具有构造的中间包制造技术

用于熔融金属的具有改进流动特性的中间包(10)在其底部设有出口(16)。出口在中间包内与浇注区纵向间隔开。浇注区被定位成从钢包接收钢水流。出口的上端部设有耐火挡板(32)。中间包的底板(12)的位于出口周围的部分设有具有内部自由空间区域的耐火结构体(28)。中间包内的结构体(例如，在浇注区与出口之间从中间包底板向上延伸的坝(20)或中间包底板中的围绕出口的凹穴(26))可用于影响熔融金属在中间包内的流动。

Structured tundish

A tundish (10) with improved flow characteristics for molten metals is provided with an outlet (16) at its bottom. The outlet is separated longitudinally from the casting area in the tundish. The casting area is positioned to receive the flow of steel from the ladle. The upper end of the outlet is provided with a fire-resistant baffle (32). The bottom plate (12) of the tundish is provided with a refractory structure (28) with an internal free space area, which is located around the outlet. Structures within the tundish (e.g., dams (20) extending upward from the tundish floor between the casting area and the outlet or concaves (26) around the outlet in the tundish floor) can be used to influence the flow of molten metals in the tundish.

【技术实现步骤摘要】
具有构造的中间包
本专利技术涉及一种中间包，并且具体涉及一种用于改善或保持供给至模具的钢质量的完好性的结构及方法。
技术介绍
在钢的连续铸造中，钢水从钢包浇注入中间容器(即中间包)中，然后从中间包浇注入一个或多个连续铸造模具中。例如，中间包可将钢水供给至两个铸造模具；即该中间包可为双流中间包。当处于中间包内时，非期望的夹杂物可通过与非钢元素进行化学相互作用而形成在钢水中。已经提出了各种通过如下方式改善或保持钢质量的方法：在钢水从中间包流动至模具之前，防止此类夹杂物形成。此类方法中的一种包括在中间包内的钢水的表面上施加一层“活性”熔剂，这可防止钢水与空气进行相互作用。虽然熔剂可有效地避免在钢水的顶表面上发生这种相互作用，但其无法防止夹杂物在表面下方形成。在中间包内部，通常使用耐火材料以若干层地装衬中间包，以在连续铸造工艺期间安全地容纳钢水。耐火内衬通常具有多孔或渗透性的，且非钢的元素，例如气体，可通过耐火内衬进入中间包，由此形成氧化物夹杂物，例如，氧化铝以及氧化铁。由于耐火内衬自身的加热所释放出的气体也可与钢水进行相互作用，由此形成非期望的夹杂物。尤其重要的是防止在中间包的水口(或喷嘴)或出口附近形成夹杂物，这是因为较难在这块空间区域中去除夹杂物。一种用于控制夹杂物存在于钢水中的策略依赖于流动模式在容器内的建立以及夹杂物的后续分离。钢水的流动模式的建立可通过中间包内的中间包装置的各种结构来得到。中间包装置是用于描述位于中间包的内部空间内、对连续铸造工艺有帮助的任何物理装置的术语。中间包装置通常由耐火材料形成，以经受与钢水相关联的高温及力。挡板是一种可布置在中间包内以将中间包分成若干隔室，允许钢水穿过并阻止熔渣从一个隔室转移至另一个隔室的装置。挡板可以以耐火壁的形式存在，该耐火壁沿着横向方向从中间包的一个纵向壁延伸至相对的纵向壁。通常而言，挡板从底板向上延伸超过最大钢水高度，并在挡板的宽度上具有多个任意形状的孔或开口，从而使得钢水能够沿着纵向方向从浇注区域流动至出口。坝是一种可布置在中间包内以引导钢水朝着表面向上流动并将中间包分隔为若干隔室的耐火件。在中间包内使用坝来促使流体以期望的方式进行流动，以在连续铸造工艺期间提高或保持钢水的清洁度，并在第一次将钢水浇注入空中间包期间防止在钢水到达出口之前出现温度过度下降的情况。堰是一种可布置在中间包内以将中间包分隔为若干隔室并阻止熔渣从一个隔室流动至另一个隔室并使得钢水能够在堰的下方流动的耐火装置。堰可以以耐火壁的形式存在，该耐火壁沿着横向方向从中间包的一个纵向壁延伸至相对的纵向壁，并具有设置在底板的水平面上方的底部以及延伸超过最大钢水液位的顶部。这使得能够在挡板的底部与底板之间形成开口，以允许钢水从其穿过。冲击垫为致密的耐火部件，其可在中间包内使用来防止钢水因流入的钢水流的动量而侵蚀中间包的底部。耐火挡板可被构造为从中间包的底板向上延伸，并包围出口水口。这种耐火挡板用于将大体积的钢水从中间包的上方中心区域引导至出口。这种装置还可被称作耐火壁或耐火转向器。耐火挡板从凹穴底板向上延伸，并可具有围绕中间包出口提供连续边界的任何形状。该装置的壁可垂直于中间包的底板，或可成角度以形成环形锥部。中间包可设有凹穴——即中间包底板的相对于中间包底板的其余部分凹进的部分。中间包内的凹穴——尤其是在出口端处——被设计和制造成在连续铸造工艺期间提供增强的流体流动特性，例如，改善了的排出性能、减少了的不期望的停滞流动区域和提高了的温度均匀性。在连续铸造工艺中的最终排出期间，在铸造结束时，凹穴可降低因积聚而停留在中间包内的钢水的量。需要形成一种在出口水口上方的空间区域中产生多个具有可区别性能的水平熔融金属层的中间包内部结构，并且需要在后续通过移除夹杂物来提高钢水的质量。
技术实现思路
相应地，本专利技术利用现有中间包装置和新型中间包装置的新型组合，其减少了大体积钢水与耐火内衬的接触，从而使得钢水可在不与非钢部件相互作用的情况下流入模具中，由此减少可能降低钢质量的夹杂物的形成。本专利技术的中间包由底板以及侧壁形成，该底板具有出口，且侧壁从底板向上延伸，并延伸超过中间包内的钢水的正常最大操作液位。浇注区或浇注空间区域包含在中间包内，并相对于出口具有水平位移。冲击表面可设置在中间包底板上，位于浇注区或浇注空间区域下方。耐火挡板围绕出口的上端部周向设置。耐火出口外围底板结构体设置在中间包的底板上，并围绕出口。耐火出口外围底板结构体具有上表面以及下表面。耐火出口外围底板结构体被构造成具有通向结构体的外部(或向结构体的外部开放)的内部开放空间区域。本专利技术的中间包包括与中间包底板连通的以下底板结构体中的至少一个：(a)位于中间包的底板的围绕出口的部分中的凹穴，该凹穴具有上表面以及深度；(b)设置在中间包的底板上、位于冲击表面与出口之间的坝，该坝具有高度。该坝可从底板向上延伸一定距离，该距离可在中间包内的钢水的正常最大操作液位的10％到90％、20％到80％、30％到70％或40％到60％之间。坝可在其中具有至少一个孔或开口，所述至少一个孔或开口使得钢水能够从中流过，从而使得钢水可通过所述至少一个孔或开口流过所述坝。在本专利技术的特定示例中，使得钢水能够从中流过的每个孔或开口的中心处于在坝高度的30％～70％的范围内的位置处。耐火出口外围底板结构体可选自：网眼、丝网、网格、蜂窝体、格栅及其组合。耐火出口外围底板结构体可具有包括一个或多个开口的上表面，该一个或多个开口在耐火出口外围底板结构体的上表面的平面中具有六边形横截面。耐火出口外围底板结构体可具有内部开放空间区域，该内部开放空间区域的体积可在结构体的总体积的至少20％到至多80％之间。在本专利技术的某些示例中，耐火出口外围底板结构体的内部开放空间区域包括耐火出口外围底板结构体的上表面的开口，其中所述开口在垂直方向上的线性尺寸至少为开口在水平方向上的最大线性尺寸的40％。在本专利技术的某些示例中，耐火出口外围底板结构体的上表面的开口具有位于耐火出口外围底板结构体的上表面处的收窄部。在本专利技术的某些示例中，耐火出口外围底板结构体完全覆盖凹穴上表面。耐火出口外围底板结构体的上表面的开口可为圆形，或可以以正多边形(例如，正方形或六边形)的形式存在。在本专利技术的某些示例中，耐火出口外围底板结构体的上表面的开口中的收窄部具有在开口的最大水平横截面积的50％(含50％)～99％(含99％)的范围内的水平横截面积、具有在开口的最大水平横截面积的60％(含60％)～99％(含99％)的范围内的水平横截面积、具有在开口的最大水平横截面积的66％(含66％)～99％(含99％)的范围内的水平横截面积、具有在开口的最大水平横截面积的75％(含75％)～99％(含99％)的范围内的水平横截面积、具有在开口的最大水平横截面积的90％(含90％)～99％(含99％)的范围内的水平横截面积或具有在开口的最大水平横截面积的95％(含95％)～99％(含99％)的范围内的水平横截面积。在本专利技术的某些示例中，与中间包内部流体连通的耐火出口外围底板结构体的表面积(Afs)与中间包底板的由耐火出口外围底板结构体所覆盖的部分的表面积(Ar)之比等于或大于1.1；或具有在1:1(或1)(含1:1或1)～3:1(或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中间包(10)，包括：底板(12)，所述底板具有出口(16)和浇注空间区域(18)，所述出口具有上端部，所述浇注空间区域相对于所述出口具有水平位移；侧壁(14)，所述侧壁从所述底板向上延伸，所述侧壁延伸高于所述中间包内的钢水的正常最大操作液位，所述底板和所述侧壁部分地限定中间包内部(15)；冲击表面，所述冲击表面设置在所述中间包底板上，位于所述浇注空间区域(18)下方；耐火挡板(32)，所述耐火挡板围绕所述出口的所述上端部周向设置，并具有高度Drb；耐火出口外围底板结构体(28)，设置在所述中间包的所述底板上，并围绕所述出口，所述耐火出口外围底板结构体具有上表面(37a、37b)和下表面(39a、39b)，并且具有提供通向所述结构体的外部的内部开放空间区域的结构；以及至少一个底板结构体，与所述底板连通，选自以下各项中的至少一项：(a)凹穴(26)，位于所述中间包的所述底板中并围绕所述出口，所述凹穴具有凹穴深度以及上表面；以及(b)坝(20)，设置在所述底板上，位于所述冲击表面与所述出口之间，所述坝具有坝高度；其中所述耐火出口外围底板结构体(28)具有选自以下各项中的至少一项组成的组的结构：(a)包括位于所述耐火出口外围底板结构体的所述上表面中的开口，其中所述开口在所述耐火出口外围底板结构体的所述上表面(37a、37b)的平面中具有六边形横截面；(b)其中与所述中间包内部流体连通的所述耐火出口外围底板结构体的表面积(Afs)与所述中间包底板的由所述耐火出口外围底板结构体所覆盖的部分的表面积(Ar)之比等于或大于1.1；以及(c)其中位于所述耐火出口外围底板结构体的所述上表面中的所有开口的面积(Aup)与所述耐火出口外围底板结构体的所述上表面的面积(Au)之比具有在0.1～0.9的范围内的值，所述范围包含0.1和0.9。...

【技术特征摘要】
2017.12.21 US 62/609,2391.一种中间包(10)，包括：底板(12)，所述底板具有出口(16)和浇注空间区域(18)，所述出口具有上端部，所述浇注空间区域相对于所述出口具有水平位移；侧壁(14)，所述侧壁从所述底板向上延伸，所述侧壁延伸高于所述中间包内的钢水的正常最大操作液位，所述底板和所述侧壁部分地限定中间包内部(15)；冲击表面，所述冲击表面设置在所述中间包底板上，位于所述浇注空间区域(18)下方；耐火挡板(32)，所述耐火挡板围绕所述出口的所述上端部周向设置，并具有高度Drb；耐火出口外围底板结构体(28)，设置在所述中间包的所述底板上，并围绕所述出口，所述耐火出口外围底板结构体具有上表面(37a、37b)和下表面(39a、39b)，并且具有提供通向所述结构体的外部的内部开放空间区域的结构；以及至少一个底板结构体，与所述底板连通，选自以下各项中的至少一项：(a)凹穴(26)，位于所述中间包的所述底板中并围绕所述出口，所述凹穴具有凹穴深度以及上表面；以及(b)坝(20)，设置在所述底板上，位于所述冲击表面与所述出口之间，所述坝具有坝高度；其中所述耐火出口外围底板结构体(28)具有选自以下各项中的至少一项组成的组的结构：(a)包括位于所述耐火出口外围底板结构体的所述上表面中的开口，其中所述开口在所述耐火出口外围底板结构体的所述上表面(37a、37b)的平面中具有六边形横截面；(b)其中与所述中间包内部流体连通的所述耐火出口外围底板结构体的表面积(Afs)与所述中间包底板的由所述耐火出口外围底板结构体所覆盖的部分的表面积(Ar)之比等于或大于1.1；以及(c)其中位于所述耐火出口外围底板结构体的所述上表面中的所有开口的面积(Aup)与所述耐火出口外围底板结构体的所述上表面的面积(Au)之比具有在0.1～0.9的范围内的值，所述范围包含0.1和0.9。2.根据权利要求1所述的中间包(10)，其中所述Afs/Ar之比具有在1～2的范围内的值，以及其中所述Aup/Au之比具有在0.2～0.8的范围内的值。3.根据权利要求1-2中任一项所述的中间包(10)，其中所述Afs/Ar之比具有在1.2～1.6的范围内的值，以及其中所述Aup/Au之比具有在0.3～0.6的范围内的值。4.根据权利要求1-3中任一项所述的中间包(10)，其中所述底板结构体包括凹穴(20)和坝(26)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的中间包(10)，包括坝(26)，其中所述坝从所述底板向上延伸一定距离，所述一定距离在所述中间包内的钢水的所述正常最大操作液位的40％到60％之间。6.根据权利要求1-5中任一项所述的中间包(10)，包括坝(26)，其中所述坝中具有使得钢水能够从中穿过的至少一个开口(22)，从而使得钢水可流过所述坝并穿过所述至少一个开口。7.根据权利要求6所述的中间包(10)，其中使得钢水能够从中穿过的各开口(22)的中心处于在所述坝高度的30％～70％的范围内的位置处。8.根据权利要求1-7中任一项所述的中间包(10)，其中所述耐火出口外围底板结构体(28)选自以下各项：网眼、丝网、网格、蜂窝体、格栅及其组合。9.根据权利要求1-8中任一项所述的中间包(10)，其中所述耐火出口外围底板结构体(28)具有内部开放空间区域，所述内部开放空间区域的体积在所述结构体的总体积的至少20％到至多80％的范围内。10.根据权利要求1-9中任一项所述的中间包(10)，其中所述耐火出口外围底板结构体的所述内部开放空间区域由所述耐火出口外围底板结构体的所述上表面的开口组成，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：库什万特·萨伊尼，唐纳德·撒迦利亚斯，桑塞·沃尔斯，约翰·莫里斯，
申请(专利权)人：维苏威美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US