用于控制来自耐火容器的流的部件块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于控制来自耐火容器的流的部件块(10)，其被构造成围绕出口，并在耐火容器内修改通过所述出口的熔融金属流。所述部件块采用基座(12)和壁(16)的形式，主孔口(13)通过所述基座(12)，所述壁(16)围绕所述基座的周缘向上延伸。可包括在所述部件块中的结构特征包括：周向唇缘(20)，其围绕所述壁(16)的外部(19)；内部容积(37)，其中半径向下朝着所述主孔口减小而形成多个阶状物(54)；和，在所述壁中的流开口(56)，其被构造成在所述部件块(10)的所述内部容积(37)中引发流型的漩涡。本实用新型专利技术的部件块可均匀化流过耐火容器的出口的熔融钢的温度，以及减少或延缓出口中或下方非金属夹杂物的沉积。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
(1)
本技术涉及连续铸钢，并且尤其涉及钢离开耐火容器的出口的长停留时间和堵塞可能性增加，以及非金属夹杂物在耐火容器的出口处沉积的问题。本技术被构造成预防涡流管到达出口和携带熔渣到出口，并且在出口中引入受控湍流以延缓非金属夹杂物的沉积。本技术还被构造成以受控方式将耐火容器底部处的冷钢与容器主体中的钢结合，以使从容器流出的钢的温度均匀化并且避免因过大比例的冷钢的通过而产生的堵塞。本技术具体而言，是一个用于耐火材料容器内来引导液钢走向的耐火材料组件。所述耐火件可结合塞棒实现这些效果。本技术还涉及一种包括如先前所述的与塞棒结合的耐火件的组件。所述塞棒可具有波纹状外部；波纹可在塞棒接近耐火容器出口的端部上形成同心环。随着对质量和性质控制的需求不断增长，钢的清洁度变得越来越重要。如控制化学组成和均质性等的问题仍然是重要的，但也需要考虑由于非金属夹杂物的存在和由堵塞产生的问题。氧化铝和尖晶石夹杂物的存在被认为对生产工艺自身和钢材性能两者都有害。这些夹杂物主要在大包中的钢的脱氧期间形成，而脱氧是连续铸造所必需的。二次冶金期间非金属夹杂物的不完全移除和熔融钢的再氧化导致水口在连续铸造期间堵塞。堵塞物普遍含有大量氧化铝沉积，其厚度与钢铸量以及钢的清洁度有关。水口堵塞导致生产力下降，这是因为每单位时间可铸造的钢变少了(由于直径减小)并且由于更换水口的同时发生的铸造中断。除了堵塞之外，再氧化产品的存在还可引起对水口的腐蚀以及钢中夹杂物缺陷的形成。堵塞也可因熔融金属的表面处或表面附近的材料(例如，熔渣)的夹带入熔融金属自身中而产生。从冶金容器转移熔融金属还涉及将含有杂质的熔渣(上层轻相)与下方精细或部分精细金属(钢)分离。随着来自容器的金属流流动，常见的是产生漏斗流或涡流，其可将大量熔渣夹带到液体金属流中，从而在下游产生金属质量问题。(2)相关领域描述排空容器中的流体流动行为受到流体旋转速度分量的影响。在不存在此类速度分量的情况下，排空容器过程中离开的液体主要来源于围绕出口处的水口的半球状区域，并且远离排放水口的上方的表面液体很少呈现出运动。在朝向排放水口的最末端处，当无旋漏斗流通过漏斗中心时，确实发生上层流体的夹带。因此，将需要提供一种解决方案，其将产生经过耐火容器的出口的熔融钢的温度的均匀化以及出口中或下方非金属夹杂物的沉积的减少或延缓，同时避免涡流和来自耐火容器上层流体的夹带。
技术实现思路
本技术的目的为均匀化流过耐火容器的出口的熔融钢的温度，以及减少或延缓出口中或下方非金属夹杂物的沉积。通过修改耐火容器内部导向出口的液体钢流的耐火件或部件块(或座砖)来实现上述目的。其可单独地或结合其它耐火件来防止涡流管到达出口。它可以控制冷钢或长时间驻留的钢水与高温钢水和短驻留时间的钢水的混合。其可在耐火容器出口的下游引入湍流以延缓例如在位于耐火容器出口处的铸造通道的入口处非金属夹杂物的沉积。具体地说，这些功能通过使用部件块以及周围其他耐火材料组件，即水口和部件块以及相关耐火材料组件，或者整体拼接设计的水口和部件块以及周围耐火材料组件组成的耐火容器，类似于中间包一样。其中所述部件块或周围耐火元件带有具有上表面的基座、底部和从主表面向上延伸的壁，所述壁通常在主表面的周缘处向上延伸。所述壁可为连续的或可由从主表面向上延伸的多个突出部构成。所述部件块或周围耐火元件在基座中包括开口，所述开口可被设置成与耐火容器的出口流体连通。在此构型中，所述部件块或周围耐火元件的基座围绕耐火容器的出口。所述部件块或周围耐火元件的此基本构型可通过以任何组合包括一个或多个设计特征而修改以实现本技术的期望效果。第一设计特征是从部件块或周围耐火元件的壁的周向外表面向外径向延伸的周向唇缘。周向唇缘下方的体积的内容物被阻止直接流过出口，并且以受控方式与周向唇缘上方的内容物混合。第二设计特征是在部件块或周围耐火元件的内表面上存在一个或多个翅片。所述翅片向内延伸。在某些构型中，所述翅片不延伸到由出口的向上投影描述的容积中，或不延伸到出口的向上投影的限定径向延伸部内的容积中。第三设计特征是将粗糙表面引入到部件块或周围耐火元件的内表面上。所述粗糙可采用突出部或阶状物的形式。在某些构型中，所述阶状物可被取向成使得其面向出口的向上投影的表面可通过围绕出口的主轴线的旋转而产生，并具有一系列半径，该一系列半径的长度朝向基座下表面逐步减小。第四设计特征为存在从壁周向外表面延伸到壁周向内表面的一个或多个入口流开口。第五设计特征是存在从装置的基座上表面的圆周向上延伸以形成壁的多个障碍体。每个障碍体在每一侧周向邻近于周向邻近的障碍体。本技术可包含所述第一特征、所述第二特征、所述第三特征、所述第四特征、所述第五特征、特征1和2、特征1和3、特征1和4、特征1和5、特征2和3、特征2和4、特征2和5、特征3和4、特征3和5、特征1、2和3、特征1、2和4、特征1、2和5、特征2、3和4、特征2、3和5、特征1、2、3和4或特征1、2、3和5。由于根据本技术的特定布置，在耐火容器的底部处的冷熔融钢与耐火容器的主体中的较热熔融钢以受控比率混合。此外，存在于冶金容器中的夹杂物流经部件块中的几何结构，所述几何结构在夹杂物流出时引发湍流；因此，夹杂物被夹带在流中而不是从熔融金属流中沉淀并堵塞部件块出口。必须理解，围绕水口的元件可具有任何适当形状。根据冶金容器设计功能，其可为圆形、椭圆形或多边形；其主孔口可在中央或是偏心的。在本技术的替代实施例中，元件的适当形状可以不是圆形形状。围绕水口的元件也可被切掉以适应一个或多个中间包壁接近浇注孔口的那些情况。元件的主表面可为平坦的或不为平坦的(其可为截头圆锥形、波纹状、倾斜的)。水口可为内水口(例如，在熔融钢流用滑板控流的情况下，或若装置配置有套管或定径水口快换机构)或浸入式水口或SEN(例如，在塞棒控制的情况下)。冶金容器或中间包可配备有一个或多个此类装置。由于围绕水口的元件可以不是圆形的，并且由于所述元件可放置在不具有圆对称性的容器中，所以可能重要的是将所述元件与水口匹配并且因此与水口周围物体相匹配，以在水口附近产生期望的流型。据此，所述元件和所述水口可构造有匹配的视觉指示器或标记，所述视觉指示器或标记在接触对准或放置时产生所述元件和所述水口的期望几何布置。或者，所述元件和所述水口可构造有配合的几何结构，使得当这些几何结构配合时，产生所述元件和水口的以及组合元件与水口及其周围物体所期望的几何布置。配合的几何结构可为匹配的凹部或突出部、匹配的凹槽和唇缘、匹配的销钉和孔、匹配的凹口和突出部、匹配的凹坑和凸块(mogul)、匹配的脊部和凹槽、匹配的螺纹接收器、匹配的键或卡口接收器、或匹配的非圆形表面几何结构(例如，椭圆形或多边形面)。元件的配合几何结构可放置在其主孔口内或基座底部上。所述元件在单独考虑时可在其主孔口内或其基座上包含一个或多个取向几何结构，例如，销钉、孔、突出部、凹部、凹口、斜面、凹坑、凸块、脊部、凹槽、用于螺丝或卡口装置的壳体、或者成形的接收器部分或螺纹接收器部分。所述元件的孔的形状可为不对称的、椭圆形的或多边形的。根据本技术，耐火元件包括基座，所述基座具有主表面和围绕主表面的壁，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制来自耐火容器的流的部件块(10)，其包括：a)基座(12)，其设置为围绕具有主轴线的铸造通道，所述基座(12)具有基座上表面(14)和基座下表面(15)，所述基座上表面(14)具有基座上表面圆周；b)壁(16)，其从所述基座上表面(14)的所述圆周延伸，所述壁(16)具有壁上表面(18)；其中，所述部件块(10)包括选自由下列特征组成的组的设计特征：a)第一设计特征，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向外表面(19)，并且其中，所述部件块进一步包括从所述壁的所述周向外表面(19)向外径向延伸的壁周向唇缘(20)；b)第二设计特征，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向内表面(17)，并且其中，所述部件块进一步包括从所述壁的所述周向内表面(17)向内延伸的内部翅片(52)；c)第三设计特征，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向内表面(17)，其中，所述壁周向内表面包括多个阶状物(54)，并且其中，所述壁周向内表面(17)具有相对于所述铸造通道主轴线的朝所述壁周向内表面(17)的所述底部减小的半径；d)第四设计特征，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向外表面(19)，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向内表面(17)，并且其中，所述壁包括从所述壁周向外表面(19)延伸到所述壁周向内表面(17)的至少一个入口流开口(56)；和e)第五设计特征，其中，所述壁(16)包括多个障碍体，所述多个障碍体从所述基座上表面的所述圆周向上延伸，并且其中，每个障碍体在每一 侧周向邻近于周向邻近的障碍体。...

【技术特征摘要】
2015.07.02 US 62/188,3861.一种用于控制来自耐火容器的流的部件块(10)，其包括：a)基座(12)，其设置为围绕具有主轴线的铸造通道，所述基座(12)具有基座上表面(14)和基座下表面(15)，所述基座上表面(14)具有基座上表面圆周；b)壁(16)，其从所述基座上表面(14)的所述圆周延伸，所述壁(16)具有壁上表面(18)；其中，所述部件块(10)包括选自由下列特征组成的组的设计特征：a)第一设计特征，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向外表面(19)，并且其中，所述部件块进一步包括从所述壁的所述周向外表面(19)向外径向延伸的壁周向唇缘(20)；b)第二设计特征，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向内表面(17)，并且其中，所述部件块进一步包括从所述壁的所述周向内表面(17)向内延伸的内部翅片(52)；c)第三设计特征，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向内表面(17)，其中，所述壁周向内表面包括多个阶状物(54)，并且其中，所述壁周向内表面(17)具有相对于所述铸造通道主轴线的朝所述壁周向内表面(17)的所述底部减小的半径；d)第四设计特征，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向外表面(19)，其中，所述壁包括具有顶部和底部的周向内表面(17)，并且其中，所述壁包括从所述壁周向外表面(19)延伸到所述壁周向内表面(17)的至少一个入口流开口(56)；和e)第五设计特征，其中，所述壁(16)包括多个障碍体，所述多个障碍体从所述基座上表面的所述圆周向上延伸，并且其中，每个障碍体在每一侧周向邻近于周向邻近的障碍体。2.根据权利要求1所述的部件块，其中，所述部件块(10)包括所述第一设计特征，其中所述壁周向唇缘(20)从所述壁的所述周向外表面(19)的所述底部移位，并且其中唇缘遮蔽体积(25)被限定在所述壁周向唇缘(20)下方以及限定在所述壁的所述周向外表面(19)的外部。3.根据权利要求2所述的部件块，其中，所述壁周向唇缘(20)从所述壁的所述周向外表面(19)的所述顶部移位。4.根据权利要求1所述的部件块，其中，所述部件块包括所述第四设计特征，并且其中所述至少一个入口流开口(56)向上延伸到所述壁上表面(18)。5.根据权利要求4所述的部件块，其中，所述至少一个入口流开口(56)包括在水平面中的主轴线，其中所述部件块进一步包括至少一个偏转器(60)，所述至少一个偏转器(60)从所述基座上表面(14)向上延伸并且设置在所述入口流开口(56)和所述铸造通道的所述主轴线之间。6.根据权利要求5所述的部件块，其中，所述至少一个偏转器(60)包括成角度的切面，所述成角度的切面面向所述至少一个入口流开口(56)在水平面中的所述主轴线，其中，所述至少一个入口流开口(56)的所述主轴线与所述偏转器(60)的所述成角度的切面相交，并且其中，所述至少一个入口流开口(56)的所述主轴线与所述偏转器(60)的所述成角度的切面的相交处在水平面中具有除90度以外的角。7.根据权利要求5所述的部件块，其中，所述至少一个入口流开口(56)在水平面中的所述主轴线不与所述铸造通道的所述主轴线相交。8.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·L·里绍，马丁·科锐尔霍夫，
申请(专利权)人：维苏威坩埚公司，
类型：新型
国别省市：美国;US