一种用于熔融金属的连续浇铸的塞棒（２２），具有塞棒主体（２２－３），和在塞棒主体的下端的塞棒尖端（２２－１）。塞棒尖端限定终止于凹陷鼻部（２２－１ｂ）中的截头圆锥形外表面（２２－１ａ）。凹陷鼻部最优选地具有曲线表面（例如球截段），但是也可以备选地利用非曲线表面（例如菱柱形、锥形、三角形、和四边形表面）。塞棒尖端的截头圆锥形外表面（２２－１ａ）相对于水平面形成一个角，该角足够大以便增加流动熔融金属的速度，从而减小其邻近塞孔和塞棒尖端表面的边界层厚度以便最小化夹杂物淀积在其上。优选地角θ大于７０°并且小于８５°。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术总体上涉及熔融金属，例如钢、铜、铝和它们的合金的浇 铸。更具体而言，本专利技术涉及用于在连续浇铸操作期间调节从中间罐 排放的熔融金属的流速的塞棒。
技术介绍
熔融金属的连续浇铸涉及在合适的容器，例如中间罐或浇包中提 供可用的熔融金属源，所述容器物理地位于连续浇铸装置中的铸模之 上。当使用中间罐作为用于容纳瑢融金属的容器时，熔融金属流以适合于浇铸条件的流速从那里通过中间罐排放塞孔(nozzle)排放到铸模 中。正从中间罐塞孔排放的熔融金属的流速由塞棒可控地调节。更具 体而言，塞棒相对于中间罐塞孔可在就座和离座状态之间移动。因而， 塞棒相对于中间罐塞孔的移动将选择性地调节在塞棒尖端和中间罐塞 孔之间限定的环形孔口面积，熔融金属被允许流过所述孔口面积。由 此可调节地改变有效环形孔口面积将转而可调节地控制正从中间罐排 放的熔融金属的流速。与控制熔融金属流有关的一个问题是当它通过塞孔从中间罐被排 放时所谓的夹杂物(例如熔融金属的污染物，譬如正被浇铸的金属的 氧化颗粒)典型地存在于熔融金属中。能够就座于中间罐塞孔的塞棒 尖端的特殊几何形状可以产生流动剖面(flowprofiles),该流动剖面促 使夹杂物淀积在塞棒和/或中间罐塞孔的表面上。所以随着时间的推移， 在中间罐塞孔和塞棒尖端之间限定的孔口的几何形状可能由于夹杂物 的连续淀积而变化，由此最终不利地影响塞棒的流动控制特性。当流体在固体表面上流动时形成边界层，所述固体表面可以是平 的、弧形的或沿着3-D表面的三维(3-D)曲线。其特征主要是因为在 所述表面和远离它的地方，在所谓的边界层之外，有速度梯度；流动 表现为无粘性流。于是，在边界层内部粘性力比惯性或对流力占优。边界层内部的速度剖面非常依赖于表面的曲率半径。该半径是如 此的具有决定性以至于可能取决于特定流动条件而出现流动分离现 象。分离现象意味着流体不再由负压力梯度驱动沿着表面向下游连续 流动，而是发现自己在正压力梯度的前面。类似于此的流动条件造成下游流动不稳定性，导致SEN中端口面积的不完全利用。换句话说， 分离现象可以造成SEN及其端口的内壁的不稳定性，促使流量波动， 铸模中浴槽的弯液面波动和速度的湍流猝发失控。所有这些现象引起 严重的连铸坯缺陷。在中间罐(timdish)中使用塞棒进行流动控制的主要根源是塞棒 尖端的形状。连续浇铸工业中的多数塞棒具有带有不同半径的圆形尖 端。当使用圆形尖端时，钢水形成非常厚的边界层，在那里流体速度 非常小。于是仅仅在尖端形成停滞区并且接触该区域的任何夹杂物失 去动量并可以容易地被截留在尖端的陶瓷表面上，并且随着时间的推 移而变成堵塞问题。而且，圆形尖端增大了尖端上游区域中的边界层 厚度并且这些倾向于夹杂物截留，从而增加塞孔堵塞的危险。所以理想的是可以提供一种用于连续熔融金属(molten metal)浇 铸的塞棒，其使淀积到塞棒尖端上的夹杂物最小化(如果不是完全消 除的话)，由此允许塞棒保持使用延长的时间期限和/或提高钢水的清洁 度。本专利技术致力于满足这样的需要。
技术实现思路
本专利技术广义地体现为一种用于连续熔融金属浇铸的塞棒，当熔融 金属正通过塞孔从容纳熔融金属的容器中被排放时，所述塞棒产生熔 融金属的流动剖面以便增强金属清洁度。也就是说，根据本专利技术的塞 棒阻止夹杂物(例如不需要的颗粒，譬如金属氧化物)淀积到塞棒尖 端上。根据本专利技术的一个特别优选的方面，提供了一种用于连续熔融 金属浇铸的塞棒，其具有几何剖面以便充分增加流动熔融金属的速度 以减小邻近塞孔和塞棒尖端表面的这样的流动熔融金属的边界层厚 度，从而使淀积在其上夹杂物最小化。有利地，根据本专利技术的塞棒尖端的几何剖面也没有不利地影响塞 棒的提升力灵敏度。也就是说，塞棒尖端的几何剖面不会产生这样的熔融金属流动剖面，该流动剖面使得难以实行塞棒尖端相对于中间罐 塞孔的物理位移。结果，本专利技术的塞棒展现从中间罐排放的熔融金属 流的相对宽的流速控制范围。根据本专利技术的一个方面， 一种用于熔融金属的连续浇铸的中间罐 塞棒包括塞棒主体，和在塞棒主体的下端的塞棒尖端，所述塞棒尖端 具有终止于凹陷鼻部中的截头圆锥形外表面。有利地凹陷鼻部是凹曲线表面(例如球截段)，但是也可以提^l非曲线表面(例如菱柱形(prismatic)、锥形、三角形、和四边形表面)。在特别优选的实施例中，截头圆锥形表面与水平面形成角9，该 角在大约55°到大约85°之间，并且更优选地大于70。。中心气流通 道和尖端气流通道有利地分别形成于塞棒主体和塞棒尖端中以允许惰 性气体供应到凹陷鼻部。截头圆锥形外表面和主体的外表面之间的接 合处理想地是平滑的，即没有急剧的方向变化。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于熔融金属的连续浇铸的 系统，其包括用于容纳(hold)待浇铸的熔融金属的供应的容器，用于 从所述容器排放熔融金属的排放塞孔，和塞棒，其被安装成用于朝着 和远离排放塞孔作往复线性运动以允许通过排放塞孔从所述容器排放 的熔融金属的流速调节，其中所述塞棒包括塞棒主体，和在塞棒主体 的下端的塞棒尖端，所述塞棒尖端具有终止于凹陷鼻部中的截头圆锥 形外表面。有利地，所述容器是中间罐或浇包。根据本专利技术的第三方面，提供了一种在连续浇铸操作期间调节通 过排放塞孔正从容器被排放的熔融金属的流速的方法，所述方法包括 提供塞棒，所述塞棒包括塞棒主体，和在塞棒主体的下端的塞棒尖端， 所述塞棒尖端具有终止于凹陷鼻部中的截头圆锥形外表面；将塞棒定 位在容器内使得塞棒尖端可操作地与排放塞孔配合；和相对于排放塞 孔可控地移位塞棒尖端以便调节通过容器排放塞孔正从容器被排放的 熔融金属的流速。在仔细考虑其优选的典型实施例的以下具体描述之后，这些和其 他方面和优点将变得更显而易见。附图说明 在下文将参考附图，其中在所有不同图中类似的参考数字指示类 似的结构元件，并且其中图1是中间罐的示意性横截面正视图，该中间罐具有根据本专利技术 的特别优选的实施例的一种用于连续熔融金属浇铸的塞棒；图2是图1中所示的塞棒的横截面正视图3是塞棒尖端的放大横截面详图；和图4是与本专利技术的范围之外的塞棒相比，可以预期截留在根据本 专利技术的塞棒的耐热表面上的熔融金属中截留夹杂物的百分比柱状图， 图5是本专利技术的塞棒的进一步例子的与图2类似的视图，以及 图6是本专利技术的塞棒的更进一步例子的与图2和5类似的视图。具体实施例方式附图1描绘了连续浇铸中间罐系统10，其包括用于在其中容纳熔 融金属14的供应的中间罐12。熔融金属14通过中间罐入口孔16被引 入到中间罐10中，并且通过中间罐排放塞孔18从中间罐被排放。典 型地，中间罐排放塞孔连接到与连续浇铸铸模(未显示)相联系的浸 渍浇孔(immersionnozzle) 20以便将熔融金属输送到铸模。尽管中间 罐12被显示并且将在下文具体地进行参考，也可以利用浇包作为用于 容纳熔融金属14的容器。然而，为了便于论述，将在下面具体地描述 中间罐12，原因是它代表用在本专利技术中的特别优选的容器。根据本专利技术的塞棒22被安装成用于相对于中间罐排放塞孔18作 往复线性运动使得塞棒尖端22-l能够基本上垂直地朝着和远离塞孔18 移位(图1中的箭头Al)。塞棒尖端22-1的位移由此改变用塞孔18 限定的孔口面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于熔融金属的连续浇铸的塞棒，其包括塞棒主体，和在塞棒主体的下端的塞棒尖端，所述塞棒尖端具有终止于凹陷鼻部中的截头圆锥形外表面。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-5-3 11/120,1811.一种用于熔融金属的连续浇铸的塞棒，其包括塞棒主体，和在塞棒主体的下端的塞棒尖端，所述塞棒尖端具有终止于凹陷鼻部中的截头圆锥形外表面。2. 如权利要求l所述的塞棒，其中所述凹陷鼻部是凹曲线表面。3. 如权利要求2所述的塞棒，其中所述凹曲线表面是球截段。4. 如权利要求l所述的塞棒，其中所述凹陷鼻部是凹陷的非曲线表面o5. 如权利要求4所述的塞棒，其中所述凹陷的非曲线表面选自菱 柱形、锥形、三角形、或四边形表面。6. 如权利要求l一5中任一项所述的塞棒，其中所述截头圆锥形 表面与水平面形成角e，该角在大约55。到大约85°之间。7. 如权利要求6所述的塞棒，其中所述角9大于大约70° 。8. 如权利要求l一7中任一项所述的塞棒，其包括形成于塞棒主 体中的供气通道。9. 如权利要求8所述的塞棒，其中所述塞棒尖端包括尖端供气通 道，该尖端供气通道联接到塞棒主体供气通道以便使气体能够通过塞 棒主体通道和尖端供气通道供应到鼻部的所述凹陷。10. 如前述权利要求中任一项所述的塞棒，其中所述塞棒主体和 截头圆锥形外部之间的接合处是弧形的/圆形的。11. 一种用于熔融金属的连续浇铸的系统，其包括用于容纳待浇铸的熔融金属的供应的容器；用于从所述容器排放熔融金属的排放塞孔；和塞棒，其被安装成用于朝着和远离排放塞孔作往复线性运动，以 允许通过排放塞孔从所述容器排放的熔融金属的流速调节，其中所述 塞棒包括，(i) 塞棒主体，和(ii) 在塞棒主体的下端的塞棒尖端，(iii) 所述塞棒尖端具有终止于凹陷鼻部中的截头圆锥形外表面。12. 如权利要求ll所述的系统， 凹曲线表面。13. 如...
【专利技术属性】
技术研发人员：RD莫拉莱斯，LD加西亚，
申请(专利权)人：福士科国际公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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