍為1-20w/mk的熱傳導(dǎo)率，更優(yōu)選地具有范圍為1-15w/mk的熱傳導(dǎo)率。

使用單一整體鑄造意味著該鑄嘴體14形成為包括頂板、底板和內(nèi)部擋板結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)件。此制品具有許多的優(yōu)點(diǎn)，例如不需要進(jìn)行組裝，同時(shí)制品的強(qiáng)度也得到了增加。并且不存在可能發(fā)生泄漏的內(nèi)部接合點(diǎn)。

例如，陶瓷材料可以是基于熔融石英。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選形式中，頂板和底板由可澆鑄耐火材料制成，該材料包括熔融石英、陶瓷纖維、硅微粉和包含膠體二氧化硅的粘結(jié)材料。該可澆鑄耐火材料強(qiáng)度高，對(duì)于液態(tài)鋁和鋁合金具有很高的抗侵蝕性，耐熱沖擊性好，熱導(dǎo)率低，尺寸穩(wěn)定性好。它是可澆注的，從而簡化了一系列不同形狀耐火制品的生產(chǎn)。它也可以進(jìn)行機(jī)加工，使制品被制成非常精細(xì)的公差。包含在該材料中的陶瓷纖維起著分散鑄造制品內(nèi)的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的重要作用，從而增加了制品的強(qiáng)度和耐熱沖擊性。如本文所用的術(shù)語“陶瓷纖維”旨在包括結(jié)晶陶瓷纖維和非結(jié)晶陶瓷纖維（玻璃狀纖維或玻璃纖維）。陶瓷纖維可以例如是堿土硅酸鹽纖維或鋁硅酸鹽纖維。

包含在可澆鑄的耐火材料內(nèi)的三種形式的二氧化硅（熔融石英、硅微粉和膠體二氧化硅）可確保接近理想的堆積密度，從而增加鑄造制品的強(qiáng)度。熔融石英通常包括一定范圍的顆粒尺寸，例如從3.5μm至150μm的，或?qū)τ谀承┲破穭t達(dá)到6mm。硅微粉通常具有較小的顆粒尺寸，例如小于1μm，其顆粒大致呈球形。這確保良好的堆積密度，提供了產(chǎn)生良好粘合強(qiáng)度的大的表面積，并有助于該材料的流動(dòng)，從而降低用水需求。膠體二氧化硅包括二氧化硅的納米顆粒，例如1至100納米的尺寸，它們填充較大顆粒之間的空隙，并為燒制制品提供了極大的粘結(jié)強(qiáng)度。

陶瓷纖維是優(yōu)選為可溶于（非持久）生理液體（這種類型的纖維有時(shí)被稱為“非耐火陶瓷纖維”）：例如它可以是一種堿土硅酸鹽纖維。然而，它也可以是不可溶的耐火陶瓷纖維，例如鋁硅酸鹽羊毛纖維。

作為其它選擇，頂板和底板可以由粘結(jié)劑粘合的熔融石英耐火材料制成，或由碳化硅（sic）基材料制成，或由基于熔融石英和碳化硅的組合的材料制成?？蛇x地，該材料可以通過加入提高熱導(dǎo)率的si3n4或氧化鎂（mgo）粉末而改性，通常以高達(dá)35％（重量）的劑量率而進(jìn)行。這可以將鑄嘴體的熱傳導(dǎo)率提高至1-15w/mk的所需范圍。

圖15-22示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的第二鑄嘴106。該第二鑄嘴106包括鑄嘴體組件114和電阻加熱器115，該電阻加熱器115包括被安裝成與鑄嘴體組件114熱接觸的多個(gè)加熱板116。本實(shí)施方式的鑄嘴106包括十個(gè)加熱板116，其中五個(gè)加熱板16被定位成靠在鑄嘴體組件114的上表面，而其它五個(gè)加熱板116被定位成靠在鑄嘴體組件114的下表面。然而，應(yīng)該理解的是，鑄嘴106可以包括更多或更少的加熱板116，例如，它可以包括1-12個(gè)或更多個(gè)的面板。此外，雖然在本實(shí)施方式中的加熱板116是大致矩形的形狀，然而它們也可以具有任何其它合適的形狀。

電阻加熱器115優(yōu)選地覆蓋鑄嘴體的上表面和下表面的區(qū)域的主要部分，通常為該區(qū)域面積的大約50％。電阻加熱器115也優(yōu)選地橫跨鑄嘴體的基本上整個(gè)寬度w，在本實(shí)施方式中，其橫跨該寬度的大約95％。這能夠確保對(duì)鑄嘴體的均勻加熱。

每個(gè)加熱板116位于鑄嘴體組件114的各個(gè)面的相應(yīng)凹部118內(nèi)。優(yōu)選地，各凹部118和相應(yīng)的加熱板116具有相似的形狀，使得加熱板116得以緊密配合于凹部118內(nèi)。如果需要，加熱板116可通過任何合適的方式固定在凹部118內(nèi)，例如它可以由加熱板116與鑄嘴體組件114之間的接合劑或粘合劑層進(jìn)行固定；或者加熱板116可以與凹部118形成緊密配合，從而通過機(jī)械干涉進(jìn)行保持；或者它可以通過機(jī)械固定元件進(jìn)行保持，例如夾具或螺栓。

每個(gè)加熱板116包括嵌入在低密度陶瓷或非陶瓷纖維板內(nèi)的電阻加熱器。所述加熱板可例如類似于圖6-14所示和上文所述的第一鑄嘴6的加熱板16。

鑄嘴體組件114具有中空的盒狀結(jié)構(gòu)，并包括頂板124和單獨(dú)的底板126。如圖15-20中所示，頂板124包括后部124a和從后部124a朝向鑄嘴體組件114的前邊緣128延伸的前部124b。如圖21-22中所示，底板126包括后部126a以及從后部126a朝向鑄嘴體組件114的前邊緣128延伸的前部126b。在已組裝的鑄嘴106中，頂板和底板的后部124a、126a基本上彼此平行，前部124b、126b朝向彼此而靠攏，以提供狹窄的進(jìn)料槽130。液態(tài)金屬通過該進(jìn)料槽送入下部輥和上部輥4a、4b之間的輥隙12。優(yōu)選地，前部124b、126b的外表面為圓弧形，以大致匹配輥的曲率，從而使進(jìn)料槽130靠近輥隙12。

如在圖21和22所示，在本實(shí)施方式中，底板126包括后壁122和多個(gè)擋板134，擋板134引導(dǎo)液態(tài)金屬的在后壁122的入口132與進(jìn)料槽130之間流動(dòng)。每個(gè)擋板134的形狀基本上是呈三角形，其具有寬基底136和朝向鑄嘴體組件114的前邊緣128會(huì)聚的一對(duì)側(cè)壁138。擋板134從底板126的后部126a朝向頂板126的后部124a向上延伸。擋板134提供了在后壁122與擋板的基底136之間沿鑄嘴體組件114的縱向延伸的橫向流動(dòng)通道140，以及在相鄰擋板134的側(cè)壁138之間的多個(gè)縱向流動(dòng)通道142。兩個(gè)附加的縱向流動(dòng)通道142'設(shè)置在最末端的擋板134'與一對(duì)彎曲的支撐元件144之間，支撐元件144位于底板126的端部并從后壁122朝向前邊緣128向前延伸。

在使用中，通過供給電流給加熱板116而將鑄嘴106預(yù)熱至選定的溫度，通常在650-750c的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，鑄嘴的溫度是由用于調(diào)整輸送到加熱板116的電源的控制單元（未示出）進(jìn)行控制，以使鑄嘴保持在選定的預(yù)定溫度。控制單元（未示出）可以連接到感測(cè)鑄嘴溫度的溫度傳感器，例如熱電偶。液態(tài)金屬通過入口132引入到鑄嘴體組件114的中空內(nèi)部。液態(tài)金屬沿著橫向流動(dòng)通道140向外流動(dòng)，然后通過縱向流動(dòng)通道142、142'向前流動(dòng)，以便它被均勻地分配至鑄嘴體組件114的前邊緣28上的進(jìn)料槽130。

在本實(shí)施方式中，頂板124和底板126各自形成為單獨(dú)的單片鑄件，優(yōu)選地采用具有低熱導(dǎo)率的陶瓷材料。優(yōu)選地，該陶瓷材料的熱導(dǎo)率范圍為0.1-30w/mk，較優(yōu)選的是1-20w/mk，更優(yōu)選的是1-15w/mk。

例如，陶瓷材料可以是基于熔融石英。該陶瓷材料可以是纖維陶瓷材料。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選形式中，頂板和底板由可澆鑄耐火材料制成，如以上所述，該材料包括熔融石英、陶瓷纖維、硅微粉和包含膠體二氧化硅的粘結(jié)材料。作為其它選擇，頂板和底板可以由常規(guī)的粘結(jié)劑粘合的熔融石英耐火材料制成，或由碳化硅（sic）基材料制成，或由基于熔融石英和碳化硅的組合的材料制成?？蛇x地，該材料可以通過加入si3n4或氧化鎂（mgo）粉末而改性，優(yōu)選地以高達(dá)35％（重量）的劑量率而進(jìn)行。在組裝好的鑄造機(jī)中，頂板124和底板126彼此連接以形成鑄嘴組件106。

在以上描述的第二種實(shí)施方式中，擋板134是底板126的一部分。作為其它選擇，該擋板可以單獨(dú)地形成為獨(dú)立的部件或擋板結(jié)構(gòu)，其裝配在已組裝鑄嘴的頂板與底板之間。同樣地，在以上描述的第二種實(shí)施方式中，后壁122可以形成為底板126的一部分，或者其可以形成為位于已組裝鑄嘴的頂板124與底板126之間的單獨(dú)的組件。后壁126和擋板結(jié)構(gòu)在頂板124和底板126之間保持分離。

優(yōu)選地，擋板結(jié)構(gòu)由熱絕緣陶瓷材料制成。然而作為可選的方案，每個(gè)單獨(dú)的擋板可以包括導(dǎo)熱芯，以增加加熱板116和容納于鑄嘴內(nèi)的液態(tài)金屬之間的能量傳遞。如圖21和22所示，其中圖21的左側(cè)擋板134'可視需要包括導(dǎo)熱嵌入件150，其具有比擋板結(jié)構(gòu)和/或鑄嘴體的陶瓷材料更高的熱導(dǎo)率。但是應(yīng)當(dāng)理解的是，每個(gè)其它的擋板134、134'也可以視需要包括導(dǎo)熱嵌入件150。導(dǎo)熱嵌入件150例如可由石墨或另一種合適的高導(dǎo)熱性材料制成，該高導(dǎo)熱性材料的熱導(dǎo)率至少為1w/mk，優(yōu)選為至少5w/mk的，更優(yōu)選為至少8w/mk。嵌入件150被定位在擋板134、134'的凹部152內(nèi)，并由擋板的材料完全包圍，使其不會(huì)接觸到鑄嘴106的中空主體內(nèi)保持的液態(tài)金屬。因此可以防止因與液態(tài)金屬接觸而遭到腐蝕。

在上文描述的和在圖1-14中所示的第一鑄嘴的一個(gè)或多個(gè)擋板34、34'內(nèi)可設(shè)置類似的導(dǎo)熱嵌入件。

用于鑄嘴體的陶瓷材料在加熱板附近的熱導(dǎo)率也可以以各種其它方式增加。例如，可以在鑄嘴體的選定區(qū)域包含較大比例的高熱導(dǎo)率材料（例如碳化硅）來增加熱導(dǎo)率，所述選定區(qū)域例如為頂板和底板的后部24a、26a、124a、126a，它們接近加熱板的位置。相比之下，在頂板和底板的前部24b、26b、124b、126b包含較小比例的高熱導(dǎo)率材料，它們距離加熱板較遠(yuǎn)。另外，也可以使用漸變材料，即，在鑄嘴體不同區(qū)域的熱導(dǎo)率逐漸變化。

圖23和24所示為根據(jù)本發(fā)明的第三鑄嘴206。鑄嘴206包括鑄嘴體214和一對(duì)被嵌入在鑄嘴體214內(nèi)并與鑄嘴體214熱接觸的電加熱元件216。其中一個(gè)加熱元件216嵌入在頂板224的后部內(nèi)，而另一個(gè)則嵌入在底板226的后部內(nèi)。每個(gè)加熱元件216沿著彎曲的路徑從鑄嘴的一端延伸到另一端，從而在使用中可以對(duì)鑄嘴體214的整個(gè)后部進(jìn)行加熱。

圖25示出了第三鑄嘴的改進(jìn)形式。它與圖23和24所示的第三鑄嘴206基本相同，不同之處在于每個(gè)電加熱元件216是由沿著鑄嘴的長度方向間隔開的多個(gè)分立的加熱元件216a-e所替代，從而為鑄嘴的不同區(qū)域提供不同溫度的加熱條件。

當(dāng)加熱元件與鑄嘴直接接觸時(shí)，需要采取措施以確保加熱元件電絕緣。這可以通過將加熱元件設(shè)置于電絕緣保護(hù)套內(nèi)或?qū)⒓訜嵩度肜缪趸V（mgo）這樣的電絕緣屏障內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。從而加熱元件始終與鑄嘴保持電隔離。

在圖23、24和25中所示的鑄嘴206可以例如通過將加熱元件216a-e放置在模具中，然后圍繞加熱元件澆鑄鑄嘴體214的陶瓷材料而制成。加熱元件的端部216'穿過鑄嘴體的后壁向后延伸，使加熱元件連接到電源。

在這些實(shí)施方式中，鑄嘴體214包括單一整體鑄件，其具有中空盒狀結(jié)構(gòu)，并包括頂板224、底板226、后壁222和引導(dǎo)液態(tài)金屬在后壁222的入口232與進(jìn)料槽230之間流動(dòng)的多個(gè)內(nèi)部擋板234。在結(jié)構(gòu)上，該鑄嘴體與上述第一鑄嘴類似。作為其他選擇，鑄嘴206可以包括鑄嘴體組件，包括類似于上述第二鑄嘴的分立部件的組合體。

圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的第四鑄嘴306。第四鑄嘴306包括鑄嘴體314和容納于鑄嘴體314的上、下表面的槽318內(nèi)的一對(duì)電加熱元件316。因此，加熱元件316被安裝為與鑄嘴體314熱接觸。一個(gè)加熱元件316容納于頂板324后部的凹槽318內(nèi)，另一個(gè)容納于底板326后部的凹槽內(nèi)。

每個(gè)槽318以及每個(gè)加熱元件316從鑄嘴的一端延伸到另一端，并沿著曲折的路徑，使得在使用過程中，鑄嘴314的整個(gè)后部都可被加熱。

圖27示出了第四鑄嘴的改進(jìn)形式，它與圖26所示的第四鑄嘴306基本相同，不同之處僅在于每個(gè)電加熱元件316是由多個(gè)分立的加熱元件316a-e所替代，加熱元件316a-e沿著鑄嘴的長度方向分隔開，從而為鑄嘴的不同區(qū)域提供不同溫度的加熱條件。

在圖26和27中所示的鑄嘴306可以例如通過澆鑄陶瓷材料以形成包括模制槽318的鑄嘴體314，將加熱元件定位在該槽內(nèi)，然后采用薄的電絕緣耐火材料或電絕緣膏填充所述槽來制造。加熱元件的端部316'穿過鑄嘴體的后壁向后延伸，使加熱元件連接到電源。

在這些實(shí)施方式中，鑄嘴體314包括單一的整體鑄造件，其具有中空盒狀結(jié)構(gòu)，并包括頂板324、底板326、后壁322和多個(gè)內(nèi)部擋板（未示出），所述內(nèi)部擋板引導(dǎo)液態(tài)金屬在后壁322的入口332與進(jìn)料槽330之間流動(dòng)。在結(jié)構(gòu)上，所述鑄嘴體與上述第一鑄嘴體類似。作為替代方式，鑄嘴306可以包括鑄嘴體組件，其包括類似于上述第二鑄嘴的分立部件的組合體，以及每個(gè)鑄嘴的單個(gè)加熱元件或多個(gè)元件。