CN112789673B - 铸造模拟装置及铸造模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的铸造模拟装置,能够确认可识别的第一液态物和第二液态物的混合状态,所述铸造模拟装置包括:第一喷嘴,向容器内部喷出第一液态物;第二喷嘴,向容器内部喷出第二液态物;和阻流部,沿第一喷嘴和第二喷嘴的排列方向延伸形成,且以位于第一喷出口和第二喷出口之间的方式设置于容器内部,阻流部设置有从第一喷出口喷出的第一液态物能够向下侧通过的开口。根据本发明实施方式的铸造模拟装置及铸造模拟方法,在采用不同组成的第一钢水和第二钢水铸造多层铸片时,能够掌握第一液态物和第二液态物的混合状态,预测第一钢水和第二钢水的混合状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸造模拟装置及铸造模拟方法,更为详细地涉及一种能够确认不同液态物的混合程度的铸造模拟装置及铸造模拟方法。
背景技术
用于制造表层部和中心部的组成彼此不同的多层铸片的铸造装置包括:接收钢水并将钢水初步凝固成规定形状的铸模、分别将不同组成的钢水供给到铸模的第一及第二喷嘴及在铸模内产生直流磁场的磁场产生部。
第一及第二喷嘴为向铸模供给不同成分钢水的构件,其沿水平方向排列而彼此隔开配置。例如,沿铸模的一对短边部的排列方向排列而彼此隔开配置。
此外,第一喷嘴和第二喷嘴设置为其延伸长度彼此不同,喷出第一钢水的第一喷嘴的长度短于喷出第二钢水的第二喷嘴的长度。因此,在铸模内部从第二钢水的上侧位置喷出第一钢水。
下面,简单说明采用上述铸造装置的多层铸片的制造方法。
首先,当通过第一喷嘴向铸模供给第一钢水后,第一钢水凝固,沿铸模的内壁面形成第一凝壳。而且,通过第二喷嘴向由第一凝壳包围的空间供给第二钢水。这样,由第二喷嘴供给的第二钢水凝固,开始沿第一凝壳的内壁面形成第二凝壳。通过这种第一钢水及第二钢水的供给和凝固,铸造出表层部和中心部的组成彼此不同的多层结构的铸片。
另外,在铸模内部的由第二凝壳划分的空间中存在第一钢水和第二钢水之间的边界区域,以边界区域为准,分割成第一钢水池和第二钢水池。
另一方面,通过第二喷嘴喷出的第二钢水的至少一部分与通过第一钢水的凝固而形成的第一凝壳冲撞,由此形成下行流和上升流中的至少一个。其中,若形成上升流,则第二钢水池的钢水移动到第一钢水池,或者第一钢水池的钢水移动到第二钢水池,从而产生第一钢水和第二钢水之间的混合。这种钢水的混合为降低多层铸片质量的重要因素。
如上所述,第一钢水和第二钢水之间的混合与否及混合量等,会根据铸造速度、通过第一及第二喷嘴注入的第一钢水及第二钢水各自的注入量、在第一及第二喷嘴各自中的喷出口的高度、钢水从第一及第二喷嘴的喷出方向等各种工艺参数而不同。
因此,在铸造多层铸片前,需要导出能够将第一钢水和第二钢水混合最小化的铸造条件。
现有技术文献
专利文献1:日本公开专利第1995-314092号
发明内容
技术问题
本发明提供一种能够确认不同液态物的混合程度的铸造模拟装置。
解决问题的手段
本发明的铸造模拟装置,能够确认可识别的第一液态物和第二液态物的混合状态,所述铸造模拟装置包括:能够收容所述第一液态物及所述第二液态物的容器;第一喷嘴,具有向所述容器的内部喷出第一液态物的第一喷出口;第二喷嘴,具有被设置为位于所述第一喷出口的下侧且向所述容器的内部喷出第二液态物的第二喷出口;和阻流部,沿所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的排列方向延伸形成,且以位于所述第一喷出口和所述第二喷出口之间的方式设置于所述容器的内部,所述阻流部设置有从所述第一喷出口喷出的第一液态物能够向下侧通过的开口。
包括一对隔膜部,所述一对隔膜部分别以与所述阻流部交叉的方式延伸形成,且沿所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的排列方向彼此隔开设置,所述阻流部以连接所述一对隔膜部之间的方式设置。
设置有多个所述阻流部,多个所述阻流部在所述一对隔膜部之间以多级方式隔开配置,在多个所述阻流部中,最上层的阻流部位于所述第一喷出口和所述第二喷出口之间,最下层的阻流部位于所述第二喷嘴的下侧。
所述第一喷嘴的长度短于所述第二喷嘴的长度,并且设置为所述第一喷嘴的上端与所述第二喷嘴的上端高度相同。
所述容器包括:主体,具有能够收容所述第一液态物及所述第二液态物的内部空间且上侧及下侧被开口;及排出部,设置为封闭所述主体的下侧开口,将所述主体内的第一液态物及第二液态物向外部排出,且能调节所述第一液态物及所述第二液态物的排出流量。
所述容器包括:置物架,以封闭所述主体的上侧开口的至少一部分的方式设置,且设置有置物开口,所述置物开口沿所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的排列方向延伸形成,所述第一喷嘴和所述第二喷嘴能够沿上下方向贯通所述置物开口。
所述一对隔膜部各自的在所述隔膜部的延伸方向的两端分别与所述主体的内壁面相接,所述一对隔膜部分别设置为在所述隔膜部的延伸方向上与相对的所述主体的内壁面隔开。
在与所述一对隔膜部各自的两端相对的所述主体的内壁面上设置有结合槽,所述一对隔膜部各自的两端插入并结合到所述结合槽。
设置有多个所述结合槽,多个所述结合槽沿所述一对隔膜部的排列方向排列配置。
在所述一对隔膜部各自的两端设置有向内侧凹陷的结合槽,在与所述一对隔膜部各自的两端相对的所述主体的内壁面上设置有突出件,所述突出件能够插入在所述一对隔膜部各自的两端上设置的结合槽。
设置有多个所述突出件,多个所述突出件沿所述一对隔膜部的排列方向排列配置。
包括第一支撑件,所述第一支撑件设置为将所述一对隔膜部各自和与所述一对隔膜部隔开相对的所述容器的内壁面相连。
所述第一支撑件位于所述隔膜部的延伸方向的中心,或者位于所述隔膜部的延伸方向的两个边缘。
包括第二支撑件,所述第二支撑件从所述一对隔膜部各自向内侧延伸形成且在上部安装有所述阻流部。
所述第二支撑件位于所述隔膜部的延伸方向的中心,或者位于所述隔膜部的延伸方向的两个边缘。
包括液态物供给部,所述液态物供给部向所述第一喷嘴及所述第二喷嘴分别供给第一液态物及第二液态物,且能调节所述第一液态物及所述第二液态物的供给流量。
本发明的铸造模拟方法,在通过使不同组成的第一钢水和第二钢水凝固来铸造多层结构铸片的铸造作业中,能够预测第一钢水和第二钢水的混合状态,所述铸造模拟方法包括:第一液态物供给过程,从位于容器的内部的阻流部的上侧位置喷出供给第一液态物;第二液态物供给过程,从所述阻流部的下侧喷出供给能够与所述第一液态物识别的第二液态物;预测过程,掌握所述第一液态物和所述第二液态物之间边界区域的厚度及高度中的至少一个,预测所述第一钢水和所述第二钢水的混合状态。
向所述阻流部的上侧喷出的第一液态物中的一部分通过设置于所述阻流部的开口移动到所述阻流部的下侧,剩余部分沿所述阻流部的延伸方向流动并向所述阻流部的外侧移动。
在所述第一液态物向所述阻流部的外侧移动时,向一对隔膜部的外侧移动,所述一对隔膜部分别以与所述阻流部交叉的方式沿上下方向延伸形成,且以位于所述阻流部的两侧的方式彼此隔开配置。
包括向所述容器的下侧排出所述第一液态物及所述第二液态物的过程。
在供给所述第一液态物时,通过设置有第一喷出口的第一喷嘴喷出所述第一液态物;在供给所述第二液态物时,通过设置有第二喷出口的第二喷嘴喷出所述第二液态物:
在掌握所述第一液态物和所述第二液态物之间边界区域的厚度及高度中的至少一个时,通过掌握由所述第一喷嘴及所述第二喷嘴喷出的第一液态物及第二液态物的喷出流量、第一喷嘴及第二喷嘴的长度、第一喷出口及第二喷出口的高度、第一喷出口及第二喷出口的形状、向所述容器的下侧排出的第一液态物及第二液态物的排出流量、所述阻流部的高度、在上下方向上的所述阻流部的设置数量中的至少一个来掌握所述第一液态物和所述第二液态物之间边界区域的厚度及高度中的至少一个。
所述第一液态物和所述第二液态物的彩度、明暗及温度中的至少一个彼此不同。
发明的效果
根据本发明的实施方式的铸造模拟装置及铸造模拟方法,在采用不同组成的第一钢水和第二钢水铸造多层铸片时,能够掌握第一液态物和第二液态物的混合状态,预测第一钢水和第二钢水的混合状态。
另外,能够导出将第一液态物和第二液态物之间边界区域的厚度最小化,使得边界区域的高度适当的铸造模拟装置的最佳条件,并将其应用到铸造多层铸片的铸造装置及铸造作业,从而将第一钢水和第二钢水之间的混合最小化,铸造出质量得到提高的多层铸片。
附图说明
图1为示出用于铸造多层结构铸片的常规铸造装置的主要部分的图。
图2为从上侧观察用于铸造多层结构铸片的常规铸模的俯视图。
图3为常规的多层结构铸片的俯视图。
图4为示出本发明的第一实施例的铸造模拟装置的立体图。
图5为示出本发明的第一实施例的铸造模拟装置的主视图。
图6为从容器的上侧观察本发明的第一实施例的铸造模拟装置的俯视图。
图7为从上侧观察第一实施例的第一变形例的铸造模拟装置的俯视图。
图8为从上侧观察第一实施例的第二变形例的铸造模拟装置的俯视图。
图9为从上侧观察第一实施例的第三变形例的铸造模拟装置的俯视图。
图10为从上侧观察第一实施例的第四变形例的铸造模拟装置的俯视图。
图11为从上侧观察第一实施例的第五变形例的铸造模拟装置的俯视图。
图12为从上侧观察第一实施例的第六变形例的铸造模拟装置的俯视图。
图13为从上侧观察第一实施例的第七变形例的铸造模拟装置的俯视图。
图14为示出本发明的第二实施例的铸造模拟装置的主视图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施例的铸片制造方法及制造装置进行详细说明。但本发明并不限于以下公开的实施例,而是以多种不同形式实现,本实施例只是为了使得本发明的公开完整,并向本领域技术人员完整地告知发明范围而提供。
图1为示出用于铸造多层结构铸片的常规铸造装置的主要部分的图。图2为从上侧观察用于铸造多层结构铸片的常规铸模的俯视图。图3为常规多层结构铸片的俯视图。
参照图1及图2,铸造装置包括接收钢水并将钢水初步凝固成规定形状的铸模10、分别向铸模供给不同组成钢水的第一及第二喷嘴20a、20b、以及在铸模10内产生直流磁场的磁场产生部30。
另外,虽然未图示,包括中间包及冷却台,所述中间包位于铸模10的上侧,用于暂时储存分别向第一及第二喷嘴20a、20b供给的钢水,所述冷却台设置于铸模10的下部,连续排列有多个段(segment),用于冷却从铸模10拉拔的未凝固铸片的同时执行一系列成型作业。
铸模10从中间包接收钢水,将钢水初步凝固成规定的形状。铸模10的横截面的形状例如可为矩形。即,铸模10包括一对长边部11和一对短边部12,所述一对长边部11分别沿一方向延伸形成,且沿与其延伸方向交叉或正交的方向隔开设置,所述一对短边部12分别沿与长边部11交叉或正交的方向延伸形成,且沿与其延伸方向交叉或正交的方向隔开设置。而且,在铸模10的短边部12及长边部11各自的内部设置有用于冷却钢水的冷却水流过的流道。
下面,将铸模10的长边部11的延伸方向定义为X轴方向,将短边部12的延伸方向定义为Y轴方向。这样,一对长边部11的排列方向为Y轴方向,一对短边部12的排列方向为X轴方向。
第一及第二喷嘴20a、20b为向铸模10供给不同成分钢水的构件,沿水平方向排列并彼此隔开配置。例如,沿铸模的一对短边部12的排列方向或长边部11的延伸方向或Y轴方向排列并彼此隔开配置。
而且,第一喷嘴20a和第二喷嘴20b的喷出钢水的喷出口的高度彼此不同。即,第一喷嘴20a的喷出口(下称第一喷出口21a)的高度高于第二喷嘴20b的喷出口(下称第二喷出口21b)的高度。换言之,第二喷嘴20b的第二喷出口21b的高度低于第一喷嘴20a的第一喷出口21a的高度。
为此,第一喷嘴20a和第二喷嘴20b可形成为彼此不同的长度,第一喷嘴20a的延伸长度可以短于第二喷嘴20b的延伸长度,第一喷嘴20a及第二喷嘴20b各自的下部可设置有喷出口。而且,第一喷嘴20a及第二喷嘴20b各自的上端连接到位于铸模10的上侧的中间包,并且以两者的上端的高度相同的方式连接。这样,第一喷出口21a的高度高于第二喷出口21b的高度。
下面,将供给到第一喷嘴20a的钢水命名为第一钢水M1,将供给到第二喷嘴20b的钢水命名为第二钢水M2。
如上所述,中间包为向铸模供给第一及第二钢水M1、M2的构件。此时,由于需要向第一及第二喷嘴20a、20b供给不同钢种的钢水,因此可沿第一喷嘴20a和第二喷嘴20b的排列方向设置有分割中间包内部空间的分隔壁。此外,在中间包的内部,第一喷嘴20a可以能够连通的方式连接到分隔壁的一侧空间,第二喷嘴20b可以能够连通的方式连接到分隔壁的另一侧空间。
下面,对通过上述铸造装置进行的多层结构铸片的铸造方法进行说明。
首先,通过第一喷嘴20a向铸模10供给第一钢水M1,第一钢水M1凝固而形成凝壳(下称第一凝壳C1)。此时,由于在铸模10的内壁埋设有冷却剂流过的流道,因此铸模10的内壁温度最低。因此,若供给第一钢水M1,则沿铸模10的内壁面形成第一凝壳C1。而且,由于第一凝壳C1沿铸模内壁面形成,因此形成由第一凝壳C1包围的空间,通过第二喷嘴20b向该空间供给第二钢水M2。换言之,从第二喷嘴20b喷出的第二钢水M2以填埋由第一凝壳C1划定的空间的方式供给。此外,在从第二喷嘴20b供给的第二钢水M2凝固而形成凝壳(下称第二凝壳C2)时,在供给第二钢水M2的初始阶段沿第一凝壳C1的内壁面形成凝壳。
另外,在铸模10的内部,在供给到相对上侧的第一钢水M1和排出到相对下侧的第二钢水M2之间形成有边界面或边界区域IF,以边界区域IF为准,铸模10的内部被分割为第一钢水池和第二钢水池。
其中,之所以形成第一钢水M1和第二钢水M2的边界区域IF,是因为第一钢水M1的移动流道和第二钢水M2的移动流道局部不同,其流道的体积不同,第一钢水M1的供给量和第二钢水M2的供给量不同。
从第一喷嘴20a喷出的第一钢水M1的一部分移动到磁场产生部30的下侧,剩余的一部分因所述磁场产生部30的磁场,其移动被阻断,向磁场产生部30的延伸方向的外侧移动。即,第一钢水M1向磁场产生部30的下侧和磁场产生部30的外侧方向分流移动。
而且,从第二喷嘴20b喷出的第二钢水M2喷出到磁场产生部30的下侧,第二钢水M2的喷出量为第一钢水M1的喷出量的两倍以上。
如此,第一钢水M1的至少一部分移动到磁场产生部30的外侧区域,第二钢水M2全部移动到磁场产生部30的下侧,因此其流道局部不同。
而且,第一钢水M1向磁场产生部30的外侧方向移动,并在周边内壁面上形成第一凝壳C1,第一钢水M1和第二钢水M2均被供给到由第一凝壳C1划定的空间中的磁场产生部30的下侧,因此在磁场产生部30的下侧空间,第二钢水M2的量多于第一钢水M1的量。
因此,在磁场产生部30的附近或与所述磁场产生部30对应的位置形成第一钢水M1和第二钢水M2之间的界面或边界区域IF。
通过这种第一钢水M1及第二钢水M2的供给和凝固,铸造出表层部SF和中心部SC的组成彼此不同的多层结构铸片。即,制造出包括表层部SF和中心部SC的铸片S,该表层部SF通过第一钢水M1的凝固而形成且构成外廓,该中心部SC位于表层部SF的内侧,通过第二钢水M2的凝固而形成。
另一方面,通过第二喷嘴20b喷出的第二钢水M2的至少一部分与通过第一钢水M1的凝固而形成的第一凝壳C1冲撞,由此形成下行流及上升流中的至少一个。其中,若形成上升流,则第二钢水池的第二钢水M2移动到第一钢水池,或者第一钢水池的第一钢水M1移动到第二钢水池,产生第一钢水M1和第二钢水M2之间的混合。这种钢水的混合为降低多层铸片S质量的重要因素。
为了降低如上所述第一钢水和第二钢水的混合,在铸模外侧设置有磁场产生部,该磁场产生部位于第一喷嘴和第二喷嘴之间。磁场产生部沿铸模的长度方向(X轴方向)设置为沿铸模的宽度方向(Y轴方向)施加具有均匀的磁通密度分布的直流磁场。通过由磁场产生部施加的磁场,在铸模内部产生与钢水上升流的方向相反方向的力,由此制动钢水上升流。因此,能够降低因从第二喷嘴20b喷出的第二钢水M2的上升流导致的第一钢水M1和第二钢水M2的混合。
如上所述的第一钢水M1和第二钢水M2之间的混合与否及混合量等,会根据铸造速度、通过第一及第二喷嘴20a、20b注入的第一钢水M1及第二钢水M2各自的注入量、第一及第二喷嘴20a、20b各自中的喷出口21a、21b的高度、钢水从第一及第二喷嘴20a、20b的喷出方向等多种工艺参数而不同。而且,钢水从第一及第二喷嘴20a、20b的喷出方向可根据分别形成在第一及第二喷嘴20a、20b的喷出口21a、21b的形状及位置而改变。
因此,本发明提供一种铸造模拟装置,该铸造模拟装置可通过应用用于铸造多层铸片S的铸造装置中作为变量来发挥作用的铸造条件来进行铸造模拟或仿真。即,本发明提供能够确认在不同铸造条件下的第一液态物和第二液态物的混合与否及混合状态的铸造模拟装置。
下面,参照图4至图6,说明本发明的第一实施例的铸造模拟装置。
图4为示出本发明的第一实施例的铸造模拟装置的立体图。图5为示出本发明的第一实施例的铸造模拟装置的主视图。图6为从容器的上侧观察本发明的第一实施例的铸造模拟装置的俯视图。
参照图4至图6,本发明的第一实施例的铸造模拟装置包括:容器1000,具有能够收容液态物的内部空间;第一及第二喷嘴2000a、2000b,分别贯通容器1000的上部而插入容器,以沿容器1000的水平方向排列的方式彼此隔开设置,用于向容器1000的内部供给彼此不同的液态物;一对隔膜部3000a、3000b,分别沿容器1000的上下方向及一水平方向延伸形成,沿与其延伸方向交叉或正交的方向排列而彼此隔开配置;至少一个阻流部4000,沿与隔膜部3000a、3000b交叉或正交的方向延伸形成,且以连接一对隔膜部3000a、3000b之间的方式设置,位于第一喷嘴2000a的喷出口(下称第一喷出口2210a)和第二喷嘴2000b的喷出口(下称第二喷出口2210b)之间。
其中,第一液态物和第二液态物可为不同颜色的液态物。例如,第一液态物A1可为红色(red),第二液态物A2可为蓝色(blue)。
第一液态物和第二液态物不限于不同颜色的液态物,可以采用能够识别的多种液态物。例如,除了颜色(彩度)之外,可以采用明暗和温度中的至少一个不同的液态物。
铸造模拟装置包括:向第一及第二喷嘴2000a、2000b分别供给第一及第二液态物A1、A2的液态物供给部5000;和位于容器1000的下侧且用于暂时收容从所述容器1000排出的液态物A1、A2的集水槽6000。
容器1000包括:主体1100,具有能够收容液态物的内部空间且在上侧及下侧分别设置有开口;置物架,设置于主体1100的上部,能够分别放置第一及第二喷嘴2000a、2000b,且具有所述第一及第二喷嘴2000a、2000b能够贯通的开口;排出部1300,连接于容器1000的下部,能够控制第一及第二液态物A1、A2的排出及排出流量。
主体1100的形状优选与铸造装置的铸模10的形状对应,例如其横截面的形状可为矩形。即,主体1100包括:分别向一方向延伸形成且沿与延伸方向交叉或正交的方向隔开设置的一对第一壁体1110;分别沿与第一壁体1110交叉或正交的方向延伸形成且沿与其延伸方向交叉或正交的方向隔开设置的一对第二壁体1120。此时,第一壁体1110的延伸长度可以长于第二壁体1120的延伸长度。
下面,将第一壁体1110的延伸方向定义为X轴方向或主体1100的长度方向,将第二壁体1120的延伸方向定义为Y轴方向或主体1100的宽度方向。这样,一对第一壁体1110的排列、隔开方向为Y轴方向,一对第二壁体1120的排列、隔开方向为X轴方向。
其中,第一壁体1110可为对应于铸模10的长边部11的结构,第二壁体1120可为对应于铸模10的短边部12的结构。
主体1100的上侧被开口,使得第一及第二喷嘴2000a、2000b能够贯通。当然,主体1100的上部可以不完全开口,而是其一部分被开口,只要为沿第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b的排列方向延伸形成的形状即可。
而且,主体1100可具有透光材质,以便从外部掌握内部状态。
置物架1200以覆盖主体1100的上侧开口的方式设置,设置有第一及第二喷嘴2000a、2000b能够贯通的开口(下称置物开口1210)。即,置物架1200的置物开口1210形成为与主体1100的上侧开口连通。
另外,置物开口1210不仅形成为放置第一及第二喷嘴2000a、2000b且使之贯通,而且形成为在必要时可以改变第一及第二喷嘴2000a、2000b各自的位置。即,置物开口1210可为沿第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b的排列方向延伸形成的狭缝形状。
排出部1300为用于排出被供给到主体1100内部的第一及第二液态物A1、A2的构件。这种排出部1300以封闭主体1100的下侧开口的方式设置,包括:排出件1310,设置有可供液态物通过的多个排出孔1311;收容件1320,具有可收容液态物的内部空间,且排出件1310所处的上侧被开口;和排出端口1330,连接于收容件1320的下部,用于向外部排出液态物。另外,虽然未图示,可进一步包括阀门及流量计,该阀门设置于排出端口1330的延伸路径上,可调节收容件1320和排出线的连通及液态物的排出流量,该流量计设置于排出线的延伸路径上。
排出件1310可形成为具有与主体1100的下侧开口对应的形状及面积。而且,以分别沿厚度(或高度)方向贯通排出件1310的方式设置有多个排出孔1311,多个排出孔1311设置为沿排出件1310的延伸方向彼此隔开。
集水槽6000呈具有可收容液态物的内部空间的形状,与排出部1300的下侧对应设置,集水槽6000的作为排出件1310所处方向侧的上侧被开口。
第一及第二喷嘴2000a、2000b分别为向容器1000的内部分别供给第一及第二液态物A1、A2的构件。此外,第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b沿容器1000的一水平方向排列而彼此隔开配置。例如,可沿具有相对较长长度的第一壁体1110的延伸方向、或者一对第二壁体1120的排列方向、或者容器的长度方向、或者X轴方向排列配置。
因此,置物开口1210可沿第一壁体1110的延伸方向、或者一对第二壁体1120的排列方向、或者容器1000的长度方向、或者X轴方向延伸形成。
设置于第一喷嘴2000a且喷出第一钢水M1的第一喷出口2210a的高度高于设置于第二喷嘴2000b且喷出第二钢水M2的第二喷出口2210b的高度。换言之,第一喷出口2210a设置为相比第二喷出口2210b更靠置物架1200。
为此,第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b可形成为彼此不同的长度,第一喷嘴2000a的延伸长度短于第二喷嘴2000b的延伸长度,且可安装为第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b的上端高度相同。这样,第一喷嘴2000a的下端的高度高于第二喷嘴2000b的下端的高度。而且,第一及第二喷出口2210a、2210b分别可设置于第一及第二喷嘴2000a、2000b的下部区域的侧壁及底板面中的至少一个位置,而且设置为第一喷出口2210a的高度高于第二喷出口2210b的高度。因此,第一液态物A1在第二液态物A2的上侧喷出。
第一及第二喷嘴2000a、2000b分别为沿上下方向贯通置物开口1210且能放置于置物架1200的上表面的结构。
更具体说明如下。第一喷嘴2000a包括:第一头2100a,在置物开口1210的上侧可被放置于置物架的上表面;及第一注入件2200a,从第一头2100a向下侧方向延伸形成且在下部设置有喷出钢水的第一喷出口2210a。此外,在第一头2100a及第一注入件2200a各自的内部形成有以供第一液态物A2能够流动的方式彼此连通且沿上下方向延伸的空间即通道。另外,在第一注入件2200a的下部区域的侧壁及底板面中至少一个位置设置有第一喷出口2210a。
其中,第一头2100a的直径设置为大于置物开口1210的宽度方向长度,第一注入件2200a的直径设置为小于置物开口1210的宽度方向长度。因此,第一喷嘴2000a的第一注入件2200a能够贯通置物开口1210而位于置物架1200的下侧,第一头2100a不能贯通置物开口1210,而是被支撑在置物架1200的上部。通过这种结构,第一喷嘴2000a被放置于置物架1200。
第二喷嘴2000b具有与上述第一喷嘴2000a相似或相同的结构及构成。即,第二喷嘴2000b包括:第二头2100b,在置物开口1210的上侧可被放置于置物架的上表面;及第二注入件2200b,从第二头2100b向下侧方向延伸形成,且在下部设置有喷出钢水的第二喷出口2210b。此外,在第二头2100b及第二注入件2200b各自的内部设置有以供第二液态物A2能够流动的方式彼此连通且沿上下方向延伸的空间即通道。另外,在第二注入件2200b的下部区域的侧壁及底板面中的至少一个位置设置有第二喷出口2210b。
其中,第二头2100b的直径设置为大于置物开口1210的宽度方向长度,第二注入件2200b的直径设置为小于置物开口1210的宽度方向长度。因此,第二喷嘴2000b的第二注入件2200b能够贯通置物开口1210而位于置物架1200的下侧,第二头2100b不能贯通置物开口1210,而是被支撑在置物架1200的上部。通过这种结构,第二喷嘴2000b被放置于置物架。
液态物供给部5000包括:第一及第二下部水槽5100a、5100b,在容器1000的下侧沿一方向排列配置,分别能够暂时收容第一及第二液态物A1、A2;第一及第二上部水槽5200a、5200b,位于容器1000的上侧,沿一方向排列配置,能够暂时收容从第一及第二下部水槽5100a、5100b提供的第一及第二液态物A1、A2;第一及第二排出线5300a、5300b,分别连接于第一及第二下部水槽5100a、5100b,用于排出液态物;第一移送线5400a,以一端与第一排出线5300a连接且另一端朝向第一上部水槽5200a的方式延伸形成;第二移送线5400b,以一端与第二排出线5300b连接且另一端朝向第二上部水槽5200b的方式延伸形成;第一供给线5500a,连接第一上部水槽5200a和第一喷嘴2000a,用于向第一喷嘴2000a供给第一液态物A1;和第二供给线5500b,连接第二上部水槽5200b和第二喷嘴2000b,用于向第二喷嘴2000b供给第二液态物A2。
另外,液态物供给部5000可包括:第一回收线5600a,连接第一上部水槽5200a和第一下部水槽5100a以将第一上部水槽5200a内的第一液态物A1回收到第一下部水槽5100a;和第二回收线5600b,连接第二上部水槽5200b和第二下部水槽5100b以将第二上部水槽5200b内的第二液态物A2回收到第二下部水槽5100b。
另外,液态物供给部5000可包括设置于第一及第二排出线5300a、5300b、第一及第二移送线5400a、5400b、第一及第二供给线5500a、5500b、第一及第二回收线5600a、5600b各自的延伸路径上的阀门。
第一及第二下部水槽5100a、5100b分别可为上侧开放的形状。此外,在第一及第二下部水槽5100a、5100b各自的下部设置有分别能够排出第一及第二液态物A1、A2且与第一及第二排出线5300a、5300b分别连接的孔即排出口。
第一及第二上部水槽5200a、5200b分别可为上侧开放的形状。此外,在第一及第二上部水槽5200a、5200b各自的下部设置有分别能够排出第一及第二液态物A1、A2且与第一及第二供给线5500a、5500b分别连接的孔即供给口。
另外,在第一及第二上部水槽5200a、5200b各自的侧壁上部设置有能够排出液态物的回收孔。即,回收孔为了防止液态物向外部溢出而设置,当液态物填满到回收孔高度,液态物通过所述回收孔排出,并通过回收线5600a、5600b回收到下部水槽。
一对隔膜部3000a、3000b分别沿主体1100的上下方向及一水平方向延伸形成。其中,一对隔膜部3000a、3000b各自沿一水平方向延伸的方向为与第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b的排列方向交叉或正交的方向,是容器的宽度方向或Y轴方向。
如上所述,第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b沿容器1000的长度方向或第一壁体1110的延伸方向或一对第二壁体1120的隔开方向排列配置。这样,一对隔膜部3000a、3000b分别沿容器1000的宽度方向或第二壁体1120的延伸方向或一对第一壁体1110的隔开方向延伸形成。而且,一对隔膜部3000a、3000b沿与其延伸方向交叉的方向排列而彼此隔开配置。
隔膜部3000a、3000b的下端形成为延伸到主体1100的下端,换言之,隔膜部3000a、3000b的下端延伸形成为与容器1000的排出件1310相接。而且,隔膜部3000a、3000b的上端延伸形成为其高度低于主体1100的上端。
如上所述的一对隔膜部3000a、3000b分别设置于容器1000的内部,并且设置为水平延伸方向的两端与容器1000的内壁面连接。即,一对隔膜部3000a、3000b的两端设置为与一对第一壁体1110的内壁面连接。
而且,在隔膜部3000a、3000b的与其延伸方向交叉或正交的方向上的两侧面中,与容器1000的内侧面相对的一侧面设置为与容器1000的内侧面相隔。即,设置为与作为隔膜部3000a、3000b的两侧面分别相对的面的第二壁体1120的内侧面相隔。此时,隔膜部3000a、3000b和第二壁体1120的内侧面之间的隔开距离设置为窄于一对隔膜部3000a、3000b之间的隔开距离。另外,一对隔膜部3000a、3000b之间的隔开距离宽于第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b之间的隔开距离。换言之,第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b位于一对隔膜部3000a、3000b之间。
其中,隔膜部3000a、3000b和第二壁体1120的内壁面之间的空间为从位于上侧的第一喷嘴2000a喷出的第一液态物A1流过的流道。而且,一对隔膜部3000a、3000b之间的空间为从位于上侧的第一喷嘴2000a喷出的第一液态物A1和从位于下侧的第二喷嘴2000b喷出的第二液态物A2流动或被收容的空间。
其中,隔膜部3000a、3000b和第二壁体1120的内壁面之间的空间与铸造装置的铸模10的内部的第一钢水M1的凝固区域或第一凝壳C1的形成区域对应。而且,在一对隔膜部3000a、3000b之间,第二喷嘴2000b的下侧空间与铸造装置的铸模10内部的第二钢水M2的凝固区域或第二凝壳C2的形成区域对应。
第一实施例中的一对隔膜部3000a、3000b分别形成为一个一体状。但不限于此,可设置为多个,并以多级方式层叠。
阻流部4000为用于阻碍或阻止第一液态物A1移动的构件,是一种用于降低第一液态物A1和第二液态物A2的混合的构件。
这种阻流部4000沿第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b的排列方向延伸形成,且被设置为将一对隔膜部3000a、3000b之间相连。另外,阻流部4000以沿上下方向分割一对隔膜部3000a、3000b之间空间的方式设置为位于第一喷嘴2000a的第一喷出口2210a和第二喷嘴2000b的第二喷出口2210b之间。更优选被设置为位于第一喷嘴2000a的下端和第二喷嘴2000b的下端之间。
如上所述,阻流部4000应当位于第一喷出口2210a和第二喷出口2210b之间,因此第二喷嘴2000b的下部设置为贯通阻流部4000。为此,阻流部4000设置有可供第二喷嘴2000b、更为具体地可供第二注入件2200b贯通的贯通口。
另外,在阻流部4000设置有多个开口4100,以便喷射到阻流部4000的上侧的第一液态物A1能够移动到下侧。即,多个开口4100分别形成为沿阻流部4000的厚度方向贯通,且沿阻流部4000的延伸方向排列而彼此隔开配置。
其中,阻流部4000的开口4100是为了确认在其下侧第一液态物A1和第二液态物A2之间的混合与否、第一液态物A1和第二液态物A2之间边界区域IF的位置以及混合程度而设置的,第一液态物A1能够通过开口4100。
如上所述的阻流部4000作为阻挡体发挥作用,使得从第一喷嘴2000a喷出的第一液态物A1的至少一部分可以向下侧通过,并且阻断一部分第一液态物A1的移动,使之可向隔膜部3000a、3000b所处的外侧流动。
即,从第一喷嘴2000a喷出的第一液态物A1的一部分通过设置于阻流部4000的开口4100移动到所述阻流部4000的下侧,另一部分的移动受到阻流部4000上表面的阻断。此外,移动受到阻流部4000的阻断的第一液态物A1向所述阻流部4000的外侧方向流动,之后移动到隔膜部3000a、3000b和第二壁体1120的内侧壁之间的空间。
如此,由于阻流部4000阻碍或阻断第一液态物A1的至少一部分向一对隔膜部3000a、3000b之间空间的供给,阻流部4000换言之作为降低第一液态物A1和第二液态物A2的混合的结构要素发挥作用。
另一方面,在铸造多层铸片S的铸造装置中,设置于铸模10外侧的磁场产生部30为降低第一液态物和第二液态物的混合的结构要素。因此,在第一实施例的铸造模拟装置中,阻流部4000为与铸造装置的磁场产生部30对应的结构要素。
另外,如上所述,从位于阻流部4000的上侧的第一喷嘴2000a喷出的第一液态物A1通过设置于所述阻流部4000的开口4100向下侧移动,而且由于第二喷嘴2000b的第二喷出口2210b位于阻流部4000的下侧,因此直接向所述阻流部4000的下侧喷出。如此,第一液态物A1和第二液态物A2均被供给到阻流部4000的下侧,因此在一对隔膜部3000a、3000b之间,第一液态物A1和第二液态物A2均被收容到阻流部4000的下侧空间。
因此,在阻流部4000的下侧空间沿上下方向形成第一液态物A1和第二液态物A2之间的边界区域IF。
其中,第一液态物A1和第二液态物A2的颜色彼此不同,因此能够识别第一液态物A1和第二液态物A2以及边界区域IF。
当然,除了颜色之外,第一液态物和第二液态物也可设置为明暗及温度中的至少一个彼此不同。此时,在第一液态物和第二液态物的明暗不同的情况下,可通过明暗来识别第一液态物、第二液态物及边界区域。
另外,在第一液态物和第二液态物的温度不同的情况下,可通过温度来识别第一液态物、第二液态物及边界区域,例如可通过由热像仪拍摄的图像或影像来识别。
其中,之所以形成第一液态物A1和第二液态物A2的边界区域IF,是因为第一液态物A1的移动流道和第二液态物A2的移动流道局部不同,其流道的体积不同,第一液态物A1的供给量和第二液态物A2的供给量不同。
从第一喷嘴2000a喷出的第一液态物A1的一部分移动到阻流部4000的下侧,但剩余一部分的移动受到所述阻流部4000的阻断,向阻流部4000的延伸方向的外侧移动。即,第一液态物A1向阻流部4000的下侧和阻流部4000的外侧方向分流移动。
而且,从第二喷嘴2000b喷出的第二液态物A2喷出到阻流部4000的下侧,第二液态物A2的喷出量为第一液态物A1的喷出量的两倍以上。
如此,第一液态物A1的至少一部分向阻流部4000的外侧区域移动,第二液态物A2全部向阻流部4000的下侧移动,因此局部流道不同。
而且,第一液态物A1和第二液态物A2均被供给到阻流部4000的下侧,在阻流部4000的下侧空间,第二液态物A2的量多于第一液态物A1的量。
因此,在阻流部4000的下侧形成第一液态物A1和第二液态物A2之间的界面或边界区域IF。
第一液态物A1和第二液态物A2之间的混合量越少,边界区域IF的厚度越薄,反之第一液态物A1和第二液态物A2之间的混合量越多,边界区域IF的厚度越厚。
边界区域的厚度及位置可根据阻流部4000的高度而不同。这样,可通过掌握或分析铸造模拟装置的阻流部4000的不同高度下的第一液态物A1和第二液态物A2的边界区域IF的厚度、边界区域IF的位置(或高度),预测铸造装置的磁场产生部30的不同高度下的第一钢水M1和第二钢水M2的边界区域IF的厚度、边界区域IF在上下方向上的位置变化。
另外,边界区域IF的厚度、边界区域IF在上下方向上的位置根据由第一及第二喷嘴2000a、2000b喷出的第一及第二液态物A1、A2各自的喷出流量、第一及第二喷嘴2000a、2000b的长度、第一及第二喷出口2210a、2210b的高度、第一喷出口2210a及第二喷出口2210b的形状及排出到容器1000的下侧的第一及第二液态物A1、A2的排出流量、阻流部4000的高度中的至少一个而不同。
其中,铸造模拟装置的第一及第二喷嘴2000a、2000b为与铸造多层结构铸片的铸造装置的第一及第二喷嘴20a、20b对应的结构。
这样,可通过掌握或分析基于来自铸造模拟装置的第一及第二喷嘴2000a、2000b的第一及第二液态物A1、A2的喷出流量、第一及第二喷嘴2000a、2000b的长度、第一及第二喷出口2210a、2210b的高度、第一及第二喷出口2210a、2210b的形状的第一液态物A1和第二液态物A2的边界区域IF的厚度、边界区域IF的位置(或高度),预测基于来自铸造装置的第一及第二喷嘴20a、20b的第一及第二钢水M1、M2的喷出流量、第一及第二喷嘴20a、20b的长度、第一及第二喷出口21a、21b的高度、第一及第二喷出口21a、21b的形状的第一钢水M1和第二钢水M2的边界区域IF的厚度、边界区域IF在上下方向上的位置变化。
另外,通过铸造模拟装置的排出部1300向容器1000的外部排出的第一及第二液态物A1、A2的排出流量为,与在使用铸造装置铸造多层结构铸片S时向铸模10的下侧拉拔铸片S的速度对应的条件。
这样,可通过掌握或分析向铸造模拟装置的容器1000的下侧排出的第一及第二液态物A1、A2的不同排出流量下的第一液态物A1和第二液态物A2的边界区域IF的厚度、边界区域IF在上下方向上的位置,预测从铸造装置的铸模10拉拔的铸片S的不同拉拔速度下的第一钢水M1和第二钢水M2的边界区域IF的厚度、边界区域IF在上下方向上的位置变化。
因此,通过采用如上所述铸造模拟装置进行的多次模拟,可以导出能够将第一液态物A1和第二液态物A2之间的混合最小化的条件。即,可以导出能够将第一液态物A1和第二液态物A2之间的混合最小化的来自第一及第二喷嘴2000a、2000b的第一及第二液态物A1、A2的喷出流量、第一及第二喷嘴2000a、2000b的长度、第一及第二喷出口2210a、2210b的高度、第一及第二喷出口2210a、2210b的形状、磁场产生部30的高度中的至少一个条件。
此外,可将这些条件应用于铸造多层结构铸片S的铸造装置的结构或铸造,将第一钢水M1和第二钢水M2之间的混合最小化。
图7为从上侧观察第一实施例的第一变形例的铸造模拟装置的俯视图。图8为从上侧观察第一实施例的第二变形例的铸造模拟装置的的俯视图。图9为从上侧观察第一实施例的第三变形例的铸造模拟装置的俯视图。图10为从上侧观察第一实施例的第四变形例的铸造模拟装置的俯视图。图11为从上侧观察第一实施例的第五变形例的铸造模拟装置的俯视图。图12为从上侧观察第一实施例的第六变形例的铸造模拟装置的俯视图。图13为从上侧观察第一实施例的第七变形例的铸造模拟装置的俯视图。
如图6所示,上述第一实施例的隔膜部3000a、3000b设置为其延伸方向的两端与主体1100的内侧面、作为更具体的一例为第一壁体1110的内侧面连接。
然而,不限于此,如图7所示的第一实施例的第一变形例那样,可设置为隔膜部3000a、3000b的两端分别插入主体1100的内侧面而结合的结构。为此,在主体1100的内侧面,作为更具体的一例,在一对第一壁体1110各自的内侧面上可设置有向其内侧方向凹陷的槽(下称结合槽1111)。而且,隔膜部3000a、3000b的两端可设置为插入结合槽1111。
结合槽1111可以沿第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b的排列方向排列的方式设置为多个。而且,隔膜部3000a、3000b可以与主体1100分离、解除及结合,可将隔膜部3000a、3000b结合到多个结合槽1111中的至少一个来调节隔膜部3000a、3000b的位置。
另外,作为与第一变形例相反的结构,隔膜部和主体1100可以彼此结合。即,如图8所示的第一实施例的第二变形例那样,从主体1100的内侧面、作为更为具体的一例为从一对第一壁体1110各自的内侧面可形成有向所述主体1100的内部空间延伸的突出件1112,并且在隔膜部3000a、3000b的两端分别设置有可供突出件1112插入的槽(下称结合槽3100a、3100b)。
突出件1112可以沿第一喷嘴2000a和第二喷嘴2000b的排列方向排列的方式设置为多个。这样,可在主体1100的内部调节一对隔膜部3000a、3000b各自的位置。
上述第一实施例、第一及第二变形例的隔膜部3000a、3000b为其延伸方向的两端连接并支撑到与之相对设置的第一壁体1110的内侧面的结构。
然而,不限于此,如图9所示的第一实施例的第三变形例那样,在隔膜部3000a、3000b的与其延伸方向交叉或正交的方向的两侧面即一侧面及另一侧面中,与容器1000的内侧面相对的一侧面和与之相对的第二壁体1120之间可设置有支撑隔膜部3000a、3000b的支撑件(下称第一支撑件3200a、3200b)。
更为具体地,第一支撑件3200a、3200b可设置于隔膜部3000a、3000b的延伸方向的中心,并且设置为将隔膜部3000a、3000b的一侧面和第二壁体1120的内侧面相连。这样,隔膜部3000a、3000b更加牢固地被支撑在主体1100,由此与第一实施例相比,增加对液态物供给的阻挡性。
在第三变形例中说明了第一支撑件3200a、3200b位于隔膜部3000a、3000b的延伸方向的中心,但不限于此,可如图10所示的第四变形例及图13所示的第七变形例那样,第一支撑件3200a、3200b可设置为位于隔膜部3000a、3000b的延伸方向的两个边缘。
在上述第一实施例及第一至第四变形例中,阻流部4000设置为被支撑在隔膜部3000a、3000b的上端,或者设置为与隔膜部3000a、3000b的另一侧面相连。然而,不限于此,可在隔膜部3000a、3000b上安装有用于支撑阻流部4000的其他支撑件(第二支撑件3300a、3300b)。
例如,如图11所示的第五变形例那样,可在隔膜部3000a、3000b的另一侧面安装有第二支撑件3300a、3300b,在该第二支撑件3300a、3300b的上部安放或安装阻流部4000。其中,第二支撑件3300a、3300b优选设置为与第一支撑件3200a、3200b相对。
在第五变形例中说明了第二支撑件3300a、3300b位于隔膜部3000a、3000b的延伸方向的中心,但不限于此,如图12及图13所示的第六及第七变形例那样,第二支撑件3300a、3300b也可以设置为位于隔膜部3000a、3000b的延伸方向的两个边缘。
图14为示出本发明的第二实施例的铸造模拟装置的主视图。
上述第一实施例在一对隔膜部3000a、3000b之间设置有一个阻流部4000。但不限于此,如图14所示的第二实施例那样,可设置有两个以上的沿上下方向隔开的阻流部。
下面,将位于相对上侧的阻流部命名为第一阻流部4000a,将位于相对下侧的阻流部命名为第二阻流部4000b。
如第一实施例那样,第一阻流部4000a位于第一喷嘴2000a的第一喷出口2210a和第二喷嘴2000b的第二喷出口2210b之间。而且,第二阻流部4000b位于第二喷嘴2000b的下侧。这样,在一对隔膜部3000a、3000b之间的空间形成有第一阻流部4000a和第二阻流部4000b之间的空间。
根据这种变形例,移动到第一阻流部4000a下侧的第一液态物A1及第二液态物A2的至少一部分的移动受到第二阻流部4000b的阻断。
这样,与第一实施例相比,在第一阻流部4000a(对应于第一实施例的阻流部)的下侧能够更加明确地区分第一液态物A1和第二液态物A2之间的边界区域IF。因此,第二实施例相比第一实施例具有更加易于确认第一液态物A1和第二液态物A2的边界区域位置及厚度的优点。
上述第一实施例、第一至第七变形例及第二实施例可变形为多种组合。
下面,参照图4至图6,对采用本发明的第一实施例的铸造模拟装置掌握第一液态物和第二液态物的混合及混合程度的过程进行说明。
首先,准备不同颜色的第一液态物A1和第二液态物A2。此时,第一液态物A1可为红色(red),第二液态物A2可为蓝色(blue)。
而且,向容器1000的内部分别供给第一及第二液态物A1、A2。
更加具体说明如下。首先通过第一排出线5300a向外部排出第一下部水槽5100a内的第一液态物A1之后,通过第一移送线5400a供给到第一上部水槽5200a。被供给到第一上部水槽5200a内的第一液态物A1通过第一供给线5500a移送到第一喷嘴2000a后,通过所述第一喷嘴2000a喷出到容器1000的内部。
另外,若通过第二排出线5300b向外部排出第二下部水槽5100b内的第二液态物A2,则第二液态物A2通过第二移送线5400b供给到第二上部水槽5200b。被供给到第二上部水槽5200b内的第二液态物A2通过第二供给线5500b移送到第二喷嘴2000b后,通过所述第二喷嘴2000b喷出到容器1000的内部。
通过第一喷嘴2000a的第一喷出口2210a喷出的第一液态物A1的一部分通过设置于阻流部4000的多个开口4100移动到下侧,剩余部分的移动受到阻流部4000上表面的阻断。这样,一部分第一液态物A1向阻流部4000的外侧方向流动,移动到隔膜部3000a、3000b和第二壁体1120之间的隔开空间。
而且,由于第二喷嘴2000b的第二喷出口2210b位于阻流部4000的下侧,第二液态物A2全被供给到阻流部4000的下侧。
这样,在一对隔膜部3000a、3000b之间的空间,第一液态物A1和第二液态物A2均被收容到阻流部4000的下侧空间。而且,在阻流部4000的下侧形成第一液态物A1和第二液态物A2之间的边界区域。
此时,容器1000为透光性,第一液态物A1和第二液态物A2具有不同颜色,因此作业人员可从容器1000的外侧肉眼确认内部状态。作业人员确认第一液态物A1和第二液态物A2之间的边界区域的位置及边界区域的厚度。
此时,边界区域IF的位置及边界区域IF的厚度根据由第一及第二喷嘴2000a、2000b喷出的第一及第二液态物A1、A2的喷出流量、第一及第二喷嘴2000a、2000b的长度、第一喷出口2210a及第二喷出口2210b的高度、第一喷出口2210a及第二喷出口2210b的形状、向容器1000的下侧排出的第一及第二液态物A1、A2的排出流量、阻流部4000的高度、阻流部4000的数量而不同。
因此,作业人员在采用铸造模拟装置进行实验时,变更由第一及第二喷嘴2000a、2000b喷出的第一及第二液态物A1、A2的喷出流量、第一及第二喷嘴2000a、2000b的长度、第一及第二喷出口2210a、2210b的高度、第一及第二喷出口2210a、2210b的形状、向容器1000的下侧排出的第一及第二液态物A1、A2的排出流量、阻流部4000的高度、阻流部4000的数量中的至少一个条件,并且确认在各个变更条件下的边界区域IF的位置及边界区域IF的厚度。
而且,导出使得边界区域IF的位置适当且能将边界区域IF的厚度最小化的条件。即,导出使得边界区域IF的位置适当且能将边界区域IF的厚度最小化的、由第一及第二喷嘴2000a、2000b喷出的第一及第二液态物A1、A2的喷出流量、第一及第二喷嘴2000a、2000b的长度、第一及第二喷出口2210a、2210b的高度、第一及第二喷出口2210a、2210b的形状、向容器1000的下侧排出的第一及第二液态物A1、A2的排出流量、阻流部4000的高度、阻流部4000的数量的最佳条件。
之后,这些最佳条件可在采用铸造多层铸片S的铸造装置进行的铸造作业中应用。
更为具体地,将铸造模拟装置的最佳条件应用于铸造装置的由第一及第二喷嘴20a、20b喷出的第一及第二钢水M1、M2的喷出流量、第一及第二喷嘴20a、20b的长度、第一及第二喷出口21a、21b的高度、第一及第二喷出口21a、21b的形状、铸片S的拉拔速度、磁场产生部30的高度、磁场产生部30的数量中的至少一个。
因此,能够实施第一钢水M1和第二钢水M2之间的混合最小化的铸造,由此能够铸造出由第一钢水M1和第二钢水M2之间的混合导致的不良得到降低或最小化的多层铸片。
产生上的可利用性
根据本发明的实施方式的铸造模拟装置及铸造模拟方法,在采用不同组成的第一钢水和第二钢水铸造多层铸片时,能够掌握第一液态物和第二液态物的混合状态,预测第一钢水和第二钢水的混合状态。
Claims (19)
1.一种铸造模拟装置,能够确认可识别的第一液态物和第二液态物的混合状态,以能够模拟通过使不同组成的第一钢水和第二钢水凝固来铸造多层结构铸片的铸造作业,所述铸造模拟装置包括:能够收容所述第一液态物及所述第二液态物且上侧的开口及下侧的开口能够封闭的容器;第一喷嘴,具有向所述容器的内部喷出第一液态物的第一喷出口;第二喷嘴,具有被设置为位于所述第一喷出口的下侧且向所述容器的内部喷出第二液态物的第二喷出口;阻流部,沿所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的排列方向延伸形成,且以位于所述第一喷出口和所述第二喷出口之间的方式设置于所述容器的内部,所述阻流部设置有供所述第二喷嘴贯通的贯通口和从所述第一喷出口喷出的第一液态物能够向下侧通过的多个开口;一对隔膜部,分别以与所述阻流部交叉的方式延伸形成,设置在所述容器的内部;
所述一对隔膜部在所述一对隔膜部之间设置能够收容液态物的空间,沿所述第一喷嘴和第二喷嘴的排列方向彼此隔开设置,
所述阻流部以连接所述一对隔膜部之间的方式设置,
所述一对隔膜部延伸至所述容器的下端,与所述容器的下端相接而设置,所述一对隔膜部的上端的高度低于所述容器的上端的高度,
所述一对隔膜部各自的在所述隔膜部的延伸方向的两端分别与所述容器的内壁面相接,
所述一对隔膜部各自的在与其延伸方向交叉方向上的两侧面中,与所述容器的内壁面相对的一侧面设置为与所述容器的内壁面隔开,设置所述一对隔膜部分别与所述容器的内壁面之间的隔开空间即通道。
2.根据权利要求1所述的铸造模拟装置,其中,设置有多个所述阻流部,多个所述阻流部在所述一对隔膜部之间以多级方式隔开配置,在多个所述阻流部中,最上层的阻流部位于所述第一喷出口和所述第二喷出口之间,最下层的阻流部位于所述第二喷嘴的下侧。
3.根据权利要求1所述的铸造模拟装置,其中,所述第一喷嘴的长度短于所述第二喷嘴的长度,并且设置为所述第一喷嘴的上端与所述第二喷嘴的上端高度相同。
4.根据权利要求1所述的铸造模拟装置,其中,所述容器包括:主体,具有能够收容所述第一液态物及所述第二液态物的内部空间且上侧及下侧被开口;及排出部,设置为封闭所述主体的下侧开口,将所述主体内的第一液态物及第二液态物向外部排出,且能调节所述第一液态物及所述第二液态物的排出流量。
5.根据权利要求4所述的铸造模拟装置,其中,所述容器包括:置物架,以封闭所述主体的上侧开口的至少一部分的方式设置,且设置有置物开口,所述置物开口沿所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的排列方向延伸形成,所述第一喷嘴和所述第二喷嘴能够沿上下方向贯通所述置物开口。
6.根据权利要求4所述的铸造模拟装置,其中,所述一对隔膜部各自的在所述隔膜部的延伸方向的两端分别与所述主体的内壁面相接,所述一对隔膜部分别的所述一侧面设置为与所述主体的内壁面隔开。
7.根据权利要求4所述的铸造模拟装置,其中,在与所述一对隔膜部各自的两端相对的所述主体的内壁面上设置有结合槽,所述一对隔膜部各自的两端插入并结合到所述结合槽。
8.根据权利要求7所述的铸造模拟装置,其中,设置有多个所述结合槽,多个所述结合槽沿所述一对隔膜部的排列方向排列配置。
9.根据权利要求4所述的铸造模拟装置,其中,在所述一对隔膜部各自的两端设置有向内侧凹陷的结合槽,在与所述一对隔膜部各自的两端相对的所述主体的内壁面上设置有突出件,所述突出件能够插入到在所述一对隔膜部各自的两端上设置的结合槽。
10.根据权利要求9所述的铸造模拟装置,其中,设置有多个所述突出件,多个所述突出件沿所述一对隔膜部的排列方向排列配置。
11.根据权利要求6所述的铸造模拟装置,包括第一支撑件,所述第一支撑件设置为将所述一对隔膜部各自和与所述一对隔膜部隔开相对的所述容器的内壁面相连。
12.根据权利要求11所述的铸造模拟装置,其中,所述第一支撑件位于所述隔膜部的延伸方向的中心,或者位于所述隔膜部的延伸方向的两个边缘。
13.根据权利要求6所述的铸造模拟装置,包括第二支撑件,所述第二支撑件从所述一对隔膜部各自向内侧延伸形成且在上部安装有所述阻流部。
14.根据权利要求13所述的铸造模拟装置,其中,所述第二支撑件位于所述隔膜部的延伸方向的中心,或者位于所述隔膜部的延伸方向的两个边缘。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的铸造模拟装置,其中,包括液态物供给部,所述液态物供给部向所述第一喷嘴及所述第二喷嘴分别供给第一液态物及第二液态物,且能调节所述第一液态物及所述第二液态物的供给流量。
16.一种铸造模拟方法,在通过使不同组成的第一钢水和第二钢水凝固来铸造多层结构铸片的铸造作业中,能够预测第一钢水和第二钢水的混合状态,所述铸造模拟方法包括:
第一液态物供给过程,利用设置于位于容器的内部的阻流部的上侧的第一喷嘴喷出供给第一液态物;
第二液态物供给过程,利用设置为贯通设置于所述阻流部的贯通口的第二喷嘴,从所述阻流部的下侧喷出供给能够与所述第一液态物识别的第二液态物;及
预测过程,掌握所述第一液态物和所述第二液态物之间边界区域的厚度及高度中的至少一个,预测所述第一钢水和所述第二钢水的混合状态,
供给所述第二液态物过程,包括向连接于所述阻流部的两侧的隔开配置的一对隔膜部之间的隔开空间喷出第二液态物而供给的过程,所述一对隔膜部的上端的高度低于所述容器的上端的高度,下端与所述容器的下端相接,沿上下方向延伸而设置在所述容器的内部,
供给所述第一液态物过程,包括利用所述第一喷嘴将喷出的第一液态物中的一部分通过设置于所述阻流部的多个开口移动到所述阻流部的下侧,在所述阻流部的下侧形成第一液态物和第二液态物之间的边界区域;及
向所述阻流部的上侧喷出的第一液态物中的剩余部分沿所述阻流部的外侧移动而向所述容器的内壁面与所述一对隔膜部之间的空间移动的过程。
17.根据权利要求16所述的铸造模拟方法,包括向所述容器的下侧排出所述第一液态物及所述第二液态物的过程。
18.根据权利要求17所述的铸造模拟方法,其中,
在供给所述第一液态物时,通过设置有第一喷出口的第一喷嘴喷出所述第一液态物;
在供给所述第二液态物时,通过设置有第二喷出口的第二喷嘴喷出所述第二液态物;
在掌握所述第一液态物和所述第二液态物之间边界区域的厚度及高度中的至少一个时,通过掌握由所述第一喷嘴及所述第二喷嘴喷出的第一液态物及第二液态物的喷出流量、第一喷嘴及第二喷嘴的长度、第一喷出口及第二喷出口的高度、第一喷出口及第二喷出口的形状、向所述容器的下侧排出的第一液态物及第二液态物的排出流量、所述阻流部的高度、在上下方向上的所述阻流部的设置数量中的至少一个来掌握所述第一液态物和所述第二液态物之间边界区域的厚度及高度中的至少一个。
19.根据权利要求16或17中的任一项所述的铸造模拟方法,其中,所述第一液态物和所述第二液态物的彩度、明暗及温度中的至少一个彼此不同。
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