从浸入式浇口中浇注钢水的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种影响金属液特别是熔融金属的流动扩展的方法，其中所述金属液从熔炼容器中经过具有多边形、椭圆形或圆形横截面的第一浸入式浇口部和一个中间部并由具有扁平横截面的第二浸入式浇口部引导地流入一个位置固定的板坯结晶器中。所述方法的特征在于以下步骤：ａ）在第二浸入式浇口部的流入口区内减少中心体积流量，ｂ）与此同时，扩大熔融金属扩展角（δ），从而基本上停止了在所述中间部的侧区域和第二浸入式浇口部的侧区域内的回流；ｃ）当离开第二浸入式浇口部时，熔融金属以这样的速度剖面流动，即在出口中心的速度矢量小于在窄侧壁区域内的速度矢量。本发明专利技术的装置的特征在于，在浸入式浇口的中轴（Ｉ）区内，中间部（３１）和／或第二浸入式浇口部（２１）的流入口（２２）是如此设计的，即减少了离开第一浸入式浇口部（１１）的熔融金属（Ｓ）主流量。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种影响金属液尤其是钢水的流动扩展的方法和装置，其中钢水从熔炼容器中由具有多边形、椭圆形或圆形横截面的第一浸入式浇口部和一个中间部通过具有纵向横截面的第二浸入式浇口部地流入一个位置固定的板坯结晶器中。DE3709188公开了一种冶金容器用外浇管，它被分为一个上管形纵向部和一个下方形纵向部，其中在这两个纵向部之间有一个锥形过渡段。另外，方形横截面具有20∶1到80∶1的长/宽比。在浸入式浇口的出口处设有一根将钢水引入侧出口中的横杆。在这种情况下，具有较高动能的钢水流入结晶器中。另外，横杆受到了严重磨损。DE4320723披露了一种浸入式浇口，它具有一种管形砖，所述管形砖通过一个锥形构件与一个浸入金属液中的下方砖相连。在下方砖中，一根纵杆位于流动横截面内。在下方砖区域内设有一根横杆，它使钢水的流动沿液穴扩展方向偏移。由于将横杆设计成折流板形状，所以不利地造成了钢水强烈地涡旋流动。本专利技术的目的在于避免上述缺陷并利用简单手段提供一种与引导金属液的浸入式浇口有关的方法和装置，在这样的方法和装置中抑制了在浸入式浇口和结晶器内的涡流并同时缩短了所引入的金属液流入结晶器内液芯的深度。本专利技术通过权利要求1的和权利要求5的特征部分特征实现了上述目的。根据本专利技术，利用一个浸入式浇口，其浸入结晶器熔融金属中的浇口部具有扁平的横截面，在此浸入式浇口部的流入口区内减少了中心体积流量。所述体积流量的减少是由中心区截流引起的，其中同时扩大了熔融金属扩展角且确切地说使熔融金属如此扩展，以致于基本上停止了在具有微长形横截面的浸入式浇口部的侧区域内的回流。截流和中心体积流量同时扩展的结果就是，熔融金属从此浸入式浇口部中以这样的速度剖面流出，即其在出口中心的速度矢量小于在窄侧壁区域内的速度矢量。由浸入式浇口引入的熔融金属量以所调节出的上述速度剖面流向结晶器内液芯，所述液芯以等于1m/min-10m/min的速度拉坯速度被拉出并以一个等于0.2m-4m混熔区长度L的浅深度流入液芯。由于中心体积流量强烈扩展，所以在窄侧壁区域内的速度剖面在那个具有扁平横截面的浸入式浇口部的出口处具有这样的速度矢量，即所述速度矢量具有允许熔融金属回流向结晶器窄侧壁的分量。因此，对堆积在表面上的结晶器润滑粉末产生积极的影响地将够足量的新熔融金属供给在结晶器中的熔池液面。另外，熔融金属以较小的首波浪但流量足够地流向浸入式浇口和结晶器间的中心。熔融金属流集中在结晶器中心处并随后沿拉坯方向流入液芯中。在那里，它们在浇口中心补满了由第二浸入式浇口部中流出的体积流量。其结果是近似均匀的但总共很浅的浸入液芯深度，这带来了以下的优点，例如当改变熔融金属品种时，只产生了很短的混熔区长度并由此铸造出了一小部分不想要的板坯质量。如此获得了中心体积流量的截流效果，即流入口前的区域布置在具有扁平横截面的浸入式浇口部中或以特殊方式布置流入口。在任何情况下，自由空间保持足够的开启度，从而总有定量熔融金属在第二浸入式浇口部的中心区内流动。为了堵住中心体积流量，沿浇注方向布置在具有扁平浸入式浇口部前面的中间部的宽侧壁具有一个凹形凸出部。在一个有利的设计方案中，此凸出部成四分之一球形。在另一个设计方案中，它具有形状可预定的管段形状。还通过浸入式浇口部入口的自由空间的收缩部获得了所述的截流效果。收缩部可以是通过布置在浸入式浇口部的宽侧壁上的流动体或通过形成凸出部而产生的。在有利的设计方案中，收缩部的宽度约等于接在前面的管形浸入式浇口部的直径且其长度等于其宽度的0.2倍到1.2倍。流入边缘以及流出边缘成尖棱形并同时具有一个等于90度到150度的流出边缘和内壁的角β。中间部和收缩部的成型可以联合起来。在这种联合成型方案中规定了，中间部凸出部的形状与在第二浸入式浇口部中的流动部分流入边缘相适应。在附图中画出了本专利技术的一个实施例，其中附图说明图1-3是带凸出部的浸入式浇口；图4-图5是带收缩部的浸入式浇口。图1和图4示出了一个浸入式浇口的纵截面，图2、3、5示出了所述浸入式浇口的横截面。所述浸入式浇口由第一浸入式浇口部11、中间部31和第二浸入式浇口部21组装而成。中轴由Ⅰ表示。当在所有附图中采用相同标号时，第一浸入式浇口部11通过凸缘12固定在熔炼容器41上。可以通过柱塞43封闭熔炼容器41的出口42。第一浸入式浇口部11具有圆形、椭圆形或多边形横截面，它通过中间部31与具有宽侧壁25的第二浸入式浇口部21相连，所述宽侧壁明显大于窄侧壁26。在中间部31的区域内，第一浸入式浇口部11具有一个槽口13。第二浸入式浇口部21伸入一个结晶器51中，其中出口28浸入自身位于结晶器51内的钢水S中。结晶器润滑剂P位于钢水S上。在图1中，中间部31具有一个凸出部34，所述凸出部的右边成球形35而其左边成管段36形。在图1的左侧，管段形36形的凸出部34直接连接在圆形浸入式浇口部11上。管段36可以关于其主轴Ⅱ地具有一个不变的半径或是成抛物线形。在图2中示出了凸出部34(在此是管段36)的平面图。在图3中示出了球形35凸出部34。显然可以看到在向第二浸入式浇口部21的宽侧壁25过渡时的四分之一空心球形35的尖形出口。在图2、3的上部中，第一浸入式浇口部11(在此是管)具有一个出口，其中槽口13位于所述出口处。在槽口起点处，在窄侧壁33的两侧画出了中间部31，它盖住了宽侧壁32。窄侧壁33相对流体入口22倾斜了一个角度γ。在图2中画出了中间部31的宽侧壁32。在中心区内，凸出部34成管段36形。在图3中，凸出部34成四分之一球形35。图2、3中的箭头示出了速度矢量。在图2中示出了，在中心区内，钢水体积和钢水量是如何在截流件后面沿流动方向被减少的。钢水显然在一个扩展角δ下流入第二浸入式浇口部21中。在第二浸入式浇口部的出口区内，在窄侧壁区域内的速度剖面具有这样的形状，即它在出口中心具有较缓慢的速度。在结晶器中(图3)，速度矢量具有一个允许部分钢水回流向熔池表面的分量。在这里，钢水被引向结晶器51中心并在第二浸入式浇口部21和宽侧壁25之间的以及在其和结晶器51宽侧壁52之间的结晶器51中心处沿拉坯方向得到引导。窄侧壁21相对中轴Ⅰ以一个角度α呈锥形地向第二浸入式浇口部的出口敞开。角度α可以明显超过自由喷流时可能出现的7度角且它可能是最大值为15度的角(图5)。图4在流入口22的第一浸入式浇口部21背阴处具有一个流线形物体62或一个凸出部61。在图4的左侧，第一浸入式浇口部11被设计成管状且通过一块闸板27封闭了其端部。一个管段36设置在闸板27和管11之间的内三角形区域中。形状37成抛物线形。所述管段的出口到达流线形物体62的流入边缘。在这种情况下，流入边缘64相对流线形物体62的内侧成90度地布置。流线形物体62的流出边缘65也具有等于90度的β角。在图4的右侧，通过一个斜面38封闭管11，所述斜面指向第二浸入式浇口部21的流入口22。流入口区22成凸出部61状。流入边缘64的外表面具有一个与斜面38相同的倾斜角。流出边缘65在这种情况下具有一个约为45度的β角。第二浸入式浇口部21的宽侧壁25具有一个与凸出部相同的壁厚并在流出边缘65区域内向外扩展。在流动方向上，自由空间23在流线形物体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种影响金属液特别是熔融金属的流动扩展的方法，所述金属液从熔炼容器中通过具有多边形、椭圆形或圆形横截面的第一浸入式浇口部和一个中间部并由具有扁平横截面的第二浸入式浇口部引导地流入一个位置固定的板坯结晶器，其特征在于，所述方法具有以下步骤： ａ）在第二浸入式浇口部的流入口区内减少了中心体积流量； ｂ）同时，流体流扩展角（δ）被扩大了，从而基本上停止了在所述中间部的侧区域和第二浸入式浇口部的侧区域内的回流； ｃ）当离开第二浸入式浇口部时，熔融金属以这样的速度剖面流动，即在出口中心的速度矢量小于在窄侧壁区域内的速度矢量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯于尔根谢梅特，乌尔里希乌尔劳，
申请(专利权)人：曼内斯曼股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]