專(zhuān)利名稱(chēng)：金屬液澆注到結(jié)晶器中的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬液澆注的方法，特別適用于澆注鋼水，金屬液通過(guò)一個(gè)帶有浸入式水口的中間罐澆注到一個(gè)立式振動(dòng)式結(jié)晶器中以備生產(chǎn)連續(xù)鑄坯以及為此所需要澆鑄金屬坯的設(shè)備，特別是澆鑄薄鋼板坯，在此種方法中所使用的中間罐有一個(gè)開(kāi)口的第一腔，金屬液從一個(gè)盛液桶的水口先澆注到第一腔中，中間罐還有一個(gè)和減壓裝置連接在一起的封閉第二腔，在第二腔的底部配備一個(gè)插到立式振動(dòng)結(jié)晶器中的浸入式水口。
由EP 0 410 273介紹的一種中間罐有一個(gè)向大氣壓暢開(kāi)的第一腔，用來(lái)容納金屬液，還有一個(gè)通過(guò)有開(kāi)口的隔墻和第一腔連接在一起的第二腔用來(lái)輸送金屬液，其中，第二腔進(jìn)行了密封并連接在減壓裝置上，通過(guò)減壓可以使第二腔中的金屬液液面調(diào)節(jié)得比第一腔中的液面高一些。在第二腔中安裝了一個(gè)在此未作詳細(xì)說(shuō)明的排出口，它可以通過(guò)一個(gè)閥關(guān)閉。
DE-OS 2017469曾介紹過(guò)一種帶有一個(gè)結(jié)晶器的金屬液連鑄設(shè)備，它具有一個(gè)可氣密封和抽真空的中間罐，它里面可進(jìn)行調(diào)節(jié)達(dá)到低壓狀態(tài)，使水口中的金屬液實(shí)際上在無(wú)壓力的條件下澆注到結(jié)晶器中。即使金屬液在通過(guò)水口出口端的喇叭口時(shí)其流動(dòng)速度逐步減弱，但在此所介紹的浸入式水口設(shè)計(jì)得可以使金屬流始終能夠送入液池中。
本發(fā)明的目的在于提供一種方法和設(shè)備使金屬液在等動(dòng)能，無(wú)紊流地(Strmungsberunig)澆注到結(jié)晶器中。
通過(guò)權(quán)利要求1和權(quán)利要求10所述的方法和設(shè)備的特征達(dá)到了本發(fā)明的目的。
按發(fā)明可以調(diào)節(jié)澆注的金屬液液面高度，離開(kāi)中間罐的金屬液在等動(dòng)能的條件下澆注到鋼坯的液態(tài)部分。一旦液面高度調(diào)節(jié)到高于結(jié)晶器中的金屬液液面50至600毫米的范圍之間時(shí)，在具有兩液體腔的中間罐上第二腔中的金屬液表面上就會(huì)施加一個(gè)低壓，而且這個(gè)低壓在這樣一個(gè)數(shù)量級(jí)上，中間罐中暴露在大氣中的金屬液液面調(diào)節(jié)到稍微高于結(jié)晶器中的液面。
在本發(fā)明的第二種結(jié)構(gòu)形式中液面高度以這樣的方法來(lái)調(diào)節(jié)，通過(guò)關(guān)閉裝置來(lái)調(diào)節(jié)輸送流量并保持浸入式水口中的金屬液流始終具有一個(gè)正壓。
每次調(diào)節(jié)金屬液體的輸送量都應(yīng)使它和凝固成鑄坯所用去的量相對(duì)應(yīng)，通過(guò)這種方法就可避免產(chǎn)生通常擠入鑄坯的液芯中的澆注流，這種方法帶來(lái)特別有利的一面在于形成一個(gè)完全平整的液池液面，平整的液面才能使?jié)櫥瑒⒎啪鶆颍浯?，坯殼也可均勻且又順利地凝固，這不僅改善了坯殼的表面性能，同時(shí)也避免了彎曲斷裂傾向的產(chǎn)生，另外，由于在結(jié)晶器內(nèi)部一點(diǎn)也不會(huì)出現(xiàn)所不希望的橫向流動(dòng)，那么就可以澆注長(zhǎng)和寬之比較大的鑄坯。
浸入式水口和結(jié)晶器的斷面應(yīng)選擇為，不受液面影響，由它們組成的暴露在大氣中的環(huán)形面各處保持一致的寬度。以有利的方式采取措施控制注入潤(rùn)滑劑。其中特別包括一種簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑劑加熱方法和一種適宜的計(jì)量裝置。
按發(fā)明的結(jié)構(gòu)，浸入式水口出口端具有不小于結(jié)晶器內(nèi)腔斷面流通面積的0.3倍的橫截面，為了減少浸入式水口外殼的熱應(yīng)力，建議浸入式水口的四角設(shè)計(jì)為圓角，且圓角半徑要大于水口寬度的四分之一。
為了確保輸送潤(rùn)滑劑在此提議，浸入式噴嘴沿著結(jié)晶器內(nèi)壁，緊靠著它設(shè)置，這樣潤(rùn)滑劑就可以在壓力狀態(tài)下按所需的量送到結(jié)晶器和金屬液之間所要求的分界處的液池中。
除了從液池中放出的熱量之外，潤(rùn)滑劑還可以通過(guò)外來(lái)能源進(jìn)行加熱，因此提議采用激光加熱儀，激光束可以控制地發(fā)射到表面上，并且可以準(zhǔn)確地放出所要求的熱能。
按發(fā)明設(shè)計(jì)的浸入式水口可用于諸如圓鋼坯，方鋼坯和板坯之類(lèi)的任何結(jié)構(gòu)的坯料澆鑄，以特殊的方式也適用于澆鑄尺寸為60MM×1.5MM的薄鋼板。
在附圖中對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例加以說(shuō)明。
附圖
圖1配有兩段腔體式中間罐的澆鑄裝置的剖面2配有開(kāi)口式中間罐的澆鑄裝置的剖面3浸入式水口和結(jié)晶器的剖面圖和俯視1所示，金屬液S從盛液桶11中澆注到中間罐12的第一腔13中，第一腔13通過(guò)隔墻15和第二腔14分開(kāi)。第二腔14可以氣密封地封閉，并且通過(guò)一個(gè)連接管道32和一個(gè)減壓裝置的泵31連接，通過(guò)形成低壓狀態(tài)，第二腔14中的金屬液可以提高到致使第一腔13中的金屬液液面P13調(diào)節(jié)到稍微高于結(jié)晶器41中的金屬液液面P41的高度。
在第二腔14上固定一個(gè)浸入式水口21，它的出液口27要浸入到結(jié)晶器41中的金屬液S中。
通過(guò)連接有噴嘴52的輸送管道53可以從潤(rùn)滑劑輸送裝置51的一個(gè)潤(rùn)滑劑罐55中向結(jié)晶器41中的金屬液S和大氣接觸的環(huán)形面上輸送潤(rùn)滑劑。
另外，可通過(guò)加熱裝置61供熱給結(jié)晶器41中的金屬液S的環(huán)形的表面，例如可通過(guò)一個(gè)激光加熱裝置62。
至少是已經(jīng)部分凝固的鑄坯E經(jīng)連鑄軋輥43從振動(dòng)式結(jié)晶器41中輸送出來(lái)。
圖2示出一個(gè)連鑄裝置，它具有和圖1中的設(shè)備相同的金屬液澆注裝置以及鑄坯輸出裝置，但它的中間罐12只有一個(gè)金屬液腔，并開(kāi)口向上，在中間罐12的底部固定一個(gè)浸入式水口21，浸入式水口21的入液端用一個(gè)截止件16進(jìn)行關(guān)閉，在這里是用一個(gè)塞棒17。通過(guò)垂直調(diào)節(jié)塞棒可以控制中間罐的輸出量。
浸入式水口21上連接一個(gè)抽吸管道18，抽吸管道連接在一個(gè)抽吸裝置19上，使用抽吸裝置19可以控制浸入式水口21的內(nèi)壓，也就是說(shuō)用這種方式可以使?jié)沧⒌慕饘僖毫魇冀K保持正壓。
圖3的上圖示出浸入式水口21的一個(gè)剖面，其出液口27浸入到結(jié)晶器41的金屬液S中，另外，圖3還示出正在凝固的鑄坯E逐漸形成的坯殼，箭頭示出液體金屬流動(dòng)的方向和速的大小。
在結(jié)晶器41上邊沿42的上面通過(guò)噴嘴52送入潤(rùn)滑劑G，噴嘴52安裝在輸送管道53上。通常采用結(jié)晶器潤(rùn)滑劑。
通過(guò)一個(gè)加熱裝置61，在此使用激光加熱儀62向浸入式水口21和結(jié)晶器41之間形成的金屬液S的環(huán)形液面提供熱能，并且環(huán)形液面用結(jié)晶器潤(rùn)滑劑覆蓋。
圖3的下圖示出結(jié)晶器41剖面AA的俯視圖，在所述的情況下涉及一種通過(guò)結(jié)晶器41的寬側(cè)面44，46和長(zhǎng)側(cè)面45，47形成的板坯。這里側(cè)面44至47圍成結(jié)晶器41的斷面AK。
在結(jié)晶器的內(nèi)腔中插入一個(gè)浸入式水口21，水口有寬側(cè)面22，24和長(zhǎng)側(cè)面23，25，它們形成一個(gè)自由內(nèi)表面AT。
浸入式水口21的角部26設(shè)計(jì)成圓角，也就是說(shuō)倒圓半徑為r，r值大于浸入式水口寬度的四分之一。
在浸入式水口21和結(jié)晶器41形成的環(huán)形腔體中插有一些噴嘴52，它們通過(guò)一個(gè)計(jì)量裝置54和一個(gè)在此未作進(jìn)一步介紹的結(jié)晶器潤(rùn)滑劑罐55連接在一起。計(jì)量裝置54可以連接不同根數(shù)的輸送管道53，圖中示出連接一根，二根，三根和更多一些數(shù)目的輸送管道53。
權(quán)利要求
1.金屬液的澆注方法，特別適用于澆注鋼水，金屬液經(jīng)過(guò)一個(gè)固定在中間罐上的浸入式水口澆注到一個(gè)立式振動(dòng)式結(jié)晶器內(nèi)的液體中，其特征在于，用這種方法可以調(diào)節(jié)被輸入的金屬液液面高度，使其高度超出結(jié)晶器中的金屬液液面50至600毫米之間，并且離開(kāi)中間罐的金屬液等動(dòng)能地輸入到從結(jié)晶器出來(lái)的坯料的液態(tài)部分中。
2.按權(quán)利要求1所述的澆注金屬液的方法，其特征在于，為了調(diào)節(jié)液面高度，在具有兩個(gè)腔室的中間罐里和結(jié)晶器中的金屬液相連的那部分液體的液面上施加這樣的低壓，使中間罐里和大氣接觸的金屬液液面高度超過(guò)結(jié)晶器內(nèi)的金屬液液面。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了調(diào)節(jié)金屬液液面高度，從澆注開(kāi)始起，注入的金屬液流始終要保持正壓，并且調(diào)節(jié)輸送量。
4.按權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，將斷面為(AT)的金屬液輸送給結(jié)晶器內(nèi)腔，該斷面只稍微小于結(jié)晶器內(nèi)腔里的金屬液斷面(AK)。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，不受液面的影響，結(jié)晶器內(nèi)和外界大氣接觸的環(huán)形金屬液液面以恒定的寬度包圍著浸入式水口。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將潤(rùn)滑劑均勻地輸送給包圍著水口的環(huán)形金屬液面。
7.按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，以液態(tài)的形式輸送潤(rùn)滑劑。
8.按權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，通過(guò)外界能源加熱潤(rùn)滑劑。
9.按前述的權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，潤(rùn)滑劑處于壓力下并且劑量可以調(diào)節(jié)地注入。
10.金屬坯料的澆鑄設(shè)備，特別適用于澆鑄薄鋼板坯，這種設(shè)備有一個(gè)中間罐，它配有一個(gè)插到立式振動(dòng)結(jié)晶器中的浸入式水口，用以實(shí)施權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，浸入式水口(21)的出液口(27)有一個(gè)斷面(AT)，它不小于結(jié)晶器(41)的內(nèi)腔斷面(AK)的0.3倍。
11.按權(quán)利要求10所述的金屬坯料澆鑄設(shè)備，其特征在于，中間罐(12)有一個(gè)開(kāi)口的第一腔(13)，金屬熔液(S)從盛液桶(11)中輸入到它里面，中間罐還有一個(gè)封閉的和一個(gè)減壓裝置(31)相連的第二腔(14)，它的底部固定著浸入式水口(21)。
12.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，浸入式水口(21)上配有一個(gè)抽吸管道(18)，它連接在一個(gè)抽吸裝置(19)上，用一個(gè)截止件(16)可關(guān)閉浸入式水口(21)的入液口且可以進(jìn)行無(wú)級(jí)開(kāi)啟。
13.按權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，截止件(16)是一個(gè)塞棒。
14.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，浸入式水口(21)的斷面(AT)不小于結(jié)晶器(41)的內(nèi)腔斷面(AK)的0.9倍。
15.按權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，浸入式水口(21)的角(26)設(shè)計(jì)成圓角，其半徑為(r)大于浸入式水口寬度(B)的四分之一。
16.按權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，在結(jié)晶器(41)的上邊沿(42)的上面設(shè)置一個(gè)潤(rùn)滑劑輸送裝置(51)的噴嘴(52)。
17.按權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，送料裝置(51)配有用于潤(rùn)滑劑(G)計(jì)量裝置(54)的元件。
18.按權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，結(jié)晶器上邊沿(42)的上面裝有一臺(tái)加熱裝置，用來(lái)加熱潤(rùn)滑劑(G)。
19.按權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，加熱裝置(61)是一臺(tái)激光加熱儀(62)，其激光束可沿著浸入式水口(21)和結(jié)晶器(41)之間的環(huán)形面移動(dòng)。
20.按權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，噴嘴(52)平行于結(jié)晶器的內(nèi)壁(41)滑動(dòng)接觸進(jìn)入，工作期間浸入到金屬液S中。
21.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，浸入式水口(21)上安裝一個(gè)抽吸管道(18)，該管道連接在一個(gè)抽吸裝置(19)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬液的澆注方法,特別是澆注鋼水,金屬液經(jīng)過(guò)一個(gè)固定在中間罐的浸入式水口澆注到一個(gè)立式振動(dòng)結(jié)晶器里的金屬液中。本發(fā)明的特征在于,以這樣的方式調(diào)節(jié)輸入的金屬液液面高度,使它高出結(jié)晶器中的液面50～600毫米之間,從中間罐輸出的金屬液等動(dòng)能地輸送給從結(jié)晶器拉出的坯料的液態(tài)部分。本發(fā)明還涉及一種金屬坯料的澆注設(shè)備,特別適用于澆注薄鋼板坯,它具有一個(gè)中間罐,中間罐上安裝一個(gè)插到立式振動(dòng)結(jié)晶器里的浸入式水口,用以實(shí)施所發(fā)明方法,其特征在于,浸入式水口(21)的出液口(27)的斷面(A
文檔編號(hào)B22D11/113GK1179121SQ96192704
公開(kāi)日1998年4月15日 申請(qǐng)日期1996年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月21日
發(fā)明者烏爾里希·烏爾勞, 沃爾夫?qū)べ?lài)歇爾特, 埃瓦爾德·費(fèi)爾斯塔克, 沃爾夫?qū)さ铝?申請(qǐng)人:曼內(nèi)斯曼股份公司