CN101827672B - 潜入式喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁工业，更具体地，涉及使用潜入式喷嘴来进行连续板坯铸造。本发明的潜入式喷嘴包括底部、侧通道以及裙座，该裙座在出口侧通道上方固定到喷嘴的下部部分，且由两个平行的平坦表面形成，该平行的平坦表面在其端部通过圆柱表面逐渐地结合。喷嘴布置在裙座的中央，且具有两个相似的对置定位的侧通道，该侧通道具有共同的纵轴，该纵轴与裙座的平行的平坦表面一起形成从20到45°的锐角。
Description
本发明涉及黑色金属冶金学，具体地，涉及黑色金属冶金学中通过连续铸造来生产板坯(slab)。
在连续铸钢过程中，一项重要的技术任务是，在钢结晶化的第一阶段破化模具中枝晶形成的一致性。
从连续铸造方法(例如，参考公布于2001年4月27日的Mb 12的专利RF No 2165825、B 22 D 41/50)的描述中，一种用于将钢从中间钢水包(intermediate ladle)转移到模具中的潜入式喷嘴(submerged nozzle)的使用是已知的。
已知的潜入式喷嘴的主要缺点在于这样的事实：在这种情况下实施的技术或多或少涉及将钢铸造成低比率B∶h的坯料(blank)，其中h-坯料区段的高度；B-坯料区段的宽度。因此，如果B＞＞h，则已知的潜入式喷嘴的使用在以连续铸钢来生产板坯时是不高效的。
用于连续铸钢的潜入式喷嘴(例如，参考公布于2000年5月10日的j\b 13的专利RF Mb 2148469、B 22D 11/10)的描述是已知的，其中，当金属离开底部闭合的潜入式喷嘴并进入模具时，其流动方向改变了，且金属通过侧出口通道(side outlet channel)被引导到矩形模具(squaremold)的角部。以下缺点对于已知的潜入式喷嘴是固有的：离开喷嘴的侧通道的金属喷流直接撞击模具壁，这是不期望的，因为破坏结晶化金属的形成的烧结皮(forming sinterskin)的可能性增加了，意外金属进入的风险也会发生；金属在模具中不卷曲，其排除了对结晶化过程中形成的枝晶的积极影响，从而降低了坯料的质量；这样，潜入式喷嘴仅被用于铸造矩形坯料。
潜入式喷嘴是已知的(例如，参考公布于2001年5月20日的Ns 14的专利RF Ns 2167031、B 22D 41/50)，其在下部部分中包括底部和出口侧通道，该出口侧通道以扇形定位在圆周方向上，且它们的纵轴相对于喷嘴的纵轴移置和弯曲。
对于已知的潜入式喷嘴来说，其固有的缺点是，不能完全实现连续铸造板坯中出现的任务。这些缺点如下：喷嘴设计不排除离开喷嘴的钢喷流与模具壁的直接的力的接触，这在考虑金属结晶化的条件时是极其不期望的；喷嘴中出口侧通道的设计排除了位于这些通道的平面下方的钢容积的通过旋转的强化覆盖。因此，模具中的热金属的大部分的通过旋转的覆盖是困难的。
一种用于从中间钢水包连续铸钢到模具的潜入式喷嘴是已知的(例如，参考优先权日为2002年11月4日的专利RF JVe 2236326)，其在下部部分中包括底部、侧通道以及裙座(skirt)，该裙座在出口侧通道上方固定到喷嘴的下部部分。
基于一组基本特征，指定的潜入式喷嘴与所提出的潜入式喷嘴最相似，因此其被认为是现有技术。
已知的潜入式喷嘴具有的主要缺点是这样的事实：如果B＞＞h，则其不能以连续板坯铸造的方式被有效地使用，因为在这种情况下，容纳在模具中的大量钢(bulk steel)的通过旋转的覆盖被消除了。在考虑中的专利中审查的使用带有裙座的两个潜入式喷嘴来卷曲供给到模具中的钢、如啮合的齿轮来卷曲钢的提议，在B/h(最大为2.5...3)的较小偏离下是有效的，其并非是在B/h具有4.4...7.4的值以及更大值时，连续地铸造的板坯的主要尺寸的特征。
所提出的潜入式喷嘴没有已知的喷嘴的特定的缺点。所提出的喷嘴的使用提供了大量钢卷曲，并以卷曲的状态供应到模具容积中，这提供了生产在主要尺寸的比率B/h＞＞3的整个范围内的连续铸造的板坯。
实现了该技术成果是由于这样的事实：根据提议，包括底部、侧通道以及裙座的潜入式喷嘴中的裙座由两个平行的平坦表面形成，其中该裙座在出口侧通道上方固定到喷嘴的下部部分，该平行的平坦表面通过圆柱表面与边缘平滑地匹配，此外，喷嘴位于裙座的中央，且具有两个对置的相同的侧通道，该侧通道具有共同的纵轴，该纵轴与裙座的平行的平坦表面形成锐角。而且，该锐角等于20...45°。
所提出的潜入式喷嘴通过图14中的附图来图解。
在图1中，示出了潜入式喷嘴的纵向截面；
在图2中，示出了图1的A-A截面；
在图3中-潜入式喷嘴的B-B横截面，其示出了图1的裙座以及其在操作过程中相对于模具的位置；
在图4中-在具有潜入式喷嘴中的一些时，潜入式喷嘴的布置以及它们在操作过程中相对于模具的位置。
潜入式喷嘴1(图1和2)；喷嘴底部2；开口3，其用于使热金属从中间钢水包流动到模具中；裙座4，其固定到喷嘴的下部部分；两个相同的侧通道5和6(图3)，其互为相反的且具有共同的纵轴7。裙座沿其横截面拉出(图3)，直到两个平行的平坦表面8和9，这两个平行的平坦表面8和9通过圆柱面10和11与边缘平滑地匹配，且形成的半径R等于平行的平坦表面8和9(图3)之间的距离H的一半。纵轴7与表面8和9形成锐角a(图3)。角a的值被认为是等于20...45°。潜入式喷嘴安设在板坯模具12(图3和图4)中。
如果a＜20°，则从侧通道的金属出口到平行表面的距离L的增加(图4)引起离开侧通道的热金属的流动动量的损失的显著上升，导致与裙座的平坦表面相遇的流的扭矩的减小，也就是，流出裙座进入公共模具容积的金属的旋转减小了。
如果a＞45°，则离开侧通道的热金属流沿着裙座的平坦表面8和9的分量显著减小，因此金属在裙座中的旋转扭矩减小，并且之后是金属在公共模具容积中的旋转扭矩减小。
因此，在这两种情况(a＜20°以及a＞45°)下，用于卷曲以卷曲状态供给到模具容积中的金属的裙座的效率降低。
当在宽范围板坯铸造(具有高比率B/h)的过程中应用所提出的潜入式喷嘴时，使用几个潜入式喷嘴，此外，不同喷嘴的侧通道的纵轴7定位成朝向彼此：7′和7″(图4)。因此，在连续铸钢过程中，实现了从专利RF 2236226已知的如啮合的齿轮的钢流卷曲的技术。
最后，所提出的潜入式喷嘴的应用允许在连续板坯铸造下，最大限度地使用有限的模具容积(位于裙座下面)中的金属流卷曲的效率以及金属的以卷曲状态供应到模具容积中的效率。反过来，以上提到的信息有助于为钢在模具容积中的完全混合且具有对金属弯月面的最小的冲击产生环境，这几乎完全消除了在结晶化金属的纵向(高度方向)上的强化的钢流，排除了撞击金属的结晶化烧结皮的金属喷流。来自使用所提出的潜入式喷嘴的一组特定的效应形成了用于生产优质的连续铸造的板坯的必要的且足够的条件。
Claims (2)
1.一种潜入式喷嘴，其在下部部分中包括底部、侧通道以及裙座，所述裙座在出口侧通道上方固定到所述喷嘴的下部部分，所述潜入式喷嘴的特征在于，所述裙座由两个平行的平坦表面形成，所述两个平行的平坦表面通过圆柱表面与边缘平滑地匹配，此外，所述喷嘴位于所述裙座的中央，且具有两个对置的相同的侧通道，所述侧通道具有共同的纵轴，所述纵轴与所述裙座的所述平行的平坦表面形成锐角。
2.根据权利要求1所述的潜入式喷嘴，其特征在于，所述锐角在20°到45°的范围内。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1144408 Country of ref document: HK |
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Ref country code: HK Ref legal event code: GR Ref document number: 1144408 Country of ref document: HK |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |