浸入式水口制造技術(shù)

一種熔融金屬鑄造用鑄管，用以減少紊流和模具干擾，從而產(chǎn)生一個(gè)更穩(wěn)定的、均一的流出。鑄管包括與擴(kuò)大的出口部分接觸的輸送孔。出液口與該出口部分相連有一個(gè)偏移量的設(shè)計(jì)，且至少出液口的一個(gè)外壁與半徑比輸送孔半徑大的圓相切。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)總體上涉及耐火裝置，具體涉及在連鑄作業(yè)中輸送熔融金屬的耐火鑄管。
技術(shù)介紹
在金屬連鑄，特別是鋼鐵連鑄中，一般用耐火鑄管將熔融金屬流從一個(gè)冶金容器送往另一個(gè)冶金容器或模具。鑄管俗稱(chēng)水口或保護(hù)口，一般設(shè)有熔融金屬輸送孔。鑄管包括浸入式水口(SEN)或浸入式保護(hù)口(SES)——一種將熔融金屬送到接收容器或模具液面下方的水口。液態(tài)金屬通過(guò)一個(gè)或多個(gè)出液口從輸送孔的下游端送出。鑄管的一個(gè)重要作用是平穩(wěn)、不間斷地排出熔融金屬。良好的輸送穩(wěn)定性不僅能改善加工性能，還能改善成品質(zhì) 量。鑄管的另一個(gè)重要作用是使接收容器或模具中的液態(tài)金屬形成良好的動(dòng)態(tài)條件，以進(jìn)一步改善加工性能。形成動(dòng)態(tài)條件的前提是以適當(dāng)?shù)姆绞皆阼T管上設(shè)置多個(gè)出液口，使鑄管排出的熔融金屬流在一個(gè)或多個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)。出于各種原因，宜在熔融金屬所進(jìn)入的模具中引起旋流。旋流能增加熔融金屬在模具液池芯中的停留時(shí)間，從而通過(guò)氣泡上浮去除更多的夾雜物。旋流還能提高均溫性，抑制鋼水凝固前沿的枝晶生長(zhǎng)。此外，旋流還有利于降低連續(xù)流經(jīng)鑄管的相鄰鋼級(jí)發(fā)生串級(jí)的可能性。因此，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了眾多旋流形成技術(shù)，包括水口下的電磁攪拌裝置，能在使用過(guò)程中旋轉(zhuǎn)的水口，以及在鑄管孔相切方向設(shè)置弧形出液口的水口等。但是，現(xiàn)有技術(shù)有很多缺點(diǎn)。具體而言，電磁攪拌裝置在惡劣環(huán)境下的使用壽命很短，水口的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致氧氣進(jìn)入并接觸熔融金屬流，弧形出液口無(wú)法在所有模具中引起旋流。DE1802884公開(kāi)了一種鋼筋鑄造旋轉(zhuǎn)送料管。但這種送料管缺少橫軸相對(duì)半徑大于輸送孔半徑的出液口分配器。FR2156373公開(kāi)了一種熔融金屬的旋轉(zhuǎn)鑄造工藝和設(shè)備。但這種鑄造設(shè)備缺少橫軸相對(duì)半徑大于輸送孔半徑的出液口分配器。FR2521886公開(kāi)了一種熔融金屬連鑄工藝以及一種旋轉(zhuǎn)放入錠模的裝置。但這種裝置缺少橫軸相對(duì)半徑大于輸送孔半徑的出液口分配器。GB2198376公開(kāi)了一種連鑄浸沒(méi)管。但這種浸沒(méi)管缺少橫軸相對(duì)半徑大于輸送孔半徑的出液口分配器。JP6227026公開(kāi)一種連鑄裝置的浸入式水口。但這種水口缺少橫軸相對(duì)半徑大于輸送孔半徑的出液口分配器。RU2236326公開(kāi)了一種從中間包到模具的鋼鐵連鑄方法以及一種實(shí)現(xiàn)上述方法的浸入式水口。但這種水口缺少橫軸相對(duì)半徑大于輸送孔半徑的出液口分配器。SU1565573公開(kāi)了一種在連鑄作業(yè)中攪拌熔融金屬的裝置。但這種裝置缺少橫軸相對(duì)半徑大于輸送孔半徑的出液口分配器。因此，需要一種不使用附加機(jī)電裝置就能在各種模具中形成旋流的耐火鑄管。這種鑄管最好還能增加流入鑄模的熔融金屬，改善鑄造金屬的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種熔融金屬鑄造用鑄管。鑄管至少包括兩個(gè)出液口，與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，能在熔融金屬經(jīng)鑄管后進(jìn)入的模具內(nèi)形成更有效的旋流。旋流能增加熔融金屬在模具液池中的停留時(shí)間，從而通過(guò)氣泡上浮去除更多的夾雜物，旋轉(zhuǎn)還能抑制鋼水凝固前沿的枝晶生長(zhǎng)，極大地降低連續(xù)流經(jīng)鑄管的相鄰鋼級(jí)發(fā)生串級(jí)的可能性。特定的旋流配置還能減少產(chǎn)生高紊流的對(duì)抗表面流。用本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)的旋流代替模具內(nèi)容物的電磁攪拌能確保均溫性，優(yōu)化模具粉末熔化，從而改善成品質(zhì)量。從大的方面來(lái)講，本專(zhuān)利技術(shù)所述的鑄管包含直接接觸出液口流體的擴(kuò)大的出液口分配器。出液口以特定的角度、配置和特定的相對(duì)尺寸設(shè)置在出液口分配器周?chē)援a(chǎn)生旋 流。在一個(gè)方面，本專(zhuān)利技術(shù)包括出液口(出液口包括接觸出液口分配器的內(nèi)壁和接觸鑄管的外表面)、接觸出液口分配器的外壁及接觸鑄管的外表面。外壁和內(nèi)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，外壁比內(nèi)壁長(zhǎng)。出液口外壁或出液口外壁的水平伸出部分與輸送孔不相交，或者與輸送孔的垂直伸出部分不相交。在某些實(shí)施方式中，出液口的外壁與輸送孔的同心圓相切(該同心圓的半徑大于輸送孔半徑)或者與出液口分配器相切。在某些實(shí)施方式中，出液口的外部暢通無(wú)阻；本專(zhuān)利技術(shù)所述裝置沒(méi)有安置在出液口外面的部分，而且本專(zhuān)利技術(shù)所述裝置沒(méi)有與出液口的橫截面外伸部分相交的部分。本專(zhuān)利技術(shù)的某些實(shí)施方式不含連接出液口分配器和鑄管底面的底孔。本專(zhuān)利技術(shù)的某些實(shí)施方式包含多個(gè)出液口，流體沿直線路徑從出液口分配器開(kāi)始經(jīng)出液口流到鑄管外壁。本專(zhuān)利技術(shù)的某些實(shí)施方式不含轉(zhuǎn)動(dòng)部件。在本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式中，出液口以旋轉(zhuǎn)角度theta等距設(shè)置在出液口分配器周邊，出液口的寬度不小于2rpd 8；[11(1:116七3/2)2,式中1'1)(1是出液口分配器半徑，theta是出液口所占的繞出液口分配器周邊旋轉(zhuǎn)的角度，用弧度表示。在本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施方式中，出液口配置使4JI rb> nrpd (theta) >1.33irb，式中，rb是輸送孔半徑，η是出液口數(shù)量，rpd是出液口分配器半徑，theta是出液口所占的繞出液口分配器周邊旋轉(zhuǎn)的角度，用弧度表示。在本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施方式中，出液口在水平面中的非零展開(kāi)角小于或等于theta/2。在本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施方式中，出液口配置使3ji rb2 > hna > O. 5 Jirb2,式中，rb是輸送孔半徑，h是出液口高度，η是出液口數(shù)量，a是出液口入口寬度。本專(zhuān)利技術(shù)一個(gè)實(shí)施方式的出液口高度(絕對(duì)值)大于等于8mm，以簡(jiǎn)化本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的生產(chǎn)，增加液態(tài)金屬的可鑄性。在本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施方式中，出液口配置為出液口所占的繞出液口分配器周邊旋轉(zhuǎn)的角度theta的最大值為arccos (rpd/rex),,從而使a < rpd ((rcx-rpd) /res) a<rpd((rex-rpd)/rj，式中，a是入口寬度，rpd是出液口分配器半徑，rex是出液口分配器水平面中的鑄管半徑。本專(zhuān)利技術(shù)一個(gè)實(shí)施方式的出液口寬度(絕對(duì)值)大于或等于8_，以簡(jiǎn)化本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的生產(chǎn)，增加液態(tài)金屬的可鑄性。本專(zhuān)利技術(shù)的各個(gè)設(shè)計(jì)元素，包括出液口數(shù)量、出液口分配器的尺寸和配置、出液口壁高、出液口壁展開(kāi)角以及從出液口分配器縱軸經(jīng)出液口到鑄管外的非直線設(shè)計(jì)都會(huì)使經(jīng)出液口往外流的流體繞出液口軸打旋。噴流強(qiáng)度接觸模壁減小了流經(jīng)本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管出液口的流體射流動(dòng)量。在現(xiàn)有鑄管中，流體從進(jìn)液口流向出液口時(shí)速度逐漸增加；而本專(zhuān)利技術(shù)在最大程度或一定程度上消除了這種增速現(xiàn)象。本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管使出液口內(nèi)和出液口外的流體均呈弧形流動(dòng)。本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管設(shè)有四個(gè)出液口和六個(gè)出液口時(shí)，能使流體均勻分布并勻速旋轉(zhuǎn)。漩渦可能是以出液口軸為軸線的螺旋流。由于減小了射流動(dòng)量，因此可以在不使用裙座或護(hù)板的情況下在出液口外面以及出液口的水平面上設(shè)置本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管。下面用本專(zhuān)利技術(shù)的首選實(shí)現(xiàn)方法對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。附圖說(shuō)明圖I為沿垂直面剖開(kāi)的、本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖；圖2為沿水平面剖開(kāi)的、本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖；圖3為沿垂直面剖開(kāi)的、本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖；圖4為沿水平面剖開(kāi)的、本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖；圖5為本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的一個(gè)實(shí)施方式的一部分透視圖；圖6為沿水平穿過(guò)出液口分配器平面剖開(kāi)的、本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的一個(gè)實(shí)施方式的透視圖；圖7為本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的一個(gè)實(shí)施方式的側(cè)透視圖；圖8為用于描述本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的分配器孔口和出液口的幾何元素示意圖；圖9為本專(zhuān)利技術(shù)所述鑄管的一個(gè)實(shí)施方式的分配器孔口的內(nèi)壁透視圖(從下往上本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：約翰·理紹，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：維蘇威坩堝公司，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：