铸造用喷管和用来使液态金属流过该铸造用喷管的方法技术

一种用来使液态金属流过一铸造用喷管（１７０）的方法和装置，它包括一细长孔，所述细长孔具有至少一进入口、至少一上出口（１８２）和至少一下出口（１７６）。一导流板（１７８）紧邻上出口（１８２）设置，以将流过细长孔的液态金属流分成至少一出口液流和一中心液流，外液流流过上出口（１８２），而内液流流过导流板（１７８）并朝着下出口（１７６）流出。导流板（１７８）适于将那些被分隔在外液流和中心液流之间的液态金属按比例分配，从而可以使流过上出口的外液流的有效排放角根据流过铸造用喷管的液态金属的通过量而变化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为97198562．6、申请日为1997年10月3日、题为“具有菱形背面内部几何形状的铸造用喷管和具有可变有效排放角的多部件铸造用喷管以及用来使液态金属流过该铸造用喷管的方法”的申请的分案申请。本专利技术涉及一种铸造用或入口浸没式喷管，更具体地说，本专利技术涉及这样一种铸造用或浸没式喷管，它可以提高与通过一铸造用喷管将液态金属引入一模具内有关的流动特性。在连续铸造例如厚度为50至60毫米、宽度为975至1625毫米的钢(例如钢锭)时，经常会使用一种铸造用或入口浸没式喷管。所述铸造用喷管装有液态金属，当液态金属流入一模具内时，所述铸造用喷管可以一种浸没的方式将液态金属引入所述模具内。所述铸造用喷管通常是这样一种管子，在其一端具有一个入口，并在其另一端或附近具有一个或两个出口。在所述入口区域和出口区域之间，所述铸造用喷管的内孔通常仅仅是一段圆柱形的、轴向对称的管段。通常所述铸造用喷管的出口尺寸宽度为25至40毫米，长度为150至250毫米。该喷管的出口区域可简单地就是所述管段的开口端。喷管在喷管侧壁内还具有两个反向引导流体的出口，在该处，所述管子的端部是封闭的。反向导引流体的出口可以使熔融钢液流相对于垂线方向偏转10至90°的较大角度。喷管入口与液态金属供源相连。在连续铸造工艺中的液态金属供源被称为中间包(tundish)。使用铸造用喷管的目的如下(1)可将来自所述中间包的液态金属送入模具内，而不会使液态金属裸露于空气中；(2)可将液态金属均匀地分布在模具内，从而使得放热量和固化外壳变形是均匀的；以及(3)平静可以以一种平静和顺畅的方式将液态金属送入模具内，而不会出现过度的紊流现象，尤其是在弯液面处，从而可以有良好的润滑，并可以使出现表面缺陷的可能性减至最小。从中间包流入铸造用喷管内的液态金属的流速可以以各种方式来加以控制。有两种常用的控制流速的方法(1)采用一止挡杆，(2)采用一滑门阀。在每一种情况中，所述喷管都必须与中间包止挡杆或中间包滑门相匹配，而且，喷管入口区域内的铸造用喷管的内孔大体上是圆柱形的，并且可以被切成圆弧形或锥形。迄今为止，如果将铸造用喷管适当地浸没在模具内的液态钢内并保持它们的物理完整性的话，已有技术的铸造用喷管能够实现上述第一目的。但是，已有技术的喷管不能完全实现上述第二和第三目的。例如，附图说明图19和图20示出了一种具有一封闭端的、两口式已有技术铸造用喷管的典型设计。这种喷管试图将出口流体分成两股对向的出口液流。这种喷管的第一个问题在于内孔内流体的流速加快和形成不能完全利用出口有效区域的强力出口。第二个问题是由于喷管下部区域内的流体的突然换向而使得模具内流体图案出现射流振动和不稳定现象。这些问题使得流体不能均匀地分布在模具内，并将导致过度紊流现象。图20示出了一具有尖形分流端部的、两口式已有技术铸造用喷管的另一种设计。所述的尖形分流装置试图提高出口射流的稳定性。但是，这种设计具有与图18所示设计所遇到的相同的问题。在这两种设计中，沿内孔朝着喷管出口区域行进的液态金属的惯性力都会非常大从而不能使液态金属在各开口顶部不出现流体分离现象而偏转以充满各出口。因此，出口处的射流不稳定，产生振动并出现紊流现象。而且，还不能获得显著的偏转角。实际的偏转角度明显较小。此外，在出口处的流速分布是非常不均匀的，在出口的上部流速较低，而在出口的下部附近流速较高。这些喷管在熔融钢液的弯液面或表面内会产生一个相当大的驻波，为了润滑起见，所述熔融钢液是用一种模具用熔渣(mold flux)或模具用粉末(moldpowder)来覆盖。这些喷管还能在驻波中进一步地产生振荡，其中靠近模具一端的弯液面交替地上升和下降，而靠近模具另一端的弯液面则交替地下降和上升。已有技术的喷管还能产生间歇的表面涡流。所有这些效应都趋于将模具用熔渣夹带在钢锭本体中，因而降低了质量。驻波的振荡将使得在弯液面处或其附近的、通过所述模具的热传导变得不稳定。这种有害的效应还会影响钢壳形成的均匀性和模具用粉末的润滑的均匀性，并且会在模具铜器中产生应力。在连铸速度增加时，这种影响变得越来越严重；因此，要生产所需品质的钢，就必须限制连铸的速度。现请参阅图17，图中示出了一个与欧洲专利0403808中所描述的相类似的喷管30。正如从该技术中已知的是，熔融的钢液从一个中间包通过一阀门或止挡杆后流入一圆形的入口管段30b。喷管30包括一由圆至方的主过渡部分34。该喷管还包括一扁平板型的分流装置32，该分流装置将两股液流引导成相对于垂线方向明显地偏转正负90°。然而，实际的偏转角度只有正负45°。而且，在出口46和48处的流速是不均匀的。在靠近过渡部分34的右扩张侧壁34c处，从出口48流出的流体流速是较低的，如矢量627所示。而从出口48流出的最大流速则发生在分流装置32附近，如矢量622所示。由于摩擦的缘故，邻近分流装置32的流体流速略小，如矢量621所示。在出口48处不均匀的流速将会导致产生紊流。而且，出口46和48处的流体会出现一个周期为20至60秒的正负20°的低频波动。在出口46处，最大的流速由矢量602来表示，它相应于出口48处的矢量622。矢量602在两个极限位置之间波动，两极限位置之一是自垂直方向偏转65°的矢量602a，而另一个则是自垂直方向偏转25°的矢量602b。如图17a所示，从出口46和48流出的流体趋向于彼此之间保持90°，因此当用自垂直方向偏转65°的矢量602a来表示从出口46输出的输出流时，可用自垂直方向偏转25°的矢量622a来表示出口48处的输出流。在图17a所示的一种极端波动情况下，模具54之左端的弯液面M1显著上升，而其右模具端的弯液面M2仅略微上升。为清楚起见，图中极大地夸大了所述效果。通常，弯液面的最低水平线产生在靠近喷管30的地方。在连铸速度为每分钟3吨时，弯液面通常会呈现出高度为18至30毫米的驻波。在图中示出的极端波动情况下，在模具左端有一个幅度较大、深度较浅的顺时针循环C1，而在模具的右端有一个幅度较小、深度较深的逆时针循环C2。如图17a和17b所示，邻近喷管30处有一个模具的隆凸区域B，这里的模具宽度有所增加，以与喷管相适应，而喷管的耐熔壁厚通常为19毫米。在图17a所示的极端波动情况下，有一个较大的表面流F1从左到右地流入喷管30前、后的隆凸区域内。还有一个较小的表面流F2从右到左地流向隆凸区域。间歇的表面紊流V发生在靠近喷管30右侧的模具隆凸区域内的弯液面中。在出口46和48处很不均匀的速度分布、在弯液面中的较大的驻波、驻波中发生的振荡以及诸表面紊流，这一切都趋向于夹带模具用粉末或模具用熔渣，从而使铸钢生产的质量下降。此外，钢壳的形成是不稳定和不均匀的，润滑也会受到不良影响，而且在弯液面上或附近的模具铜器内还可产生应力。在高速连铸时，所有这些效应都将进一步加剧。这些已有技术喷管都要求降低连铸的速度。请重新参见图17，分流装置可以包括一个钝角三角形的楔块32c，该楔块具有一夹角为156°的导边，楔块的侧面设置成与自水平线呈12°，如首次德国专利申请DE 3709188中所揭示的那样，它可提供一正、负78°的较明显的偏转。然而实际的偏转角度也还是接近正、负45°，而且该喷管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来使液态金属从其中流过的铸造用喷管，其特征在于，它包括： 一细长孔，所述细长孔具有至少一个进入口和至少一个第一出口； 至少一个紧邻所述第一出口设置的导流板，以将所述液态金属流分成至少两股独立的液流；以及 一紧邻至少一出口设置的分流装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯约翰海斯利普，詹姆斯德里克多里考特，
申请(专利权)人：维苏威坩埚公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]