铸桶底部及铸桶制造技术

本发明专利技术涉及作为用于处理金属熔化物的冶金铸桶的一部分的铸桶底部，以及对应的冶金铸桶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铸桶底部及铸桶
本专利技术涉及作为用于处理金属熔化物的冶金铸桶的一部分的铸桶底部，以及对应的冶金铸桶。
技术介绍
这种铸桶底部由提供上表面、下表面以及在上表面与下表面之间延伸的浇道的耐火陶瓷体制成。作为铸桶的一部分，铸桶底部适配在对应的壁部分的一端内，其中壁从铸桶底部的外周延伸。铸桶和铸桶底部分别在下文中描述为在铸桶底部水平地布置和在铸桶下端处的位置。金属熔化物经由铸桶的开口上端浇入(浇铸)到铸桶中。金属流在重新定向以便沿铸桶底部的上表面和朝浇道流动之前首先撞击铸桶底部，浇道在浇铸过程的该阶段被填料砂封闭以便避免金属熔化物的非受控流出。在浇铸过程的此阶段期间，出现了若干问题，尤其是：-当金属流撞击耐火材料时沿冲击区域的耐火材料的大量磨损。-填料砂(特别是突出铸桶底部的上表面的任何填充材料)以非受控方式被熔化物流冲走，因此在后续浇铸序列中造成不规则和/或缺陷。为了解决磨损问题，已经提出了若干提议。为了减少这样的磨损，已知的是使用不太易于磨损的耐火材料来用于所述冲击区域，和/或提供布置在底部上表面之上的离散的所谓冲击垫。但填料砂问题仍未解决。整体的填充材料在熔化物在铸桶中的气体处理期间也会引起问题。通常，这种处理气体经由所谓的气体吹洗塞(德语：Gasspülsteine)进给到金属熔化物中，气体吹洗塞布置在铸桶的底部和/或壁部中，引起熔化物体积内的湍流。填料砂又在出液开始之前由这些湍流意外冲走。这尤其在所谓的"硬搅拌"期间是如此，对于包括100000到300000kg金属熔化物的工业铸桶，硬搅拌由＞40m3/h(通常40-70m3/h)的气体体积限定。"软搅拌"描述了低于所述40m3/h的气体量的气体处理，特别是10到30m3/h的量。由气体冲洗引起的问题也仍未解决。因此，本专利技术具有的目的在于提供一种技术方案以减少或避免沿浇道布置和布置在浇道之上的这种填料砂的非受控清除(冲走)，浇道从铸桶底部的上表面朝其下表面和相邻的装置(如喷嘴/滑板等)延伸。在包括水模拟和数学研究的深入研究期间，已经发现各种因素引起提到的缺陷，尤其是：-熔化物的总质量和熔化物速度。在包括150000到250000kg钢熔化物的典型冶金铸桶中，填充时间仅为大约4到6分钟。-大多数恶劣条件在浇铸过程开始时和熔化物在铸桶中的气体处理期间，-铸桶底部的总尺寸和冲击区域与浇道之间的距离，-熔化物从冲击区域到浇道的路线以及在该路线上的方向。
技术实现思路
考虑这些及其它因素，本专利技术在其最普通的实施例中提出了一种包括以下特征的铸桶底部：-其由耐火陶瓷体制成，具有上表面、下表面以及在上表面与下表面之间延伸的浇道，其中-所述浇道从由所述上表面的加深区段限定的扩散箱延伸，其中，所述扩散箱特征在于以下特征：-其布置得离铸桶底部用作用于将金属熔化物浇到所述铸桶底部上的冲击区域的表面区域有一定距离，-其布置得离铸桶底部的各个气体吹洗元件有一定距离，-其至少沿其面对冲击区域的边界具有梯级，其中，所述梯级具有在40和200mm之间的垂直高度，-其具有最小水平区域Amin=(0.37r)2﹢0.3和最大水平区域Amax=(0.8r)2﹢0.3，其中，r=铸桶底部的半径，r≥0.75m，并且对于具有的有效半径≥2m的所有铸桶底部，rmax=2m，且Π=pi=3.14(下文称为方程I)。-所述浇道的入口端布置得偏离沿其面对冲击区域的边界的梯级。主要特征是所谓的扩散箱、其尺寸和相对于浇道、任何气体吹洗元件、冲击区域和铸桶底部全部的定向。用语"扩散箱"执行其主要任务，即，减慢到浇道的路线上的金属熔化物的速度，该浇道布置在所述扩散箱内，即，在离其边界相当大的距离处。根据一个实施例，浇道的入口端布置在扩散箱的表面区段内，该表面区段覆盖扩散箱的小于90%的总表面积，限制条件为由此限定的表面区段在整个表面区域内居中。优选的是将该值减小至＜80%、＜70%、＜60%或＜50%。扩散箱的提供和设计对于在熔化物到达浇道的入口端之前以及因此在熔化物与浇道内和/或之上的任何填充材料(填料砂)接触之前减小金属熔化物的动能很重要。扩散箱的提供和设计对于在气体吹洗处理期间减少铸桶内的熔化物的湍流也很重要。扩散箱的特征在于铸桶底部的上表面的凹入(加深)区段(区域)，因此提供了在金属流从规则的上表面区域流入所述凹入区段时使其重新定向的装置。本专利技术提供了梯级，金属流在撞击冲击区域之后和进入浇道之前采用沿该梯级的路线。用语"梯级"限定为几何不连续。利用扩散箱的相邻表面区段和铸桶底部的其余规则表面区域的两个直角分别描述理想的梯级，但在技术条件下可接受略微的变化(＜﹢/-30度，较好的是＜﹢/-20度，甚至更好的是＜﹢/-10度)。该梯级显著地减小熔化物的速度。梯级的(垂直)高度设置在40到200mm之间，其中上限还可设置为160mm、150mm、140mm、125mm或甚至100mm，而最小高度还可设置为45mm、50mm、55mm或60mm。小于40mm的高度不足以影响金属熔化物的速度来保护浇道中的填料砂。大于200mm的高度由于过大的飞溅而违背该效果。扩散箱布置得距冲击区域有一定距离以减小围绕冲击区域飞溅的效果以及提供冲击区域与浇道之间足够的距离。根据一个实施例，沿冲击区域的上表面的中心点与沿扩散箱的上表面的中心点之间的距离为铸桶底部的最大水平延伸的大约30%到75%，其可能的下限为40%、45%或50%，并且可能的上限为65%和70%。在铸桶底部的最小直径限定为1.5m的情形下，以500到1200mm的距离实现了良好的结果。在所公开的公式中考虑的最大直径设置为4m的情形下，甚至在铸桶底部具有＞4m的有效直径的情况中，对于大型铸桶底部以＞1500mm的距离实现了良好的结果。冲击区域的"中心点"可限定为流入铸桶中的金属流的中心纵轴线撞击的点。扩散箱的中心点为几何中心，其可落入由浇道的入口端限定的区域中。扩散箱的总体尺寸(m2)由所公开的两个方程(I)限定。上限和下限考虑熔化物在铸桶中的二次冶金处理期间的气体吹洗的影响。这些限制对于由扩散箱限定的空间中且尤其是邻近其表面的湍流的减少是决定性的。通常，邻近底部表面的金属熔化物的速度达到0.3m/s。高的速度是由于"硬搅拌"引起，在"软搅拌"期间可能经常是较低的值。在这种情况下，Amax主要由"软搅拌"影响，而Amin在"硬搅拌"的情况中限定优选的尺寸。换言之：熔化物通常在铸桶中由"软搅拌"和"硬搅拌"间隔地气体处理。在这种情况下，扩散箱的总体尺寸由两者限定。在"硬搅拌"为主的情况中，扩散箱的表面区域的总体尺寸应当＜(Amin＋Amax)/2，最好尽可能接近Amin，而其在"软搅拌"为主的情况中应当＞(Amin＋Amax)/2，且因而尽可能接近Amax。刚好(Amin＋Amax)/2的表面积是两个备选方案之间的折衷。类似的结果可利用扩散箱的总体表面积在(Amin＋Amax)/2的＋/-10%或＋/-20%的范围中来实现。在"硬搅拌"的情况中，还优选地向扩散箱提供在公开范围的上端的梯级的高度，尤其是＞80mm或＞100mm。在所有实施例中，相比于如上文所述的铸桶底部的常规设计，在气体吹洗期间，填料砂冲出的要少得多。为了减小填充材料的意外磨损，还有利的是保持任本文档来自技高网...

【技术保护点】
由耐火陶瓷体(10)制成的铸桶底部，其具有上表面(10o)、下表面(10u)以及在上表面(10o)与下表面(10u)之间延伸的浇道，其中，所述浇道(16)从由所述上表面(10o)的加深区段(10od)限定的扩散箱(DB)延伸，其中，所述扩散箱(DB)特征在于以下特征：a)其布置得离所述铸桶底部用作用于金属熔化物浇到所述铸桶底部上的冲击区域(10i)的表面区域(10o)有一定水平距离，b)其具有至少沿其面对所述冲击区域(10i)的边界(B)的垂直梯级(S)，其中，所述梯级(S)具有40到200mm之间的高度(h)，c)其布置得离所述铸桶底部内的各个气体吹洗元件(18)有一定距离，d)其具有最小水平区域Amin=(0.37r)2﹢0.3和最大水平区域Amax=(0.8r)2﹢0.3，其中，r=铸桶底部的半径，并且对于具有的有效半径≥2m的所有铸桶底部，r≥0.75m且rmax=2m，e)所述浇道的入口端布置得偏离沿其面对所述冲击区域(10i)的边界(B)的所述梯级(S)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.26 EP 13165484.01.由耐火陶瓷体(10)制成的铸桶底部，其具有上表面(10o)、下表面(10u)以及在上表面(10o)与下表面(10u)之间延伸的浇道，其中，所述浇道(16)从由所述上表面(10o)的加深区段限定的扩散箱(DB)延伸，其中，所述扩散箱(DB)特征在于以下特征：a)其布置得离所述铸桶底部的作为用于金属熔化物浇到所述铸桶底部上的冲击区域(10i)使用的表面区域有一定水平距离，b)其具有至少沿其面对所述冲击区域(10i)的边界(B)的垂直梯级(S)，其中，所述梯级(S)具有40到200mm之间的高度(h)，c)其布置得离所述铸桶底部内的各个气体吹洗元件有一定距离，d)其具有最小水平区域Amin=(0.37r)2﹢0.3和最大水平区域Amax=(0.8r)2﹢0.3，其中，r=铸桶底部的半径，r≥0.75m，并且对于具有的有效半径≥2m的所有铸桶底部，rmax=2m，e)所述浇道的入口端布置得偏离沿其面对所述冲击区域(10i)的边界(B)的所述梯级(S)。2.根据权利要求1所述的铸桶底部，其特征在于，所述梯级(S)沿所述扩散箱(DB)的边界的至少75%延伸。3.根据权利要求1所述的铸桶底部，其特征在于，所述梯级(S)沿所述扩散箱(DB)的整个边界延伸。4.根据权利要求1所述的铸桶底部，其特征在于，限定所述扩散箱(DB)的外部几何形状的所述边界(B)具有矩形、圆形或椭圆形的形状。5.根据权利要求1所述的铸桶底部，其特征在于，所述扩散箱(DB)的水平区域对应于所述铸桶底部的总表面积的3.7%到32.9%。6.根据权利要求5所述的铸桶底部，其特征在于，所述扩散箱(DB)的水平区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：S克勒，A马拉尼奇，K瑟沃斯，
申请(专利权)人：里弗雷克特里知识产权两合公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT