CN208976824U - 用于铸造由金属制成的板坯的板坯水口以及用于铸造金属板坯的冶金组件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于连续板坯铸造装置的板坯水口(1)，其特征在于插入板坯结晶器空腔中的其下游部分的外壁的特定几何形状。该特定几何形状促进了“环岛”效应，由此使朝向板坯水口的相对两侧流动的熔融金属相对汇聚流被分别优先地偏转朝向所述板坯水口的一侧，在那里它们可以自由地流过在板坯水口和板坯结晶器空腔壁之间形成的窄通道而不相互碰撞。这通过显著降低其外壁的侵蚀速率来延长板坯水口的使用寿命。

Description

用于铸造由金属制成的板坯的板坯水口以及用于铸造金属板 坯的冶金组件

技术领域

本公开涉及用于铸造由金属制成的板坯的板坯水口。本公开具体涉及具有特定设计的板坯水口，该设计显著地提高了在板坯的连续铸造操作期间所述板坯水口的抗侵蚀性。

背景技术

在连续金属成型过程中，金属熔体被从一个冶金容器转移到另一个冶金容器、到结晶器或到器具。例如，如图1所示，钢包(未示出)充满了来自熔炉的金属熔体，并通过钢包长水口转移到中间包(100)。然后金属熔体可以通过浇注水口(1)从中间包浇铸到结晶器(110)以形成板坯、方坯、梁、薄板坯或铸锭。流出中间包的金属熔体流由重力驱动通过浇注水口(1)，并且流速由塞棒(7)控制。塞棒(7)是可移动地安装在中间包出口孔(101)上方并且与中间包出口孔(101)同轴延伸(即，垂直延伸)的棒，中间包出口孔(101)与浇注水口(垂直)流体连通。塞棒的靠近中间包出口孔的端部是塞棒头，并具有与所述出口孔的几何形状相匹配的几何形状，使得当两者彼此接触时，中间包出口孔被密封。通过连续地上下移动塞棒以控制塞棒头与水口孔之间的空间来控制从中间包流出并进入结晶器的熔融金属的流速。

板坯被连续地铸造，并且因此具有“无限”的长度。它们的横截面可以具有1/4或更大的厚度对宽度纵横比Tm/Wm。薄的板坯是这样一类板坯：其横截面具有比“传统”的板坯更大的Tm/Wm纵横比，可达1/8和更大值的Tm/Wm纵横比。板坯结晶器空腔显然必须反映类似的纵横比。即使板坯结晶器的入口可局部地具有漏斗状几何形状以容纳板坯水口的下游部分，板坯水口的所述下游部分也不能具有变革的几何形状，并且必须具有至少1.5的厚度对宽度纵横比T/W，以装配于结晶器的空腔入口。对于薄板坯水口，厚度对宽度的纵横比T/W必须至少为3。

如图1所示，当金属从板坯水口的出口通口流出时，它不会直接向下流到结晶器的下游端，而是被因正在凝固而缓慢移动的金属板坯保留。金属熔体因此向上流动返回并再次向下流动，从而形成两个涡流，所述两个涡流首先遵循板坯结晶器空腔的几何形状在板坯水口的两侧上远离彼此地延伸。当该两个涡流到达结晶器空腔的侧壁时，它们朝上和朝后转动，从而彼此面对面，彼此相向流动，并且在形成在板坯水口的任一侧面和板坯结晶器空腔的壁之间的通道中相遇。如图1(b)所示，当两股流相遇时，强烈的湍流形成在有限的空间中。由于气蚀等现象，在这种受限空间中的这些湍流导致板坯水口的下游部分的外壁的高侵蚀率。因此，板坯水口的使用寿命缩短，相应地增加了生产成本。

DE19505390描述了一种具有长且窄的横截面的浸入式水口，其具有带有出口开口的扁平端段。水口在其端部区域内的通道横截面被分配器分成一排通道。在宽的管壁下方，尽可能远离出口开口的位置处，通道 (9)在一侧是敞开的。

WO2013004571、WO9814292、US2002063172和CN103231048涉及一种用于将来自中间包的金属熔体流引导到结晶器中的浸入式水口，浸入式水口具有多个(三个或四个)前部通口，所述前部通口具有不同的方向和横截面尺寸比。

本公开提出了一种具有新颖几何形状的板坯水口，由于板坯水口的下游部分的外壁的更轻度和更缓慢的侵蚀，该新颖几何形状显著地延长了所述板坯形水口使用寿命。本公开的这个和另外的优点在下文中更详细地给出。

实用新型内容

本公开在所附独立权利要求中定义。优选实施例在从属权利要求中定义。特别地，本公开涉及一种用于铸造由金属制成的板坯的板坯水口，所述板坯水口具有由外壁限定的几何形状，所述外壁沿纵向轴线z从上游端到下游端在水口长度L上延伸。外壁包括沿纵向轴线z从下游端延伸的并包括下游端的下游部分，其中，

所述板坯水口的上游端包括平行于所述纵向轴线z定向的入口孔，并且其中，

所述板坯水口的下游部分包括一个或多个吐出孔(outlet port orifice)，所述下游部分由沿第一横向轴线x测量的宽度W限定，所述宽度W为下游部分的沿第二横向轴线y测量的厚度T的至少1.5倍大，其中第一横向轴线x垂直于纵向轴线z，并且其中第二横向轴线y同时垂直于第一横向轴线x和纵向轴线z。

板坯水口还包括在所述入口孔处开口的中心孔，所述中心孔沿纵向轴线z从所述入口孔延伸，并且与一个或多个前部通口相交，所述一个或多个前部通口的每一个在所述一个或多个吐出孔处开口。

本公开的板坯水口的特征在于，在板坯水口的沿横向平面P3的剖视图中，板坯水口的外壁由外壁轮廓限定，该外壁轮廓包括：

中心部分(Ax)，其中该中心部分(Ax)的外壁轮廓相对于定义为纵向轴线z与横向平面P3之间的交点的中心点c对称，并且所述中心部分的两侧有：

沿所述第一横向轴线x定位在所述中心部分(Ax)的两侧上的第一侧向部分和第二侧向部分(Ac1，Ac2)，并且其中所述外壁仅相对于所述中心点c对称，

下游部分的外壁轮廓内切于具有平行于第一横向轴线x的第一和第二边缘以及平行于第二横向轴线y的第三和第四边缘的虚拟矩形中，并且其中外壁轮廓到虚拟矩形的四个角中的对角相对的第一和第二角的紧密距离dt是外壁轮廓到虚拟矩形中的另外两个对角相对的角的扩张距离 df的至少1.5倍短，其中，所述外壁轮廓与角的距离被定义为所述角与轮廓的最靠近所述角的点之间的距离，

其中所述横向平面P3是垂直于所述纵向轴线z并且与所述一个或多个吐出孔相交的平面，所述横向平面P3到所述下游端的距离L3是最大的。

所述中心部分(Ax)的所述外壁轮廓同时相对于所述第一横线轴线x 和所述第二横线轴线y对称。

所述下游部分的所述宽度是所述下游部分的所述厚度的至少三倍大。

所述板坯水口包括在对应的第一和第二吐出孔处开口的第一和第二前部通口。

所述第一和第二前部通口通过分隔件彼此分开，所述分隔件在所述中心孔中沿所述纵向轴线z从所述下游端延伸。

所述紧密距离dt是所述扩张距离df的至少两倍短。

所述紧密距离dt是所述扩张距离df的至少三倍短。

所述紧密距离dt是所述扩张距离df的不超过十倍短。

所述紧密距离dt是所述扩张距离df的不超过八倍短。

在所述外壁轮廓与所述虚拟矩形的在对角相对的所述第一角和所述第二角处连接的边缘之间的第一和第二紧密区域At中的每一个的面积分别不超过80％的第一和第二扩张区域Af的面积，所述第一和第二扩张区域Af在所述外壁轮廓与所述虚拟矩形的在所述另外两个对角相对的角处连接的边缘之间。

所述第一和第二紧密区域At中的每一个的面积分别不超过67％的所述第一和第二扩张区域Af的面积。

所述第一和第二紧密区域At中的每一个的面积分别不超过50％的所述第一和第二扩张区域Af的面积。

突出部分布在所述下游部分的所述外壁的第一和第二受阻部分上，所述第一和第二受阻部分对应于在沿所述平面P3的剖面中的所述外壁轮廓的部分，所述外壁轮廓的所述部分在所述虚拟矩形的、包括所述紧密距离dt或紧密区域At的两个对角相对区域中。

所述突出部从所述下游部分的所述外壁的表面突出至少3mm，并且所述突出部具有在圆形、椭圆形、直线或曲线、V形、圆弧、多边形中选择的几何形状。

所述突出部从所述下游部分的所述外壁的所述表面突出至少4mm。

所述突出部从所述下游部分的所述外壁的所述表面突出不超过20 mm。

所述突出部从所述下游部分的所述外壁的所述表面突出不超过15 mm。

所述突出部为离散的突出部，所述离散的突出部以交错的布置方式分布在所述下游部分的所述外壁的所述第一和第二受阻部分上。

所述一个或多个前部通口在其在相应的吐出孔处打开时展开。

在薄板坯水口的沿所述横向平面P3截取的剖视图中，所述第一和第二前部通口由第一和第二前部通口轮廓限定，所述第一和第二前部通口轮廓中的每一个包括远离所述分隔件的侧向部分，所述侧向部分仅相对于所述中心点c对称。

所述侧向部分平行于所述外壁轮廓的所述对应的第一和第二侧向部分(Ac1，Ac2)。

所述外壁轮廓的所述中心部分(Ax)延伸所述虚拟矩形的所述第一边缘和所述第二边缘的宽度W的至少33％。

所述外壁轮廓的所述中心部分(Ax)延伸所述虚拟矩形的所述第一边缘和所述第二边缘的宽度W的至少50％。

所述外壁轮廓的所述中心部分(Ax)延伸不超过所述虚拟矩形的所述第一边缘和所述第二边缘的所述宽度W的85％。

所述外壁轮廓的所述中心部分(Ax)延伸不超过所述虚拟矩形的所述第一边缘和所述第二边缘的所述宽度W的67％。

在所述板坯水口的沿任意横向平面Pn截取的剖视图中，所述板坯水口的所述外壁由外壁轮廓限定，所述外壁轮廓包括如在权利要求1中相对于所述横向平面P3所限定的中心部分以及第一和第二侧向部分，其中横向平面Pn是垂直于所述纵向轴线z的平面，并且是以以下方式而与所述纵向轴线z相交的平面：所述横向平面Pn与所述下游端的距离Ln不超过所述水口长度L的60％。

所述横向平面Pn以以下方式而与所述纵向轴线z相交的平面：所述横向平面Pn与所述下游端的距离Ln不超过所述水口长度L的50％。

本公开还涉及一种用于铸造金属板坯的冶金组件，所述冶金组件包括：

冶金容器，其包括设有出口的底板，

板坯结晶器，其由沿第一横向轴线x测量的宽度Wm和由沿第二横向轴线y测量的厚度Tm限定并且沿纵向轴线z延伸，其中x⊥y⊥z，并且板坯结晶器包括由空腔壁限定的结晶器空腔并且在所述空腔的上游端处开口，以及

根据上文所述的板坯水口，其中，所述板坯水口的所述上游端联接至所述冶金容器的所述底板，使得所述出口与所述入口孔流体连通，并且其中所述板坯水口的所述下游部分以插入长度Li插入所述板坯结晶器的所述空腔中，并且与所述纵向轴线z和所述第一和第二横向轴线x，y 对齐，所述插入长度Li在所述结晶器空腔的所述上游端和所述板坯水口的所述下游端之间测量。

在冶金组件的沿横向平面Pm并且尤其沿横向平面P3的剖视图中，包括，

空腔壁轮廓和外壁轮廓的第一侧向部分(Ac1)之间的第一紧密间隙，所述第一紧密间隙具有在第一横向轴线x的第一侧处沿节段m测量的第一紧密间隙宽度Gt1，所述节段m平行于所第二横向轴线y并且穿过外壁轮廓的第一侧向部分(Ac1)与第一横向轴线x之间的交点，所述第一紧密间隙宽度Gt1不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第一侧向部分(Ac1)之间的第一扩张间隙的第一扩张间隙宽度Gf1的一半，所述第一扩张间隙宽度Gf1在所述第一横向轴线x的第一侧处沿所述节段m 测量，其中

所述空腔壁轮廓和所述外壁轮廓的所述第二侧向部分(Ac2)之间的第二紧密间隙，所述第二紧密间隙具有在所述第一横向轴线x的所述第二侧处沿节段n测量的第二紧密间隙宽度Gt2，所述节段n平行于所述第二横向轴线y并且穿过所述外壁轮廓的所述第二侧向部分(Ac2)和所述第一横向轴线x之间的交点，所述第二紧密间隙宽度Gt2不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第二侧向部分(Ac2)之间的第二扩张间隙的第二扩张间隙宽度Gf2的一半，所述第二扩张间隙宽度Gf2在所述第一横向轴线x的所述第二侧处沿所述节段n测量；

第一紧密宽度Gt1等于第二紧密间隙宽度Gt2(Gt1＝Gt2)；以及

第一扩张间隙宽度Gf1等于第二扩张间隙宽度Gf2(Gf1＝Gf2)。

第一紧密间隙宽度Gt1不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第一侧向部分(Ac1)之间的第一扩张间隙的第一扩张间隙宽度Gf1的三分之一。

第二紧密间隙宽度Gt2不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第二侧向部分(Ac2)之间的第二扩张间隙的第二扩张间隙宽度Gf2的三分之一。

Gt1和Gt2在所述板坯水口的所述外壁轮廓的沿所述第二横向轴线y 测量的最大厚度的10％和70％之间。

在冶金组件的沿横向平面Pm并且尤其沿横向平面P3的相同剖视图中，

板坯结晶器的空腔由空腔壁轮廓限定，所述空腔壁轮廓包括：

具有恒定的侧向空腔厚度Tmc的第一和第二空腔侧向部分，所述第一和第二空腔侧向部分在第一横向轴线x上对齐，并且位于中心空腔部分两侧，

具有中心空腔宽度Wmx的中心空腔部分，其中所述空腔壁轮廓相对于第一和第二横向轴线x，y两者对称，并且所述中心空腔部分的厚度在其连接所述第一和第二侧向部分的两侧上等于Tmc，并且平滑地变化，直到在所述空腔壁轮廓和所述第二横向轴线y之间的交点处达到最大空腔厚度值Tmx，并且其中Tmx可以与Tmc相同或不同，(Tmx＝Tmc或 Tmx≠Tmc)，以及

板坯水口的外壁轮廓：

具有沿第一横向方向x测量的水口宽度W，所述水口宽度W小于中心空腔宽度Wmx，

具有沿第二横向轴线y测量的水口厚度T，所述水口厚度T具有最大值Tx，并且

其中板坯结晶器对板坯水口的厚度比Tmx/Tx在1.2和2.7之间。

所述板坯结晶器与所述板坯水口的厚度比Tmx/Tx在1.5和2.1之间。

相对于沿所述横向平面P3截取的剖视图限定的以下量值中的一个或多个可以在所述冶金组件的沿任意横向平面Pm截取的任意剖视图中被同样地限定：

第一和第二紧密间隙宽度Gt1，Gt2，

第一和第二扩张间隙宽度Gf1，Gf2，

中心空腔宽度Wmx和空腔厚度Tmc，Tmx，

水口宽度Wn，水口厚度Tn，Tnx，

其中横向平面Pm是垂直于所述纵向轴线z的平面，并且所述横向平面Pm是与水口板坯的下游部分在至少40％的所述插入长度Li上相交的平面。

横向平面Pm是与水口板坯的下游部分在至少50％的所述插入长度 Li上相交的平面。

横向平面Pm是与水口板坯的下游部分在至少75％的所述插入长度 Li上相交的平面。

附图说明

为了更充分地理解本公开的实质，结合附图参考以下的详细描述，其中：

图1示出了现有技术的板坯水口，其联接至中间包并且部分地插入到结晶器中；黑色箭头显示流入到结晶器中的金属熔体所遵循的主要流动路径，其中(a)为前视图，(b)为沿垂直于水口的纵向轴线z的3-3 截取的剖视图(＝平面P3)。

图2示出了根据本公开的联接至中间包并且部分地插入到结晶器中的板坯水口；黑色箭头示出了流入到结晶器中的金属熔体所遵循的主要流动路径，其中(a)为前视图，(b)为沿与水口的纵向轴线z垂直的3-3 截取的剖视图(＝平面P3)。

图3示出了根据本公开的联接至中间包且部分地插入结晶器中的板坯水口，以及示出了多种尺寸和剖切平面Pm和P3；

图4示出了根据本公开的板坯水口沿平面Q1＝(x，z)、Q2＝(y，z) 和P3(∥Q3＝(x，y))的不同视图，以及示出了多种尺寸；

图5示出了根据本公开的薄板坯水口沿平面Q1、Q2和P3的不同视图，以及示出了多种尺寸以及下游部分的在沿平面P3的切面上的两个可选几何形状。

图6示出了根据本公开的板坯水口沿平面Q1、Q2和两个平行平面Pn 和P3的不同视图，以及示出了多种尺寸。

图7示出了沿平面P3的两个剖视图，其限定了根据本公开的板坯水口的外壁轮廓的几何形状。

图8示出了插入两个不同板坯结晶器中的板坯水口沿平面P3的剖视图。

图9示出了在外壁的部分上设有突出部的根据本公开的板坯水口，在图(b)-(j)处示出多种突出部几何形状。

图10示出了设有分开第一和第二出口通口的分隔件的根据本公开的板坯水口。

图11示出了根据本公开的板坯水口沿平面P3的剖视图。

具体实施方式

图4和图5示出了根据本公开的板坯水口的实施例。板坯水口具有由外壁所限定的几何形状，外壁从上游端到下游端沿纵向轴线z在水口长度L上延伸。板坯水口的上游端包括平行于所述纵向轴线z定向的入口孔(50u)。

外壁包括沿纵向轴线z从下游端延伸并包括下游端的下游部分，并且包括一个或多个吐出孔(51d)。板坯水口总体至少包括在相应的第一和第二吐出孔处开口的第一和第二前部通口(51)。如图10所示，第一前部通口和第二前部通口可以通过沿纵向轴线z从下游端在中心孔中延伸的分隔件(10)彼此分开。板坯水口还可以包括与纵向轴线z(未示出) 平行且大致同轴的前部通口。在一个优选实施例中，如图10所示，一个或多个前部通口在它们在第一和第二吐出孔处开口时展开。

下游部分由沿第一横向轴线x测量的宽度W限定，所述宽度W至少是下游部分的沿第二横向轴线y测量的最大厚度Tx的1.5倍大，其中第一横向轴线x垂直于纵向轴线z，并且其中第二横向轴线y垂直于第一横向轴线x和纵向轴线z两者。该W/Tx纵横比被要求为允许将板坯水口的下游部分插入到板坯结晶器的空腔中，板坯结晶器的空腔的宽度当然远大于其厚度。对于所谓的薄板坯水口，W/Tx纵横比至少为3、优选至少为4或5。

板坯水口还包括在所述入口孔(50u)处开口的中心孔(50)，所述中心孔沿纵向轴线z从入口孔延伸，并且与一个或多个前部通口(51) 相交，所述一个或多个前部通口中的每一个在一个或多个吐出孔处开口。当板坯水口的上游端联接至诸如中间包之类的冶金容器(100)的底板时，板坯水口的中心孔与在中间包的底板处设置的出口(101)对齐并流体连通，使得金属熔体能够通过出口流出中间包、通过中心孔并且通过吐出孔流出板坯水口。

板坯水口的下游部分插入板坯结晶器的空腔(110c)中。板坯结晶器空腔具有沿第一横向轴线x测量的宽度Wm和沿第二横向轴线y测量的厚度Tm，该厚度对于矩形空腔是恒定的(参见图8(b))，其中Wm至少是Tm的4倍大(Wm≥4Tm)，并且对于薄板坯结晶器来说Wm甚至至少是 Tm的8倍大(Wm≥8Tm)。润滑剂被添加到板坯结晶器中的金属中以防止粘连，并捕获金属中可能存在的任何保护渣颗粒并将所述保护渣颗粒带到池的顶部以形成保护渣的浮动层(105)。长水口被固定安装以使得熔融金属在结晶器中的保护渣层的表面的下方离开并且因此被称为浸入式水口(SEN)。

如图1和图2所示，从板坯水口的出口通口流出的金属熔体遵循在纵向轴线z的相对两侧上的、沿结晶器空腔的宽度Wm的环形路径。流动路径在底部处被因在板坯结晶器空腔中凝固而以低速率流动的金属限制，并且因此被分成两个向侧面偏离的分支流。板坯结晶器空腔如此之薄，以至于所述流不能显著地偏离到第二横向轴线y的方向，并且所述流必须在纵向轴线z的两侧上沿第一横向轴线x的方向流动，直到所述流到达空腔的相应侧处的侧壁。在这个阶段，所述流向上偏离，直到它们受到池的顶部处的保护渣浮动层的限制。金属然后向内偏转成在板坯水口的任一侧上朝向彼此流动的汇聚流。当两股汇聚流到达板坯水口时，每一股汇聚流都被分成在板坯水口的下游部分的外壁的任一侧上流动的两股流(70a，70b)，使得这些流看起来像是翼的前缘。如果在相反的汇聚方向上流动的两股熔融金属流(70a，70b)在形成于结晶器空腔壁和板坯水口任一侧上的外壁之间的狭窄通道(111)中相遇，则会形成强烈的湍流。如上所述，这些湍流显著地加速了板坯水口的侵蚀并且对其使用寿命有害。

在出口通口的水平处由流向板坯水口的金属流看到的板坯水口的外壁可以由沿横向平面P3截取的剖视图的外壁轮廓表征，其中横向平面P3 是垂直于纵向轴线z的平面，并且与一个或多个吐出孔相交，横向平面 P3与下游端的距离L3是最大的。横向平面P3因此平行于平面Q3＝(x， y)。

在传统的板坯水口中，如图1(b)所示，下游部分通常至少相对于平面Q1＝(x，z)并且相对于平面Q2＝(y，z)对称。因此，沿平面P3 截取的相应剖视图的外壁轮廓至少相对于第一横向轴线x以及相对于第二横向轴线y对称。与由这种板坯水口的一个侧向轮廓形成的对称前缘相遇的金属熔体流因此将分裂成具有基本上相同的流速的两股流(70a， 70b)，所述两股流在由结晶器空腔壁与板坯水口的任一侧面形成的基本上相同的通道中流动。向板坯水口的相对的第二侧向轮廓流动熔融金属也是如此。在由板坯水口的任一侧面和结晶器空腔壁形成的通道(111) 的每一个上，沿相反方向流动的两股流在板坯水口的中间区段附近，即在平面Q2＝(y，z)的位置附近相遇。强烈的湍流形成在非常有限的空间中，从而侵蚀了板坯水口的外壁。

本公开的主旨在于防止两股熔融金属流(70a，70b)在由板坯水口的任一侧面与结晶器空腔壁形成的窄通道(111)中碰撞。其原理是围绕板坯水口形成一个环岛，使得像道路上的汽车一样，每个相反的流(70a， 70b)仅在板坯水口的一侧流过其自己的通道(111)。如图2(b)所示，从右向左流动的流(70a)被迫穿过图中所示的下部通道(111)流向板坯水口的左侧。类似地，从左向右流动的流(70b)被迫穿过图中所示的上部通道(111)流向板坯水口的右侧。因此，两个流(70a，70b)不会在通道(111)中相遇并碰撞，而是在通道的下游远离板坯水口的外壁处相遇并碰撞(在此处存在更多的用于扩展并耗散能量的空间)，以对设备产生更小的损伤。通过选择板坯水口的下游部分的几何形状来获得所述“环岛”效应，板坯水口的下游部分的几何形状具体如下。

如图4(h)、5(c)和5(d)以及图11所示，板坯水口沿横向平面 P3的剖视图示出了板坯水口的外壁的外壁轮廓，其包括：

·中心部分(Ax)，其中外壁轮廓相对于中心点c对称，中心点c定义为纵向轴线z与横向平面P3之间的交点，并且所述中心部分的两侧为：

·第一和第二侧向部分(Ac1，Ac2)，其沿所述第一横向轴线x定位在所述中心部分(Ax)的两侧上，并且其中所述外壁仅相对于所述中心点c对称，

重要的是，外壁轮廓包括相对于第一横向轴线x不轴对称的侧向部分(Ac1，Ac2)，以便有利于熔融金属流沿板坯水口的外壁的一侧流动并且阻止在相对于轴线x的另一侧的流动。在图11所示的一个实施例中，中心部分(Ax)中的外壁轮廓与第一和第二侧向部分一样仅相对于中心点c对称。在这种情况下，中心部分(Ax)在几何上减小到第二横向轴线y，并且实际上消失。然而，如图3和4(c)和4(d)所示，中心部分(Ax)的外壁轮廓优选相对于第一横向轴线x和/或第二横向轴线 y对称，优选相对于轴线x和y两者对称。例如，外壁轮廓的中心部分(Ax) 可以延伸板坯水口的下游部分的宽度W的至少33％、优选至少50％。中心部分(Ax)优选地不延伸超过虚拟矩形的第一和第二边缘的长度的85％ (33％W≤Ax≤85％W)、更优选地不超过67％。

为了保持外壁厚度基本恒定，优选的是，在薄板坯水口沿横向平面 P3的剖视图中，第一和第二前部通口由第一和第二前部通口轮廓限定，第一和第二前部通口轮廓的每一个包括远离分隔件的侧向部分，侧向部分仅相对于中心点c对称，并且优选地基本上平行于外壁轮廓的对应的第一和第二侧向部分(Ac1，Ac2)。换言之，优选的是，应用于外壁的不对称性能够相同地应用于前部通口的几何形状，使得水口壁具有基本恒定的厚度。通过这种方式，不存在具有壁过薄的薄弱点的风险，或不存在通过不必要地局部增加外壁厚度而浪费耐火材料的风险。

在图6所示的优选实施例中，在板坯水口的沿任意横向平面Pn的剖视图中，板坯水口的外壁由外壁轮廓限定，该外壁轮廓包括如上文相对于横向平面P3限定的中心部分和第一和第二侧向部分。横向平面Pn是垂直于纵向轴线z的平面，并且以与下游端的距离Ln不超过水口长度L 的60％、优选地不超过L的50％、更优选不超过L的40％的方式而与纵向轴线z相交。优选地，所述距离Ln为L的至少1％、更优选为L的至少2％、最优选为L的至少5％。横向平面P3是一个特殊的平面Pn。

在沿横向平面P3并且优选地沿任意横向平面Pn的剖视图中，下游部分的外壁轮廓内切于具有平行于第一横向轴线x的第一和第二边缘以及平行于第二横向轴线y的第三和第四边缘的虚拟矩形中。

根据图7(a)所示的本公开，通过确保外壁轮廓到虚拟矩形的四个角中的对角相对的第一和第二角的紧密距离dt为外壁轮廓到虚拟矩形的另外两个对角相对的角的扩张距离df的至少1.5倍短、优选至少两倍短 (即，2dt≤df)、更优选至少三倍短(即，3dt≤df)来获得“环岛”效应，其中所述外壁轮廓到角的距离被定义为所述角与轮廓的最接近所述角的点之间的距离。例如，距离dt和df可以分别为14mm和42mm，从而产生比例df/dt＝3，或替代性地所述距离dt和df可以分别为15mm和 38mm，从而产生比例df/dt＝2.5。利用这种几何形状，在板坯水口的外壁与结晶器空腔壁之间形成的通道(或使用航海术语“海峡”)在扩张距离 df的一侧上比在紧密距离dt的一侧上更宽，扩张距离df限定了板坯水口的“流动侧”并且形成漏斗的宽侧(在此处熔融金属能够更容易流动)，紧密距离dt限定了板坯水口的“受阻侧”并形成了漏斗的紧侧(在此处流动受阻)。

替代性地或者共存性地，如图7(b)所示，第一和第二紧密区域At 中的每一个在外壁轮廓和虚拟矩形的在第一和第二对角相对的角处连接的边缘之间，并且第一和第二紧密区域At中的每一个分别具有的面积不超过第一和第二扩张区域Af的面积的80％(即，5At≤4Af)、优选不超过67％(即，3At≤2Af)、更优选不超过50％(即，2At≤Af)，第一和第二扩张区域Af在外壁轮廓和虚拟矩形的在另外两个对角相对的角处连接的边缘之间。同样，相比于在区域At的一侧，熔融金属流的流动在板坯水口的区域Af的一侧是有利的，其中区域Af限定了漏斗的宽侧，而区域At限定了漏斗的紧侧(在此处流动受阻)。

如上所述，通过迫使朝向板坯水口的侧向轮廓流动的熔融金属流优先偏向板坯水口的流动侧而不是偏向板坯水口的相对的受阻侧来获得所述环岛效应。这是通过以下方式实现的：在流动侧形成宽的漏斗入口并在受阻侧形成漏斗的窄侧，从而促进通过板坯水口的流动侧的流动。通过在板坯水口的面向金属熔体的相反流的两个侧向轮廓处应用具有中心对称性的这种几何形状，每股流被偏向在板坯水口的一侧处的其自身的单向道(参见图2(b))。与汽车不同，无法通过交通标志防止熔融金属在错误的路径上流动。如图9所示，通过提供从板坯水口的下游部分的外壁突出的多个突出部，熔融金属流可以进一步受阻而不从板坯水口的受阻侧沿错误的路径流动。所述突出部优选地分布在外壁的在虚拟矩形的两个对角相对的区域(即，仅在中心点c处相交)内的区域上，所述两个对角相对的区域包括板坯水口外壁轮廓的受阻侧，外壁轮廓的受阻侧通过紧密距离dt或紧密区域At表征。

如图9(b)至9(j)所示，突出部(5)可以具有不同的几何形状，所述几何形状包括圆形和椭圆形(参见图9(b))、直线或曲线(参见图 9(h)和9(g))、V字形(参见图9(c)和9(e))、圆弧(参见图9(d) 和9(f))以及多边形(未示出)等，直线或曲线可以是连续的或不连续的。突出部优选地从下游部分的外壁的表面突出至少3mm、优选至少4mm、并且优选地不超过20mm、更优选地不超过15mm。如图9(g)至9(j) 所示，突出部可以是连续的线，或如图9(a)至9(f)所示，突出部也可以是离散的突出部。离散的突出部优选以交错的布置方式分布在下游部分的外壁的第一和第二受阻部分上。如图9(e)和9(f)所示的包括面向被阻碍流动的流的凹形侧的突出部在促进本公开中所寻求的环岛效应方面尤其有效。

如图2所示，本公开的板坯水口用于铸造金属板坯的冶金组件。所述冶金组件包括：

·冶金容器(100)，其包括设有出口(101)的底板，

·板坯结晶器(110)，其包括由空腔壁限定空腔(110c)并在所述空腔的上游端开口，以及

·如前所述的板坯水口，其中板坯水口的上游端联接至冶金容器的底板，使得出口(101)与板坯水口的入口孔(50u)流体连通，并且其中所述板坯水口的所述下游部分在插入长度Li上插入所述板坯结晶器的所述空腔中，并且与所述纵向轴线z以及第一和第二横向轴线x，y对齐，所述插入长度Li从所述结晶器空腔的上游端沿所述纵向轴线z测量。

板坯结晶器的空腔由沿纵向轴线z延伸的空腔壁限定。在冶金组件的沿横向平面P3的剖视图中，空腔壁由图8中所示的空腔壁轮廓限定。空腔壁轮廓包括：

·具有基本上恒定的侧向空腔厚度Tmc的第一和第二空腔侧向部分，所述第一和第二空腔侧向部分在第一横向轴线x上对齐，并且位于中心空腔部分两侧，

·中心空腔部分，其具有中心空腔宽度Wmx，并且具有厚度，该厚度在所述中心空腔部分的与第一和第二侧向部分连接的两侧上等于Tmc，并且平滑地变化，直到在空腔壁轮廓和第二横向轴线y之间的相交点处达到最大空腔厚度值Tmx。并且其中Tmx可以等于或大于Tmc，(Tmx≥Tmc)。

在一个实施例中，如图8(b)所示，Tmx＝Tmc，从而限定了矩形空腔壁轮廓。换而言之，该实施例也可以被定义为具有中心部分宽度Wmx＝0。

在待铸造的板坯的厚度显著低于板坯水口的厚度T的情况下，结晶器空腔可以包括允许板坯水口的下游部分插入的漏斗状部分。该实施例在图8(a)中示出，其中结晶器空腔壁轮廓在中心部分中的厚度与侧向部分相比逐渐增加，直到达到最大结晶器空腔厚度值，即，Tmx>Tmc。该空腔壁的漏斗形中心部分沿z方向在板坯水口的下游端下方终止，在此处，结晶器空腔具有矩形横截面。漏斗形中心部分的垂直于纵向轴线z 的横截面优选具有相对于第一和第二横向轴线x，y两者对称的空腔壁轮廓。空腔壁中心部分的沿x方向测量的宽度Wmx必须大于板坯水口的宽度W。类似地，沿y方向测量的最大空腔厚度值Tmx必须大于板坯水口的最大厚度Tx。在一个优选实施例中，板坯结晶器对板坯水口的厚度比 Tmx/Tx在1.2和2.7之间、优选在1.5和2.1之间。

如图2(b)和图8所示，在第一横向轴线x的任一侧上在板坯水口外壁和空腔壁之间形成通道或间隙。熔融金属流基本上平行于第一横向轴线x流动，并朝向第二横向轴线y以相反的汇聚方向流动。图2(b) 中所示的环岛效应(每股流优先在第一纵向轴线x的一侧上沿其自己的通道流动)通过分别控制在板坯水口的受阻和流动侧处的通道入口的相应宽度Gt和Gf来获得。因此，如图8所示，在冶金组件的沿横向平面 P3的剖视图中，所述通道或间隙可以如下面所解释的那样限定。

在第二横向轴线y的第一侧，在空腔壁轮廓与外壁轮廓的第一侧向部分(Ac1)之间存在第一紧密间隙，所述第一紧密间隙具有在第一横向轴线x的第一侧处沿节段m测量的第一紧密间隙宽度Gt1，节段m平行于第二横向轴线y并且穿过外壁轮廓的第一侧向部分(Ac1)与第一横向轴线x之间的交点。所述第一紧密间隙宽度Gt1不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第一侧向部分(Ac1)之间的第一扩张间隙的第一扩张间隙宽度Gf1的一半(2Gt1≤Gf1)、优选不超过三分之一，第一扩张间隙宽度Gf1在所述第一横向轴线x的第一侧处沿所述节段m测量。

在第二横向轴线y的相反的第二侧处，在空腔壁轮廓与外壁轮廓的第二侧向部分(Ac2)之间存在第二紧密间隙，该第二紧密间隙与所述第一紧间隙对角相对。第二紧密间隙具有在第一横向轴线x的第二侧处沿节段n测量的第二紧密间隙宽度Gt2，节段n平行于第二横向轴线y并且穿过外壁轮廓的第二侧向部分(Ac2)与第一横向轴线x之间的相交点。所述第二紧密间隙宽度Gt2不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第二侧向部分(Ac2)之间的第二扩张间隙的第二扩张间隙宽度Gf2的一半(2Gt2≤Gf2)、优选不超过三分之一，第二扩张间隙宽度Gf2在所述第一横向轴线x的第二侧处沿所述节段n测量。

忽略在连铸操作期间板坯水口相对于结晶器空腔的任何运动，因为结晶器空腔至少相对于中心点c对称，第一紧密宽度Gt1基本上等于第二紧密间隙宽度Gt2(Gt1＝Gt2)。并且，Gt1和Gt2优选地在板坯水口的外壁轮廓的沿第二横向轴线y测量的最大厚度Tx的10％到70％之间 (0.1Tx≤Gti≤0.7Tx，其中i＝1或2)。类似地，第一扩张间隙宽度Gf1 基本上等于第二扩张间隙宽度Gf2(Gf1＝Gf2)。

例如，取决于结晶器空腔是否包括漏斗形中心空腔部分(即，Wmx是否等于或大于0)，结晶器空腔可具有最大厚度Tmx＝74mm至162mm。对于这种结晶器空腔，可以使用具有最大厚度Tx＝60mm的薄板坯水口，并且紧密间隙宽度Gt1、Gt2可以在6mm和42mm之间，通常约为25mm。对于具有最大厚度Tmx＝156mm至251mm的结晶器空腔，可以使用具有最大厚度Tx＝130mm的板坯水口。紧密间隙宽度Gt1，Gt2可以在13mm和 91mm之间，通常约为40mm。

上文中相对于沿横向平面P3截取的切面限定的冶金组件的几何形状优选地还适用于沿任意横向平面Pm截取的任意切面，所述横向平面Pm 被定义为垂直于纵向轴线z的并且与水口板坯的下游部分在插入长度Li 的至少40％、优选至少50％、更优选至少75％上相交的平面。横向平面 Pm优选地在板坯水口的下游端的上方与水口板坯的下游部分相交，优选地以插入长度Li的优选至少1％、更优选至少5％的距离高于下游端。例如，相对于沿平面P3截取的切面限定的以下量值也适用于沿平面Pm 截取的切面：

·第一和第二紧密间隙宽度Gt1，Gt2，

·第一和第二扩张间隙宽度Gf1，Gf2，

·中心空腔宽度Wmx和空腔厚度Tmc，Tmx，

·水口宽度Wn，水口厚度Tn，Tnx，

通过优先将流向板坯水口的两侧的两个相反的汇聚熔融金属流偏转为围绕板坯水口(其通过本公开的板坯水口的特定几何形状实现)，通常位于结晶器和板坯水口之间的狭窄通道中的两股相反的流之间的冲击或碰撞区域被从所述板坯水口移开，并且由此产生的湍流对板坯水口外壁的侵蚀具有明显较小的影响。因此可以显著地延长板坯水口的使用寿命。根据本公开的板坯水口可以用于任意现有的冶金设备中，并且在不改变设备的其余部分的情况下产生前述优点。所述环岛效应使得板坯水口外壁的侵蚀率显著降低。

Claims (37)

1.一种用于铸造由金属制成的板坯的板坯水口(1)，所述板坯水口具有由外壁限定的几何形状，所述外壁从上游端到下游端沿纵向轴线z在水口长度L上延伸，所述外壁包括沿所述纵向轴线z延伸的下游部分，所述下游部分从所述下游端延伸并包括所述下游端，其中，

所述板坯水口的所述上游端包括平行于所述纵向轴线z定向的入口孔(50u)，并且其中，

所述板坯水口的所述下游部分包括一个或多个吐出孔(51d)，所述下游部分由沿第一横向轴线x测量的宽度限定，所述宽度是所述下游部分的沿第二横向轴线y测量的厚度的至少1.5倍大，其中所述第一横向轴线x垂直于所述纵向轴线z，所述第二横向轴线y同时垂直于所述第一横向轴线x和所述纵向轴线z，

所述板坯水口还包括在所述入口孔(50u)处开口的中心孔(50)，所述中心孔从所述入口孔沿所述纵向轴线z延伸并与一个或多个前部通口(51)相交，所述一个或多个前部通口中的每一个在所述一个或多个吐出孔处开口，

其特征在于，在所述板坯水口的沿横向平面P3截取的剖视图中，所述板坯水口的所述外壁由外壁轮廓限定，所述外壁轮廓包括：

中心部分(Ax)，其中所述中心部分(Ax)的外壁轮廓相对于中心点c对称，该中心点c为所述纵向轴线z与所述横向平面P3之间的交点，并且所述中心部分的两侧有：

第一和第二侧向部分(Ac1，Ac2)，其沿着所述第一横线轴线x分布于所述中心部分(Ax)两侧，并且其中所述外壁仅相对于所述中心点c对称，

所述下游部分的所述外壁轮廓内切于具有平行于所述第一横向轴线x的第一边缘和第二边缘以及平行于所述第二横向轴线y的第三边缘和第四边缘的虚拟矩形中，并且其中所述外壁轮廓到所述虚拟矩形的四个角中的对角相对的第一角和第二角的紧密距离dt是所述外壁轮廓到所述虚拟矩形的另外两个对角相对的角的扩张距离df的至少1.5倍短，其中，所述外壁轮廓到角的距离被定义为所述角与所述轮廓的最靠近所述角的点之间的距离，

其中所述横向平面P3是垂直于所述纵向轴线z并且与所述一个或多个吐出孔相交的平面，所述横向平面P3到所述下游端的距离L3是最大的。

2.根据权利要求1所述的板坯水口(1)，其特征在于，所述中心部分(Ax)的所述外壁轮廓同时相对于所述第一横线轴线x和所述第二横线轴线y对称。

3.根据权利要求1或2所述的板坯水口(1)，其特征在于，所述下游部分的所述宽度是所述下游部分的所述厚度的至少三倍大。

4.根据权利要求1或2所述的板坯水口(1)，其特征在于，所述板坯水口包括在对应的第一和第二吐出孔处开口的第一和第二前部通口(51)。

5.根据权利要求4所述的板坯水口(1)，其特征在于，所述第一和第二前部通口通过分隔件(10)彼此分开，所述分隔件在所述中心孔中沿所述纵向轴线z从所述下游端延伸。

6.根据权利要求1或2所述的板坯水口，其特征在于，所述紧密距离dt是所述扩张距离df的至少两倍短。

7.根据权利要求6所述的板坯水口，其特征在于，所述紧密距离dt是所述扩张距离df的至少三倍短。

8.根据权利要求6所述的板坯水口，其特征在于，所述紧密距离dt是所述扩张距离df的不超过十倍短。

9.根据权利要求6所述的板坯水口，其特征在于，所述紧密距离dt是所述扩张距离df的不超过八倍短。

10.根据权利要求6所述的板坯水口，其特征在于，在所述外壁轮廓与所述虚拟矩形的在对角相对的所述第一角和所述第二角处连接的边缘之间的第一和第二紧密区域At中的每一个的面积分别不超过80％的第一和第二扩张区域Af的面积，所述第一和第二扩张区域Af在所述外壁轮廓与所述虚拟矩形的在所述另外两个对角相对的角处连接的边缘之间。

11.根据权利要求10所述的板坯水口，其特征在于，所述第一和第二紧密区域At中的每一个的面积分别不超过67％的所述第一和第二扩张区域Af的面积。

12.根据权利要求10所述的板坯水口，其特征在于，所述第一和第二紧密区域At中的每一个的面积分别不超过50％的所述第一和第二扩张区域Af的面积。

13.根据权利要求6所述的板坯水口，其特征在于，突出部(5)分布在所述下游部分的所述外壁的第一和第二受阻部分上，所述第一和第二受阻部分对应于在沿所述平面P3的剖面中的所述外壁轮廓的部分，所述外壁轮廓的所述部分在所述虚拟矩形的、包括所述紧密距离dt或紧密区域At的两个对角相对区域中。

14.根据权利要求13所述的板坯水口，其特征在于，所述突出部从所述下游部分的所述外壁的表面突出至少3mm，并且所述突出部具有在圆形、椭圆形、直线或曲线、V形、圆弧、多边形中选择的几何形状。

15.根据权利要求14所述的板坯水口，其特征在于，所述突出部从所述下游部分的所述外壁的所述表面突出至少4mm。

16.根据权利要求14所述的板坯水口，其特征在于，所述突出部从所述下游部分的所述外壁的所述表面突出不超过20mm。

17.根据权利要求14所述的板坯水口，其特征在于，所述突出部从所述下游部分的所述外壁的所述表面突出不超过15mm。

18.根据权利要求14所述的板坯水口，其特征在于，其中所述突出部为离散的突出部，所述离散的突出部以交错的布置方式分布在所述下游部分的所述外壁的所述第一和第二受阻部分上。

19.根据权利要求1或2所述的板坯水口，其特征在于，所述一个或多个前部通口在其在相应的吐出孔处打开时展开。

20.根据权利要求4所述的板坯水口，其特征在于，其中在薄板坯水口的沿所述横向平面P3截取的剖视图中，所述第一和第二前部通口由第一和第二前部通口轮廓限定，所述第一和第二前部通口轮廓中的每一个包括远离所述分隔件的侧向部分，所述侧向部分仅相对于所述中心点c对称。

21.根据权利要求20所述的板坯水口，其特征在于，所述侧向部分平行于所述外壁轮廓的所述对应的第一和第二侧向部分(Ac1，Ac2)。

22.根据权利要求4所述的板坯水口，其特征在于，所述外壁轮廓的所述中心部分(Ax)延伸所述虚拟矩形的所述第一边缘和所述第二边缘的宽度W的至少33％。

23.根据权利要求22所述的板坯水口，其特征在于，所述外壁轮廓的所述中心部分(Ax)延伸所述虚拟矩形的所述第一边缘和所述第二边缘的宽度W的至少50％。

24.根据权利要求22所述的板坯水口，其特征在于，所述外壁轮廓的所述中心部分(Ax)延伸不超过所述虚拟矩形的所述第一边缘和所述第二边缘的所述宽度W的85％。

25.根据权利要求22所述的板坯水口，其特征在于，所述外壁轮廓的所述中心部分(Ax)延伸不超过所述虚拟矩形的所述第一边缘和所述第二边缘的所述宽度W的67％。

26.根据权利要求1或2所述的板坯水口(1)，其特征在于，在所述板坯水口的沿任意横向平面Pn截取的剖视图中，所述板坯水口的所述外壁由外壁轮廓限定，所述外壁轮廓包括如在权利要求1中相对于所述横向平面P3所限定的中心部分以及第一和第二侧向部分，其中横向平面Pn是垂直于所述纵向轴线z的平面，并且是以以下方式而与所述纵向轴线z相交的平面：所述横向平面Pn与所述下游端的距离Ln不超过所述水口长度L的60％。

27.根据权利要求26所述的板坯水口(1)，其特征在于，所述横向平面Pn是以以下方式而与所述纵向轴线z相交的平面：所述横向平面Pn与所述下游端的距离Ln不超过所述水口长度L的50％。

28.一种用于铸造金属板坯的冶金组件，其特征在于，所述冶金组件包括：

冶金容器(100)，其包括设有出口(101)的底板，

沿纵向轴线z延伸的板坯结晶器(110)，所述板坯结晶器由沿第一横向轴线x测量的宽度Wm和沿第二横向轴线y测量的厚度Tm限定，其中x⊥y⊥z，并且所述板坯结晶器包括由空腔壁限定的结晶器空腔(110c) 并且在所述空腔的上游端处开口，以及

根据前述权利要求中的任一项所述的板坯水口，其中，所述板坯水口的所述上游端联接至所述冶金容器的所述底板，使得所述出口(101)与所述入口孔(50u)流体连通，并且其中所述板坯水口的所述下游部分以插入长度Li插入所述板坯结晶器的所述空腔中，并且与所述纵向轴线z和所述第一横向轴线x和所述第二横向轴线y对齐，所述插入长度Li在所述结晶器空腔的所述上游端与所述板坯水口的所述下游端之间测量。

29.根据权利要求28所述的冶金组件，其特征在于，在所述冶金组件的沿所述横向平面P3截取的剖视图中，包括：

空腔壁轮廓和所述外壁轮廓的所述第一侧向部分(Ac1)之间的第一紧密间隙，所述第一紧密间隙具有在所述第一横向轴线x的第一侧处沿节段m测量的第一紧密间隙宽度Gt1，所述节段m平行于所述第二横向轴线y并且穿过所述外壁轮廓的所述第一侧向部分(Ac1)和所述第一横向轴线x之间的交点，所述第一紧密间隙宽度Gt1不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第一侧向部分(Ac1)之间的第一扩张间隙的第一扩张间隙宽度Gf1的一半，所述第一扩张间隙宽度Gf1在所述第一横向轴线x的第一侧处沿所述节段m测量，其中

所述空腔壁轮廓和所述外壁轮廓的所述第二侧向部分(Ac2)之间的第二紧密间隙，所述第二紧密间隙具有在所述第一横向轴线x的所述第二侧处沿节段n测量的第二紧密间隙宽度Gt2，所述节段n平行于所述第二横向轴线y并且穿过所述外壁轮廓的所述第二侧向部分(Ac2)和所述第一横向轴线x之间的交点，所述第二紧密间隙宽度Gt2不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第二侧向部分(Ac2)之间的第二扩张间隙的第二扩张间隙宽度Gf2的一半，所述第二扩张间隙宽度Gf2在所述第一横向轴线x的所述第二侧处沿所述节段n测量，

所述第一紧密宽度Gt1等于所述第二紧密间隙宽度Gt2；并且

所述第一扩张间隙宽度Gf1等于所述第二扩张间隙宽度Gf2。

30.根据权利要求29所述的冶金组件，其特征在于，所述第一紧密间隙宽度Gt1不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第一侧向部分(Ac1)之间的第一扩张间隙的第一扩张间隙宽度Gf1的三分之一。

31.根据权利要求29所述的冶金组件，其特征在于，所述第二紧密间隙宽度Gt2不超过所述空腔壁轮廓与所述外壁轮廓的所述第二侧向部分(Ac2)之间的第二扩张间隙的第二扩张间隙宽度Gf2的三分之一。

32.根据权利要求29所述的冶金组件，其特征在于，Gt1和Gt2在所述板坯水口的所述外壁轮廓的沿所述第二横向轴线y测量的最大厚度的10％和70％之间。

33.根据权利要求28-32中任一项所述的冶金组件，其特征在于，所述冶金组件的沿所述横向平面P3截取的剖视图，

所述板坯结晶器的所述空腔由空腔壁轮廓限定，所述空腔壁轮廓包括：

具有恒定的侧向空腔厚度Tmc的第一和第二空腔侧向部分，所述第一和第二空腔侧向部分在所述第一横向轴线x上对齐，并且位于中心空腔部分两侧，

具有中心空腔宽度Wmx的中心空腔部分，其中所述空腔壁轮廓相对于第一和第二横向轴线x，y两者对称，并且所述中心空腔部分的厚度在其连接所述第一和第二侧向部分的两侧上等于Tmc，并且平滑地变化，直到在所述空腔壁轮廓和所述第二横向轴线y之间的交点处达到最大空腔厚度值Tmx，并且其中Tmx可以与Tmc相同或不同，并且

所述板坯水口的所述外壁轮廓：

具有沿所述第一横向轴线x测量的水口宽度W，所述水口宽度W小于所述中心空腔宽度Wmx，

具有沿所述第二横向轴线y测量的水口厚度T，所述水口厚度T具有最大值Tx，并且

其中所述板坯结晶器与所述板坯水口的厚度比Tmx/Tx在1.2和2.7之间。

34.根据权利要求33所述的冶金组件，其特征在于，所述板坯结晶器与所述板坯水口的厚度比Tmx/Tx在1.5和2.1之间。

35.根据权利要求28-32中任一项所述的冶金组件，其特征在于，在权利要求28-32任一项中相对于沿所述横向平面P3截取的剖视图限定的以下量值中的一个或多个可以在所述冶金组件的沿任意横向平面Pm截取的任意剖视图中被同样地限定：

第一和第二紧密间隙宽度Gt1，Gt2，

第一和第二扩张间隙宽度Gf1，Gf2，

中心空腔宽度Wmx和空腔厚度Tmc，Tmx，

水口宽度Wn，水口厚度Tn，Tnx，

其中横向平面Pm是垂直于所述纵向轴线z的平面，并且所述横向平面Pm是与水口板坯的下游部分在至少40％的所述插入长度Li上相交的平面。

36.根据权利要求35所述的冶金组件，其特征在于，所述横向平面Pm是与水口板坯的下游部分在至少50％的所述插入长度Li上相交的平面。

37.根据权利要求35所述的冶金组件，其特征在于，所述横向平面Pm是与水口板坯的下游部分在至少75％的所述插入长度Li上相交的平面。