浸入式水口制造技术

一种熔融金属铸造用铸管，用以减少紊流和模具干扰，从而产生一个更稳定的、均一的流出。铸管包括与扩大的出口部分接触的输送孔。出液口与该出口部分相连有一个偏移量的设计，且至少出液口的一个外壁与半径比输送孔半径大的圆相切。

【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耐火装置，具体涉及在连铸作业中输送熔融金属的耐火铸管。
技术介绍
在金属连铸，特别是钢铁连铸中，一般用耐火铸管将熔融金属流从一个冶金容器送往另一个冶金容器或模具。铸管俗称水口或保护口，一般设有熔融金属输送孔。铸管包括浸入式水口(SEN)或浸入式保护口(SES)——一种将熔融金属送到接收容器或模具液面下方的水口。液态金属通过一个或多个出液口从输送孔的下游端送出。铸管的一个重要作用是平稳、不间断地排出熔融金属。良好的输送稳定性不仅能改善加工性能，还能改善成品质 量。铸管的另一个重要作用是使接收容器或模具中的液态金属形成良好的动态条件，以进一步改善加工性能。形成动态条件的前提是以适当的方式在铸管上设置多个出液口，使铸管排出的熔融金属流在一个或多个方向上旋转。出于各种原因，宜在熔融金属所进入的模具中引起旋流。旋流能增加熔融金属在模具液池芯中的停留时间，从而通过气泡上浮去除更多的夹杂物。旋流还能提高均温性，抑制钢水凝固前沿的枝晶生长。此外，旋流还有利于降低连续流经铸管的相邻钢级发生串级的可能性。因此，目前已经开发了众多旋流形成技术，包括水口下的电磁搅拌装置，能在使用过程中旋转的水口，以及在铸管孔相切方向设置弧形出液口的水口等。但是，现有技术有很多缺点。具体而言，电磁搅拌装置在恶劣环境下的使用寿命很短，水口的旋转导致氧气进入并接触熔融金属流，弧形出液口无法在所有模具中引起旋流。DE1802884公开了一种钢筋铸造旋转送料管。但这种送料管缺少横轴相对半径大于输送孔半径的出液口分配器。FR2156373公开了一种熔融金属的旋转铸造工艺和设备。但这种铸造设备缺少横轴相对半径大于输送孔半径的出液口分配器。FR2521886公开了一种熔融金属连铸工艺以及一种旋转放入锭模的装置。但这种装置缺少横轴相对半径大于输送孔半径的出液口分配器。GB2198376公开了一种连铸浸没管。但这种浸没管缺少横轴相对半径大于输送孔半径的出液口分配器。JP6227026公开一种连铸装置的浸入式水口。但这种水口缺少横轴相对半径大于输送孔半径的出液口分配器。RU2236326公开了一种从中间包到模具的钢铁连铸方法以及一种实现上述方法的浸入式水口。但这种水口缺少横轴相对半径大于输送孔半径的出液口分配器。SU1565573公开了一种在连铸作业中搅拌熔融金属的装置。但这种装置缺少横轴相对半径大于输送孔半径的出液口分配器。因此，需要一种不使用附加机电装置就能在各种模具中形成旋流的耐火铸管。这种铸管最好还能增加流入铸模的熔融金属，改善铸造金属的性能。
技术实现思路
本专利技术涉及一种熔融金属铸造用铸管。铸管至少包括两个出液口，与现有技术相t匕，能在熔融金属经铸管后进入的模具内形成更有效的旋流。旋流能增加熔融金属在模具液池中的停留时间，从而通过气泡上浮去除更多的夹杂物，旋转还能抑制钢水凝固前沿的枝晶生长，极大地降低连续流经铸管的相邻钢级发生串级的可能性。特定的旋流配置还能减少产生高紊流的对抗表面流。用本专利技术实现的旋流代替模具内容物的电磁搅拌能确保均温性，优化模具粉末熔化，从而改善成品质量。从大的方面来讲，本专利技术所述的铸管包含直接接触出液口流体的扩大的出液口分配器。出液口以特定的角度、配置和特定的相对尺寸设置在出液口分配器周围，以产生旋 流。在一个方面，本专利技术包括出液口(出液口包括接触出液口分配器的内壁和接触铸管的外表面)、接触出液口分配器的外壁及接触铸管的外表面。外壁和内壁可以完全垂直，可以包含垂直部分，也可以采用比其他出液口平面更小的垂直角度。在水平面中，外壁比内壁长。出液口外壁或出液口外壁的水平伸出部分与输送孔不相交，或者与输送孔的垂直伸出部分不相交。在某些实施方式中，出液口的外壁与输送孔的同心圆相切(该同心圆的半径大于输送孔半径)或者与出液口分配器相切。在某些实施方式中，出液口的外部畅通无阻；本专利技术所述装置没有安置在出液口外面的部分，而且本专利技术所述装置没有与出液口的横截面外伸部分相交的部分。本专利技术的某些实施方式不含连接出液口分配器和铸管底面的底孔。本专利技术的某些实施方式包含多个出液口，流体沿直线路径从出液口分配器开始经出液口流到铸管外壁。本专利技术的某些实施方式不含转动部件。在本专利技术的一个实施方式中，出液口以旋转角度theta等距设置在出液口分配器周边，出液口的宽度不小于2rpd 8；[11(1:116七3/2)2,式中1'1)(1是出液口分配器半径，theta是出液口所占的绕出液口分配器周边旋转的角度，用弧度表示。在本专利技术的另一个实施方式中，出液口配置使4JI rb> nrpd (theta) >1.33irb，式中，rb是输送孔半径，η是出液口数量，rpd是出液口分配器半径，theta是出液口所占的绕出液口分配器周边旋转的角度，用弧度表示。在本专利技术的另一个实施方式中，出液口在水平面中的非零展开角小于或等于theta/2。在本专利技术的另一个实施方式中，出液口配置使3ji rb2 > hna > O. 5 Jirb2,式中，rb是输送孔半径，h是出液口高度，η是出液口数量，a是出液口入口宽度。本专利技术一个实施方式的出液口高度(绝对值)大于等于8mm，以简化本专利技术所述铸管的生产，增加液态金属的可铸性。在本专利技术的另一个实施方式中，出液口配置为出液口所占的绕出液口分配器周边旋转的角度theta的最大值为arccos (rpd/rex),,从而使a < rpd ((rcx-rpd) /res) a<rpd((rex-rpd)/rj，式中，a是入口宽度，rpd是出液口分配器半径，rex是出液口分配器水平面中的铸管半径。本专利技术一个实施方式的出液口宽度(绝对值)大于或等于8_，以简化本专利技术所述铸管的生产，增加液态金属的可铸性。本专利技术的各个设计元素，包括出液口数量、出液口分配器的尺寸和配置、出液口壁高、出液口壁展开角以及从出液口分配器纵轴经出液口到铸管外的非直线设计都会使经出液口往外流的流体绕出液口轴打旋。喷流强度接触模壁减小了流经本专利技术所述铸管出液口的流体射流动量。在现有铸管中，流体从进液口流向出液口时速度逐渐增加；而本专利技术在最大程度或一定程度上消除了这种增速现象。本专利技术所述铸管使出液口内和出液口外的流体均呈弧形流动。本专利技术所述铸管设有四个出液口和六个出液口时，能使流体均匀分布并匀速旋转。漩涡可能是以出液口轴为轴线的螺旋流。由于减小了射流动量，因此可以在不使用裙座或护板的情况下在出液口外面以及出液口的水平面上设置本专利技术所述铸管。下面用本专利技术的首选实现方法对本专利技术进行详细说明。附图说明图I为沿垂直面剖开的、本专利技术所述铸管的一个实施方式的剖视图；图2为沿水平面剖开的、本专利技术所述铸管的一个实施方式的剖视图；图3为沿垂直面剖开的、本专利技术所述铸管的一个实施方式的剖视图；图4为沿水平面剖开的、本专利技术所述铸管的一个实施方式的剖视图；图5为本专利技术所述铸管的一个实施方式的一部分透视图；图6为沿水平穿过出液口分配器平面剖开的、本专利技术所述铸管的一个实施方式的透视图；图7为本专利技术所述铸管的一个实施方式的侧透视图；图8为用于描述本专利技术所述铸管的分配器孔口和出液口的几何元素示意图；图9为本专利技术所述铸管的一个实施方式的分配器孔口的内壁透视图(从下往上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·理绍，
申请(专利权)人：维苏威坩埚公司，
类型：
国别省市：