连续铸造方法及浸入式铸口技术

带有水平的或基本水平的振动式结晶器的降低高度的连续铸造机的铸造方法，用一个浸入式铸口将熔融金属浇入结晶器中低于金属液面，用控制装置控制液流，铸口管状部分内腔至少瞬间保持在与铸口本身周围的压力和结晶器金属液上面的压力有关的压力下。该压力至少阻止气体从管状部分腔的外部进入到内部。实现上述方法的浸入式铸口把金属液浇入振动式结晶器中低于金属液面，包括控制金属液流的装置及至少阻止气体从铸口外部进入内部的装置。（*该技术在2008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降低高度的连续铸造机铸造金属的方法，还涉及一种浸入式铸口，在一个降低高度的连续铸造机的结晶器中浇铸熔融金属，这种铸口使这种铸造方法得以实现。更确切地说，本专利技术涉及一种连续铸造方法和一种与之相应用来浇铸熔融金属的浸入式铸口，铸口设置在中间浇包下面，用来将熔融金属浇入一个降低高度的连续铸造机的一个水平的或基本上水平的结晶器中。铸口的出液口位于结晶器中熔融金属的液面以下。所谓的降低高度的连续铸造机，或者说带有一个水平的或基本上水平的结晶器的连续铸造机，就是指这样一种连续铸造机，它的结晶器的注入口位于穿过结晶器本身的平均半径(Rm)的基心的一条大体上的水平线以下，并且与铸造条坯的抽出线大致平行，这意味着结晶器的注入口低于该水平线一个大于零的角度α。本专利技术可以正确地应用到α角小至5度左右，随着α角增大，本专利技术的重要性就更进一步地体现出来。降低高度的连续铸造机通常要求α角的值在30度到45度之间。例如，美国专利4749025用本专利技术一样的名称公开了一种降低高度的连续铸造机。再如，欧州专利EP-A-86202132.6用本专利技术一样的名称公开了用于这种铸造机的一种结晶器，见附图说明图1，图中表明一种基本上水平的连续铸造结晶器，它的注入口(注入口的中心对应于图中“Rm”的位置)位于α角约为45度之处。瑞典专利CH403172和国际专利PCT/WO8102990也公开了降低高度的连续铸造机。本专利技术涉及的降低高度的连续铸造机设置了振动式结晶器，中间浇包则是静止不动的。虽然现在装有水平的或基本水平的振动式结晶器的连续铸造机在投资、设备的体积、生产厂房的高度、维修的成本及安全等方面有它们一系列的优点，但是并没有用来生产优质钢，主要是因为用它们生产出来的产品质量不能满足用户的质量标准。这种质量问题是由于采用水平的或基本水平的结晶器生产出的铸造条坯在相应于结晶器上部内弧形一侧，也就是在最终铸造条坯的上表面卷入了非金属杂物或气体。为了弄清有关在结晶器上部内弧形一侧产生夹杂物的情况，应当考虑到，在连续铸造过程中，有一定数量的非金属夹杂物在通过中间浇包和进入锭模的结晶器后会从钢液流中上浮起来而变成分离状态，这些非金属夹杂物包括大块氧化铝夹杂、钢液与耐火材料间化学反应的产物，因冲蚀而剥离的耐火砖颗粒、钢液脱氧的产物、渣粒，特别是气体。在中间包中，夹杂物大部分被它们上面的熔渣所吸收，但是一部分夹杂物却转移到锭模中。在垂直式连续铸造机或在传统的制造大钢锭的大半径的弧形连续铸造机中，全部或大部分夹杂物被液态渣吸收，而钢液中的气体被排入大气中。在大大降低高度的连续铸造机中，也就是装有水平的或基本水平的结晶器的连续铸造机中，不可能完全离析夹杂物，因为锭模是倾斜的，在结晶器上升运动时，一部分夹杂物就进入结晶器中。随着角度α的增大，这个问题就更加严重，而在α角约为5度时就已经可以出现上面的问题了。由于上述理由，任何比钢轻的物质，和尤其是进入锭模中与钢水混合在一起的气体，在锭模上升运动时首先沉积在锭模上部的内弧形一侧，然后留在铸造条坯的上部内弧形一侧，这一情况示于图2。改变铸口的几何特征及降低铸造条坯的抽出速度，能够部分地但不能充分地缓解这一问题。本专利技术申请人已经试验并找到了一种方法以提供更满意的设备来离析，具体说，至少要减少将夹杂物带入铸造条坯内部的气体。在流过铸口的熔融金属中产生气体是动力学和流体动力学因素造成的，因为在打开铸口的瞬间，也就是在开始浇注的瞬间，在现有的铸口管状部分的内腔中产生了负压。这一负压趋向于把铸口外面的空气吸入到管状部分的内腔，并借助积累效应把已经包在熔融金属液中的气体排出。在普通的连续铸造机中，结晶器位于大体上垂直的或具有一个很小的α角的位置，上述负压只是有时有害，因为仅仅在抽出铸造条坯的速度很高时，所有已经卷入或将要卷入熔融金属中的气体都不能再上浮到在结晶器的熔池中。但是在降低高度的连续铸造机中，结晶器大体上是水平的或基本水平的，这一负压现象就成为固定的不利因素，因为在熔融金属中及带入结晶器中的气体及夹杂物基本上不可能自然地排除。这些气体形成气泡，聚集在结晶器的上部内弧形一侧，因而严重地危害产品质量。法国专利FR2541915公开了一种铸口，它的出液口比其管状部分内腔细得多，在这样的情况下，钢液流的控制不是靠关闭和调节浇口塞而仅仅是靠改变铸造条坯的抽拉速度来进行的。在该专利中规定，关闭浇口塞仅仅在紧急情况下才使用。在该专利中，铸口在结晶器的金属液面下浇注金属液，并且结晶器是竖立式的也就是用于高的铸造机。英国专利GB1157818公开了一种带有外套的铸口，它的出液口也比铸口的管状部分内腔细一些;这种铸口在结晶器的金属液面上浇注金属液。在这种情况下，结晶器也是一种用于竖立的、高的连续铸造机的型式，或者是大体上为四分之一圆的型式。美国专利2734241公开了一种在立式连续铸造机中真空下进行连续铸造的系统，在这种系统中结晶器是静止的。美国专利2374401公开了一种真空连续铸造机。为了克服上述的对降低高度的连续铸造机来说是很典型的缺点，本专利专利技术已经研究、试验并得到了一种方法，用来将熔融金属铸入一个降低高度的连续铸造机的振动式结晶器中，其调节机构与通过铸口的金属液流的调节系统无关，因为这种调节可用下列任一种方法来进行。在铸口上方的可调的扼流系统(浇口塞，滑阀隔板等);调节铸造条坯抽拉速度;调节中间浇包中熔融金属的高度;或者把上述两种或两种以上的方法结合使用。申请人已经设计并配备了一种铸口来实施这种连续铸造法，该铸口在一个降低高度的连续铸造机的振动式结晶器的金属液面下浇铸金属液。按照本专利技术的第一实施例，铸口的出液口面积必须小于其管状部分内腔的面积。这意味着，如果铸口的出液口和管状部分内腔是圆形的，那么出液口的直径“D”就必须小于管状部分内腔的直径“d”。更确切地说，按照本专利技术，出液口的选择应使得金属液流出速度“V”符合如下公式V ≥ K ×2 g h -2 Pρ]]>式中V-熔融金属从出液口流出的速度，单位为米/秒，K-取决于钢的物理性质以及铸口和铸口的管状部分的腔的物理及几何特征的一个修正系数;h-控制液流的浇口塞与锭模结晶器中熔池液面之间的距离，单位为米;P-锭模结晶器液面上的压力和中间浇包中液面上的压力差，单位为牛顿/米2;ρ-熔融金属的密度，单位为公斤/米3。钢水的“ρ”值在0.95到0.7之间，试验表明其通常的值在0.8到0.75之间。按照本专利技术实施例的一个改型，该浸入式铸口事实上是完全不渗透的。这种不可渗透性可在处理或制备铸口时获得，可以采用金属包套包位铸口或涂上不可渗透的釉来获得。按照本专利技术的另一个改型，围绕铸口设置了一个腔室，并使其保持在所要求的负压下。在铸口由几块部件拼合组成的情况下，腔室可以包括或不包括这些拼块的结合线。根据研究的结果腔室处在近似等于铸口内部负压值的状态下。根据本研究的结果，腔室处在一个负压值下使得通过铸口的熔融金属中的任何气体趋于移到铸口内壁，然后通过内壁。这样，铸口处在这样的压力下，或者说这种方法与铸口内存在的压力相配合，使得它能够促使溶解在熔池中的气体排除掉，因此在腔室中的负压对通过的熔融金属产生了除气的效果。这就是本专利技术采用一种浸入到降低高度的连续本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有一个水平的或基本水平的振动式结晶器（１６）的降低高度的一种连续铸造机的铸造方法，这种方法用一个浸入式铸口（１１）在金属液面下将熔融金属浇入结晶器（１６）中，用控制装置（１４）控制金属液流，这方法的特征在于使铸口（１１）的管状部分（１５）的压力至少在瞬间保持在一个与铸口（１１）本身周围的压力和作用在结晶器（１６）的熔融金属液面（１７）上的压力有关的压力下，在铸口（１１）的管状部分（１５）中的压力至少会阻止气体从铸口（１１）的外部迁移到管状部分（１５）的腔内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：里加多托西尼，阿尔费来多贝萨鲁迪，
申请(专利权)人：丹尼利机械厂联合股票公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]