多个出口的铸口制造技术

本发明专利技术涉及一种用于液态金属连铸的浸入式铸口。该铸口包括一个中心孔和多对排出口。在多对排出口之间的中心孔的横截面积减小，从而使任一出口的高宽比小于或等于１。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术通常涉及一种用于液态金属连铸的铸口。更确切地说，本专利技术涉及一种经过改进的、带有多个出口的铸口。
技术介绍
通常通过铸口将液态金属、特别是钢水注入到连续铸造机的铸模内。铸口通常含有耐火材料，它一般为管形，并且带有一个用以接收液态金属的入口以及一个或多个用以排出液态金属的出口。液态金属流入到铸口的入口中，流过铸口的中心孔，并且从至少一个铸口出口流出。在对板坯的连铸过程中，铸口通常是垂直设置的，其出口部分被设置在板坯形型腔的上部中，从而可以引导金属流入到铸型的上部。在板坯的铸造过程中，通常将铸口设计成使其流出物分为至少两股液流，所述液流沿着接近水平的方向朝着板坯形型腔的狭窄面，从铸口的相对侧流出铸口。这样，流入到铸型内的多数灼热的液态金属就通过铸口被引导越过了板坯的宽度，因此不会直接撞击到板坯形铸型的宽面上，而且也不会直接向下进入到板坯中。在铸型中，从铸口排出的流出液流的接近水平的定位有助于在液态金属池的顶部提供更均匀的温度。而且还有助于使铸造过程中被添加到铸型顶部的润滑粉更加均匀地熔化，以及避免金属铸锭产品中产生的质量问题，如板坯开裂，或金属铸锭产品中夹带非金属包含物和气泡。在板坯铸型4中，铸口2的典型布置如图1所示。为了使相对的液态金属流以基本水平的方式离开铸口2，通常将铸口2构造成可以通过位于中心孔8正下方的封闭底部6和相对的横向出口10，12，使液态金属流从垂直方向转变为在水平方向上流动。根据本领域技术人员已知的板坯铸模宽度、浇铸速度、铸造合金等，板坯铸造中所要求的铸口2内液态金属流的转角通常在55度至105度的范围内，其中该角度是从垂直方向转为水平方向的角度。通常，带有一个中心孔、一个底部封闭部和横向出口的铸口能够用于使铸口的液态金属流转为基本水平。这种单个普通的底部封闭部可以防止金属流从铸口直接向下流出，因此金属流必须转向水平方向从铸口上彼此相对的横向出口中流出。如图2，3和6所示，横向出口的轴线与中心孔的垂直轴线形成了一定的角度，即被称作设计转角。例如，图2示出了具有90度设计转角并且带有两个彼此相对横向出口的板坯铸口。图3示出了具有55度设计转角并且带有两个彼此相对横向出口的板坯铸口。图6示出了具有105度设计转角并且带有两个彼此相对横向出口的板坯铸口。前述铸口表现出一些不足(1)排出流不能达到铸口的设计转角，而且在铸造过程中它们实际的转角会产生变化和偏移，(2)排出流通常不能完全利用横向出口的开口面积，(3)排出流具有不一致的速度，同时排出流的下部铸口出口速度远远高于其上部的铸口出口速度，(4)排出流深深地进入到铸模内的液体池中，(5)排出流以湍流和时间变化的方式旋转并打转。这些不足导致铸型内出现了不期望看到的和不稳定的液态金属流模式，堆积起来的堵塞沉积在铸口孔和铸口出口中，而且在铸型的铸口排出流和液态金属池中出现了过度的湍流。这些不足的实际结果是对铸造机的操作性能和铸坯的品质产生了有害的影响。已经尝试以包括对铸口底部封闭部的设计进行改进在内的各种方式来处理这些问题。例如，为了改善和稳定从相对横向出口流出的排出流，可以如图4所示在铸口的底部封闭部局部开一个小孔14，以便能够使相对较小的一部分液态金属流以向下的方向从铸口流出。底部封闭部上的孔减弱了从横向出口流出的排出流。转向的排出流的减弱减小了所述排出流的偏移，而且也减少了转向铸型窄面的液流数量，由此降低了转向的排出流的动量和穿透力，从而可以使排出流到达铸型的狭窄的端部。但是，如果底部孔过大，液流的基本水平方向的转向将会被完全消除。改善和稳定从相对横向出口流出的排出流的另一种方式是在出口底部的下面设置一带有底部封闭部的铸口。一种位于出口底部下面的、带有底部封闭部的铸口如图5所示，这里把它称作带有井状底部封闭部的铸口。这种带有井状底部封闭部的铸口不能解决上述不足，同样这种铸口仍然不能达到排出流的设计转角，而且依然会产生排出流偏移的问题。虽然利用这种井状底部的铸口没有完全实现排出流速度的一致性，但也对其产生了一定的改善，不过却导致排出流的涡流和湍流增加，因此降低了它们的穿透力，使排出流具有足够的动量以到达铸型的窄面、从而在铸型内设立起液流一致模式的能力降低。改善和稳定从相对横向出口流出的排出流的另一种方式是利用上部和下部的横向出口。一种带有上部和下部横向出口的铸口如图12所示。这种铸口具有一截面面积不变的中心孔，并且在其封闭的底部上具有彼此相对的上部横向出口和下部横向出口。这种铸口也不能解决上述不足。从上部横向出口排出的液态金属流的比例明显比从下部横向出口排出的少，除非该下部出口的总开口面积小于中心孔的开口面积。在此情况下，上部出口的排出流将不能达到它们的设计转角，而且还会产生旋涡、湍流、不稳定和偏移。如果下部出口的总开口面积基本等于或大于中心孔的开口面积，将会有很少的排出流或几乎没有排出流从上部出口排出，甚至液态金属将会从铸型的金属池中通过上部出口流入到铸口内，这样将使铸口的功能完全失效。在上述任一种情况下，具有截面面积不变的中心孔、并且在其封闭的底部上方具有彼此相对的上部横向出口和下部横向出口的前述铸口都不能解决如上所述的问题。如图7所示，在Saito等的美国专利US4949778中公开了另一种在封闭的底部上方具有上部横向出口和下部横向出口的铸口。Saito等提出了一种铸口，其中在围绕铸口中心轴和相对的横向出口的所有径向方向上，至少一部分铸口中心孔的截面面积被减小。横向出口的总开口面积不少于减小前的中心孔截面面积的2倍，它们布置在减小了的中心孔部分的上部和下部。Saito等还提出了一组铸口出口的开口面积、中心孔的开口面积、减小后的中心孔的开口面积以及流出系数之间的数学关系。图7(a)，7(b)和7(c)是参照Saito等人专利技术的美国专利US4949778中第一实施方案所采用附图的再现。Saito等人提出通过减小中心孔的直径来减小铸口中心孔的截面积，或者换言之，是通过使围绕着中心孔的垂直中心轴的在所有径向或水平方向上中心孔的截面面积减小来减小铸口中心孔的截面积。这种减小的方式形成了围绕中心孔的整个圆周或周长延伸的类似于突出部分(ledge)的表面，而且所形成的位于突出部分之下的孔在其所有径向方向上都要比位于该突出部分之上的孔更狭小。因此，按照Saito等人的教导，下部出口在其宽度上受到缩小的孔的限制，由此上部出口要宽于下部出口，并且根据数学关系和其它专利的教导，下部出口的高度必须大于其宽度。但是，已经发现按照Saito等人在美国专利US4949778中教导而形成的铸口仍然具有一些不足。下部出口具有高的垂直的高宽比，也就是说所述出口的高度大于其宽度，因此排出流无法完全利用到下部横向出口的开口面积，而且排出流还产生了不一致的速度，同时排出流下部的铸口出口速度要明显高于上部的铸口出口速度。圆周形类似于突出部分的表面围绕着铸口中心孔的整个周长延伸，这种表面的存在导致从上部出口排出的上部排出流出现了不受控制的旋转和旋涡。另一个不足在于在中心孔成倍减小的情况下，最上部出口接近于铸模内液态金属的表面或弯液面，这就增大了弯液面处的水平面的波动和湍流。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于液态金属连铸的浸入式铸口(submerged ent本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于液态金属连铸的浸入式铸口，该铸口包括：ａ）带有中心孔的主体，所述中心孔穿过了大部分主体，所述孔在一闭合的端部处终止；ｂ）关于铸口的纵轴对称设置的多对排出口；其特征在于，中心孔的横截面积在所述多对排出口之间减小 ，并且其中任一出口的高度和宽度的比都小于或等于１。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-11-17 60/520,6131.一种用于液态金属连铸的浸入式铸口，该铸口包括a)带有中心孔的主体，所述中心孔穿过了大部分主体，所述孔在一闭合的端部处终止；b)关于铸口的纵轴对称设置的多对排出口；其特征在于，中心孔的横截面积在所述多对排出口之间减小，并且其中任一出口的高度和宽度的比都小于或等于1。2.如权利要求1所述的浸入式铸口，其特征在于，靠近铸口闭合端部处的出口宽度与离铸口闭合端部较远的出口宽度相同。3.如权利要求1或2所述的浸入式铸口，其特征在于，所有出口的总面积小于垂直于液态金属流的中心孔横截面积的2倍。4.如权利要求1至3所述的浸入式铸口，其特征在于，所有出口的总面积至少等于垂直于液态金属流的中心孔的横截面积。5.如权利要求1至4所述的浸入式铸口，其特征在于，铸口包括至少2对出口。6.如权利要求1至5所述的浸入式铸口，其特征在于，铸口包括3对出口。7.如权利要求1至6所述的浸入式铸口，其特征在于，在每对出口和铸口纵向轴线之间形成的角度在大约30度和105度之间。8.如权利要求1至7所述的浸入式铸口，其特征在于，在离封闭端部最远处的一对出口和铸口纵向轴线之间形成的角度大约为90度。9.如权利要求1至8所述的浸入式铸口，其特征在于，在每对出口和铸口纵向轴线之间形成的角度大约为90度。10.如权利要求1至8所述的浸入式铸口，其特征在于，在每对出口和铸口纵向轴线之间形成的角度不同于在其它每对出口和铸口纵向轴线之间形成的角度。11.如权利要求6所述的浸入式铸口，其特征在于，在每对出口和铸口纵向轴线之间形成的角度分别约为60度、75度和90度。12.如权利要求1所述的浸入式铸口，其特征在于，中心孔横截面积在中心孔整个圆周周围没有减小。13.如权利要求12所述的浸入式铸口，其特征在于，在垂直于出口径向的中心孔径向处，中心孔的横截面积没有减小。14.如权利要求13所述的浸入式铸口，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL里绍，LJ希斯利普，J多里科特，徐东，
申请(专利权)人：维苏维尤斯克鲁斯布公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]