SK5142003A3 - Method and apparatus for controlling standing surface wave and turbulence in continuous casting vessel - Google Patents
Method and apparatus for controlling standing surface wave and turbulence in continuous casting vessel Download PDFInfo
- Publication number
- SK5142003A3 SK5142003A3 SK514-2003A SK5142003A SK5142003A3 SK 5142003 A3 SK5142003 A3 SK 5142003A3 SK 5142003 A SK5142003 A SK 5142003A SK 5142003 A3 SK5142003 A3 SK 5142003A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- molten metal
- submerged
- flow
- vessel
- inlet nozzle
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/103—Distributing the molten metal, e.g. using runners, floats, distributors
Abstract
Description
Spôsob a zariadenie na kontrolu stojatej povrchovej vlny a turbulencie v nádobe na kontinuálne liatieMethod and apparatus for controlling standing surface wave and turbulence in a continuous casting vessel
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka oblasti kontinuálneho liatia ocele.The invention relates to the field of continuous steel casting.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Pri kontinuálnom liatí ocele sa roztavený kov leje z veľkej nádoby, nazývanej medzipanva, do vodou chladenej medenej formy s použitím ponorenej vstupnej dýzy (submerged entry nozzle - SEN). Oceľ začína tuhnúť, keď príde do styku so stenami medenej formy, pričom táto doska klesá nadol kontinuálne rýchlosťou liatia. Hrúbka vo forme lejacieho stroja na dosky je typicky okolo 9 až 12 palcov, zatiaľ čo v lejacom stroji na tenké dosky je hrúbka len asi 2 až 4 palce. Šírka dosky je vo všeobecnosti veľmi veľká, typicky 60 až 72 palcov. Na voľnom povrchu kovu sa udržiava vrstva tavidla, ktorá chráni horúci kov pred atmosférickou oxidáciou a vytvára tenkú mastiacu vrstvu medzi klesajúcou doskou a stenami formy.In continuous steel casting, molten metal is poured from a large vessel, called a tundish, into a water-cooled copper mold using a submerged entry nozzle (SEN). The steel begins to solidify when it comes into contact with the walls of the copper mold, the plate sinking down continuously at the casting speed. The thickness in the form of a plate casting machine is typically about 9 to 12 inches, while in a thin plate casting machine the thickness is only about 2 to 4 inches. The board width is generally very large, typically 60 to 72 inches. A flux layer is maintained on the free metal surface to protect the hot metal from atmospheric oxidation and form a thin lubricating layer between the descending plate and the mold walls.
Niekoľko štúdií prúdenia kvapaliny vo formách lejacích strojov na dosky ukázalo, že prúdenie roztaveného kovu vo forme má veľký vplyv na povrchovú a podpovrchovú kvalitu výsledného liateho kovu. Roztavený kov, vystupujúci z ponorenej vstupnej dýzy, je sklonený vzhľadom na vodorovný smer a naráža na úzku stenu. To vedie k vzniku horného a spodného recirkulačného prúdenia, ktoré sú schematicky znázornené vo všeobecnom obrazci prúdenia na obr. 1. Horná recirkulácia spôsobuje stojatú vlnu na voľnom povrchu. Výška vlny typicky osciluje s časom Táto oscilujúca stojatá vlna a s tým spojená turbulencia na voľnom povrchu sa považujú za hlavnú príčinu defektov v odlievaných doskách, vyrobených týmto procesom.Several studies of the flow of liquid in the form of plate casting machines have shown that the flow of molten metal in the mold has a great influence on the surface and subsurface quality of the resulting cast metal. The molten metal emerging from the submerged inlet nozzle is inclined with respect to the horizontal direction and impinges on a narrow wall. This leads to the formation of upper and lower recirculation flows, which are schematically shown in the general flow pattern in FIG. 1. Upper recirculation causes a standing wave on a free surface. The wave height typically oscillates with time This oscillating standing wave and the associated turbulence on the free surface are considered to be the main cause of defects in the cast slabs produced by this process.
V dôsledku iných fyzikálnych faktorov (napríklad hradidlo a nerovnomerné blokovanie dýzy) a turbulencie nemusia byť obrazce na oboch stranách formy symetrické a môžu sa kontinuálne meniť s časom. Výška vlnv závisí od hĺbky ponorenia SEN, pretože vlna je typicky vyššia pri plytkom ponorení. Výška vlny tiež závisí od uhla otvoru a od plochy otvoru, pretože menšie uhly a menšie plochy typicky poskytujú väčšiu výšku vlnyDue to other physical factors (for example, the gate and uneven nozzle blocking) and turbulence, the patterns on both sides of the mold may not be symmetrical and may change continuously with time. The wave height depends on the immersion depth of the SEN since the wave is typically higher with shallow immersion. Wave height also depends on the angle of the hole and the area of the hole, because smaller angles and smaller areas typically provide a larger wave height
-2Povrchová turbulencia a stojaté vlny sú pravdepodobne najdôležitejšími faktormi, ovplyvňujúcimi kvalitu odliatkov. Vlna a recirkulácie oscilujú z jednej strany na druhú a nepriaznivo ovplyvňujú kvalitu odliatkov.-2Surface turbulence and standing waves are probably the most important factors affecting the quality of castings. Wool and recirculation oscillate from one side to the other and adversely affect the quality of the castings.
Prúdenie je ďalej vychýlené vplyvom hradidla alebo prednostným blokovaním dýzy. Vychýlený tok zväčšuje pravdepodobnosť strhávania trosky z tavidla. Väčší uhol vtoku smerom nadol od vodorovného smeru pomáha znížiť povrchovú turbuienciu a výšku vlny stlačením bodu nárazu do väčšej hĺbky vo forme. Nižší bod nárazu však vedie k tenkej stuhnutej vrstve na výstupe z formy a spája sa s nebezpečenstvom pretrhnutia. Ďalším problémom je, že hlbšia spodná recirkulácia zanáša inklúzie nadol do oveľa väčšej hĺbky a ovplyvňuje kvalitu odliateho kovu.The flow is further deflected by the action of the dam or by preferentially blocking the nozzle. The deflected flow increases the likelihood of entrainment of slag from the flux. A larger inlet angle downwards from the horizontal helps to reduce surface turbulence and wave height by pushing the impact point to a greater depth in the mold. However, a lower impact point results in a thin solidified layer at the mold exit and is associated with the risk of tearing. Another problem is that deeper bottom recirculation enters the inclusions down to a much greater depth and affects the quality of the cast metal.
V súlade s tým je cieľom tohto vynálezu poskytnúť zariadenie a spôsob kontinuálneho liatia kovu, ktorý zabezpečuje rovnejší a menej turbulentný voľný povrch, aby sa dosiahlo efektívnejšie prúdenie tavidla, pričom sa tiež umožní efektívnejšie odstraňovať inklúzie a umožní sa potenciálne znížiť riziko pretrhnutia. Očakáva sa, že toto zmenší povrchové a podpovrchové defekty v odlievanej doske, spojené s touto povrchovou vlnou a turbulenciou.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a continuous metal casting apparatus and method that provides a more even and less turbulent free surface to achieve more efficient flux flow while also allowing for more efficient removal of inclusions and potentially reducing the risk of breakage. This is expected to lessen surface and subsurface defects in the cast slab associated with this surface wave and turbulence.
Hoci sú tu opísané s ohľadom na oblasť liatia ocele, je zrejmé, že podobné výhody tlmenia povrchovej vlny, spolu s ďalšími výhodami, sa dajú dosiahnuť pri iných aplikáciách tohto vynálezu. Takéto výhody môžu byť zrejmé odborníkovi v tejto oblasti vo svetle tohto opisu alebo pomocou využívania tohto vynálezu v praxi.Although described herein with respect to the steel casting field, it will be appreciated that similar advantages of surface wave damping, along with other advantages, can be achieved in other applications of the invention. Such advantages may be apparent to those skilled in the art in light of the disclosure or by the practice of the invention.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Vynález zahrnuje systém nádoby na roztavené kovy na liatie roztavených kovov a spôsob vytvorenia prúdenia roztaveného kovu na kontinuálne liatie. Vo všeobecnosti zariadenie podľa tohto vynálezu zahrnuje systém nádoby na roztavené kovy na liatie roztavených kovov, pričom tento systém zahrnuje a) nádobu, obsahujúcu roztavený kov, prispôsobenú na to, aby obsahovala a dodávala roztavený kov na liatie, pričom táto nádoba má vnútorné povrchy a roztavený kov tvorí horný povrch; b) ponorenú vstupnú dýzu, prechádzajúcu pod horný povrch; a c) člen na modifikovanie prúdenia, umiestnený medzi najmenej jedným z vnútorných povrchov a ponorenou vstupnou dýzou. Môže saThe invention includes a molten metal vessel system for casting molten metals and a method of providing a flow of molten metal for continuous casting. Generally, the apparatus of the present invention comprises a molten metal vessel system for molten metal casting, the system comprising a) a vessel comprising molten metal adapted to contain and supply molten metal for casting, the vessel having internal surfaces and molten metal the metal forms the upper surface; b) a submerged inlet nozzle extending below the upper surface; and c) a flow modifying member disposed between at least one of the inner surfaces and the submerged inlet nozzle. It can
-3použiť povrchový člen na modifikovanie prúdenia, ktorý je dostatočne blízko k hornému povrchu roztaveného kovu tak, aby tlmil tvorbu vín v hornom povrchu roztaveného kovu. Tiež sa môže použiť ponorený člen na modifikovanie prúdenia, ktorý je úplne ponorený v určitej hĺbke pod horným povrchom roztaveného kovu a je v dostatočnej blízkosti ponorenej vstupnej dýzy, aby ovplyvnil obrazec horného a spodného recirkulačného prúdenia a výsledné pôsobenie turbulencie a vín, ktoré je nimi spôsobené. Ponorený člen na modifikovanie prúdenia vykazuje tiež účinok zoslabovania stojatých vín na povrchu roztaveného kovu vo forme na kontinuálne liatie.Use a flow modifying surface member that is sufficiently close to the upper surface of the molten metal to dampen the formation of waves in the upper surface of the molten metal. A submerged flow modifier may also be used which is fully submerged at some depth below the upper surface of the molten metal and is close enough to the submerged inlet nozzle to affect the pattern of the upper and lower recirculation flow and the resulting turbulence and wine effects caused by them. . The submerged flow modifying member also exhibits the effect of attenuating standing wines on the surface of the molten metal in a continuous casting mold.
Povrchový alebo ponorený člen na modifikovanie prúdenia je výhodne umiestnený na každej strane ponorenej vstupnej dýzy a môže sa použiť rad povrchových alebo ponorených členov na modifikovanie prúdenia na každej strane ponorenej vstupnej dýzy. Povrchový člen na modifikovanie prúdenia typicky prechádza do roztaveného kovu, hoci môže byť prispôsobený tak, aby zostal tesne nad voľným povrchom roztaveného kovu tak, aby zabránil tvorbe vín v hornom povrchu kovu. Ponorený člen na modifikovanie prúdenia je typicky umiestnený pod povrchom roztaveného kovu na mieste, kde zabraňuje hornému a spodnému recirkulačnému prúdeniu, vyvolanému prúdom roztaveného kovu z ponorenej vstupnej dýzy. Normálne bude povrch roztaveného kovu niesť vrstvu tavidla. V určitých uskutočneniach prinajmenšom časť povrchového člena na modifikovanie prúdenia alebo jeho podpery môže prechádzať cez vrstvu tavidla a/alebo roztavený kov. V iných uskutočneniach môžu byť celé ponorené členy na modifikovanie prúdenia umiestnené vnútri roztaveného kovu a pod vrstvou tavidla.The surface or submerged flow modifying member is preferably located on each side of the submerged inlet nozzle, and a variety of surface or submerged flow modifying members on each side of the submerged inlet nozzle may be used. The flow modifying surface member typically passes into the molten metal, although it may be adapted to remain just above the free surface of the molten metal so as to prevent the formation of waves in the upper surface of the metal. The submerged flow modifying member is typically located below the surface of the molten metal at a location where it prevents the upper and lower recirculation flow induced by the molten metal stream from the submerged inlet nozzle. Normally, the surface of the molten metal will carry a flux layer. In certain embodiments, at least a portion of the flow modifying surface member or support thereof may pass through a flux layer and / or molten metal. In other embodiments, the entire submerged flow modifying members may be located within the molten metal and below the flux layer.
Vo všeobecnosti tento vynález nie je obmedzený žiadnou geometriou povrchového alebo ponoreného člena na modifikovanie prúdenia. Napríklad v jednom uskutočnení môže byť povrchový člen na modifikovanie prúdenia tvarovaný tak, aby vytváral pomerne tenkú časť, prispôsobenú na to, aby prechádzala cez vrstvu tavidla, a pomerne širokú časť, prispôsobenú na to, aby prechádzala do roztaveného kovu. V inom uskutočnení povrchový člen na modifikovanie prúdenia zahrnuje viaceré zuby, prispôsobené na to, aby prechádzali cez vrstvu tavidla, a pomerne širokú časť, prispôsobenú na to, aby prechádzala do roztaveného kovu. V ešte inom uskutočnení povrchový člen na modifikovanie prúdenia zahrnuje spodnú časť, zužujúcu sa smerom preč od ponorenej vstupnej dýzy a smerom kIn general, the present invention is not limited to any geometry of the surface or submerged flow modifying member. For example, in one embodiment, the flow modifying surface member may be shaped to form a relatively thin portion adapted to pass through the flux layer and a relatively wide portion adapted to pass into the molten metal. In another embodiment, the flow modifying surface member comprises a plurality of teeth adapted to pass through the flux layer and a relatively wide portion adapted to pass into the molten metal. In yet another embodiment, the flow modifying surface member comprises a lower portion tapering away from the submerged inlet nozzle and toward
-4vnútomému povrchu tak, aby mala do istej miery lichobežníkový tvar. V alternatívnych uskutočneniach, v ktorých je člen na modifikovanie prúdenia ponorený do roztaveného kovu pod vrstvou tavidla, sa dajú použiť rôzne geometrie, aby sa znížila tvorba turbulencie a vín, spôsobená roztaveným kovom, vystupujúcim z ponorenej vstupnej dýzy.-4in the present surface to somewhat trapezoidal shape. In alternative embodiments in which the flow modifying member is immersed in the molten metal below the flux layer, different geometries may be used to reduce the formation of turbulence and waves caused by the molten metal exiting the submerged inlet nozzle.
V takomto uskutočnení môže ponorený člen na modifikovanie prúdenia mať napríklad mnohouholníkovú, lichobežníkovú alebo kužeľovitú geometriu. Treba si však uvedomiť, že tieto geometrie sú len príkladmi rôznych geometrií, ktoré môžu prijateľne zabraňovať pôsobeniu turbulencie a vín podľa tohto vynálezu, pričom umožnia voľné a rovnomerné prúdenie tavidla na voľnom povrchu kovu, ako je len prakticky možné. Tieto geometrie ako také sa tiež môžu úspešne použiť na skonštruovanie povrchového alebo ponoreného člena na modifikovanie prúdenia.In such an embodiment, the submerged flow modifying member may have, for example, a polygonal, trapezoidal or conical geometry. It should be appreciated, however, that these geometries are merely examples of different geometries that can acceptably prevent the turbulence and wines of the present invention while allowing free and uniform flow of the flux over the free metal surface as practically possible. As such, these geometries can also be successfully used to construct a surface or submerged flow modifying member.
Povrchový člen na modifikovanie prúdenia môže byť držaný v styku alebo vo funkčnej blízkosti voľného povrchu kovu ľubovoľnými vhodnými mechanickými prostriedkami, ako napríklad cez konzolu, pripevnenú k lejacej forme. Povrchový člen na modifikovanie prúdenia môže tiež držať pripevnenie k inej konštrukcii než k lejacej forme.The flow modifying surface member may be held in contact or operatively adjacent to the free metal surface by any suitable mechanical means, such as through a bracket attached to the casting mold. The flow modifying surface member may also hold the attachment to a structure other than the casting mold.
V určitých uskutočneniach tohto vynálezu môže byť ponorený člen na modifikovanie prúdenia tiež pripevnený k ponorenej vstupnej dýze. Materiály a postupy pripevňovania môžu byť ľubovoľné z tých, ktoré sú vhodné na manipuláciu s teplotné odolnými materiálmi, ako je žiaruvzdorná keramika. Je výhodné, keď sa povrchový alebo ponorený člen na modifikovanie prúdenia nedotýka vnútorného povrchu formy, aby sa zabránilo prerušeniu tak tuhnutia materiálu, ako aj prúdenia tavidla do lejacej formy.In certain embodiments of the invention, the submerged flow modifying member may also be attached to the submerged inlet nozzle. The attachment materials and procedures may be any of those suitable for handling temperature-resistant materials such as refractory ceramics. Preferably, the surface or submerged flow modifying member does not contact the inner surface of the mold to prevent interruption of both the solidification of the material and the flow of flux into the casting mold.
Ďalším aspektom tohto vynálezu je to, že člen na modifikovanie prúdenia alebo iný tlmiaci prostriedok voči turbulencii a/alebo vlnám umožňuje, aby ponorená vstupná dýza voliteľne nasmerovala prúd roztaveného kovu v smere, ktorý je vodorovný alebo je nad nim (a nie, ako je typicky nadol smerujúci prúd). Tento znak pomáha podporiť efektívnejšiu elimináciu inklúzií počas lejacieho procesu a tiež znižuje riziko vysokoteplotného pretrhnutia čerstvo stuhnutej vrstvy, keď vystupuje z formy, zapríčineného, tým, že horúci roztavený kov je nasmerovaný príliš nízko a príliš blízko k výstupnému koncu lejacej formy.Another aspect of the present invention is that the flow modifying member or other damping means against turbulence and / or waves allows the submerged inlet nozzle to selectively direct the flow of molten metal in a direction that is horizontal or above (and not as typically downstream). This feature helps to promote more effective elimination of inclusions during the casting process and also reduces the risk of high temperature rupture of the freshly solidified layer as it exits the mold caused by the hot molten metal being directed too low and too close to the outlet end of the casting mold.
Systém nádoby na roztavené kovy na liatie roztavených kovov podľa tohto vynálezu tiež zahrnuje a) nádobu, obsahujúcu roztavený kov, prispôsobenú na to, aby obsahovala a dodávala roztavený kov na liatie, pričom táto nádoba má vnútorné povrchy a roztavený kov tvorí horný povrch; b) ponorenú vstupnú dýzu, prechádzajúcu pod horný povrch; a c) prostriedky na tlmenie tvorby vín v hornom povrchu roztaveného kovu.The molten metal vessel system for molten metal casting according to the present invention also comprises a) a vessel comprising molten metal adapted to contain and supply molten metal for casting, the vessel having internal surfaces and the molten metal forming the upper surface; b) a submerged inlet nozzle extending below the upper surface; and c) means for inhibiting the formation of wines in the upper surface of the molten metal.
Prostriedky na tlmenie tvorby vín v hornom povrchu roztaveného kovu sa dajú realizovať použitím mechanickej sily (ako napríklad vo forme povrchového alebo ponoreného člena na modifikovanie prúdenia alebo ekvivalentného mechanického usporiadania alebo zariadenia), hydraulickej alebo pneumatickej sily (ako napríklad vo forme prúdu plynu, nasmerovaného na voľný povrch kovu), alebo použitím elektromagnetickej sily (ako napríklad použitím elektromagnetických ovládačov, používaných na iné účely kontrolovania roztavených kovov v priemysle).Means for suppressing the formation of wines in the upper surface of the molten metal can be realized by using a mechanical force (such as a surface or submerged flow modifying member or equivalent mechanical arrangement or device), a hydraulic or pneumatic force (such as a gas stream directed at free metal surface), or using electromagnetic force (such as using electromagnetic actuators used for other purposes of controlling molten metals in industry).
Tento vynález tiež zahrnuje spôsob vytvorenia prúdu roztaveného kovu na kontinuálne liatie, pričom tento spôsob zahrnuje: a) vytvorenie nádoby, obsahujúcej roztavený kov, prispôsobenej na to, aby obsahovala a dodávala roztavený kov na liatie, pričom táto nádoba má vnútorné povrchy a roztavený kov tvorí horný povrch; b) zavedenie prúdu roztaveného kovu pod horný povrch roztaveného kovu, pričom sa tlmí tvorba vín v hornom povrchu roztaveného kovu; a c) umožnenie roztavenému kovu vystupovať z nádoby tak, aby sa vytvoril kovový odliatok.The present invention also includes a method of providing a molten metal stream for continuous casting, the method comprising: a) providing a vessel containing molten metal adapted to contain and supply molten metal for casting, the vessel having internal surfaces and forming molten metal upper surface; b) introducing a stream of molten metal below the upper surface of the molten metal, suppressing the formation of wines in the upper surface of the molten metal; and c) allowing the molten metal to exit the vessel to form a metal casting.
Tlmenie tvorby vín v hornom povrchu roztaveného kovu sa dá uskutočniť s použitím mechanického zariadenia, hydraulickej alebo pneumatickej sily alebo elektromagnetickej sily, ako sme opísali vyššie.The damping of the wine formation in the upper surface of the molten metal can be accomplished using a mechanical device, a hydraulic or pneumatic force, or an electromagnetic force, as described above.
Ponorená vstupná dýza môže nasmerovať prúd roztaveného kovu vodorovne, nad alebo mierne pod vodorovný smer, hoci je výhodné, ak tento smer je mierne pod vodorovným smerom (t. j. 1 - 20 stupňov pod vodorovným smerom).The submerged inlet nozzle may direct the molten metal stream horizontally, above or slightly below the horizontal direction, although it is preferred that this direction is slightly below the horizontal direction (i.e., 1-20 degrees below the horizontal direction).
Tento vynález teda poskytuje jednoduchý spôsob zníženia turbulencie a pôsobenia vín, ktoré sú typicky inherentné procesu kontinuálneho liatia kovov. V jednom uskutočnení sä kus žiaruvzdorného alebo iného teplotné odolného člena (na ktorý budeme odkazovať ako na povrchový modifikátor prúdenia) vloží alebo bude ináč zaberať s voľným povrchom, výhodne zvrchu a blízko a výhodne na oboch stranách ponorenejThus, the present invention provides a simple method of reducing turbulence and the action of wines, which are typically inherent in the continuous metal casting process. In one embodiment, a piece of refractory or other temperature resistant member (referred to herein as a surface flow modifier) will insert or otherwise engage the free surface, preferably from above and near and preferably on both sides of the submerged surface.
-6vstupnej dýzy. Povrchový modifikátor prúdenia potom tlmí horné recirkulačné prúdenie a ním vytvárané vlny, čo zasa podstatne spomaľuje rýchlosť povrchu a robí voľný povrch takmer rovným. To je schematicky znázornené na obr. 2. V iných uskutočneniach tohto vynálezu je kus žiaruvzdorného alebo iného teplotné odolného člena (na ktorý budeme odkazovať ako na ponorený modifikátor prúdenia) umiestnený pod povrchom roztaveného kovu a je vytvorený na prerušenie normálneho obrazca recirkulačného prúdenia roztaveného kovu z ponorenej vstupnej dýzy, čím sa zníži veľkosť stojatých vín, ktoré vytvára. Takéto usporiadanie je znázornené na obr. 9 a 10. Použitím spôsobov a zariadenia podľa tohto vynálezu sa defekty, spôsobené vlnami voľného povrchu alebo turbulenciou, dajú zmenšiť alebo dokonca prakticky vylúčiť.-6input nozzle. The surface flow modifier then dampens the upper recirculation flow and the waves it produces, which in turn slows down the surface speed substantially and makes the free surface almost flat. This is shown schematically in FIG. 2. In other embodiments of the present invention, a piece of refractory or other temperature resistant member (referred to herein as a submerged flow modifier) is positioned below the molten metal surface and is designed to interrupt the normal pattern of recirculating molten metal flow from the submerged inlet nozzle thereby reducing the size of the standing wines it creates. Such an arrangement is shown in FIG. 9 and 10. Using the methods and apparatus of the present invention, defects caused by free surface waves or turbulence can be reduced or even virtually eliminated.
Pretože kov tuhne v styku so stenou formy, povrchový alebo ponorený modifikátor prúdenia by sa výhodne nemal dotýkať steny formy. Teda je typicky nevyhnutné zachovávať medzeru medzi povrchovým alebo ponoreným modifikátorom prúdenia a stenou formy.Since the metal solidifies in contact with the mold wall, the surface or submerged flow modifier should preferably not contact the mold wall. Thus, it is typically necessary to maintain a gap between the surface or submerged flow modifier and the mold wall.
Obr. 3 znázorňuje bočný pohľad na formu s vyššie opísaným povrchovým modifikátorom prúdenia. Tento koncept sa testoval a ukázalo sa, že funguje na malorozmerovom vodnom modeli. Tvar, veľkosť a umiestnenie povrchového modifikátora prúdenia bude závisieť od konkrétneho systému. Ani povrchový, ani ponorený modifikátor prúdenia by nemali spomaľovať prúdenie do takej miery, aby kov nadmerne tuhol v blízkosti voľného povrchu. Všeobecná trojrozmerná schéma systému povrchového modifikátora prúdenia je znázornená na obr. 3a. Pretože povrchový modifikátor prúdenia znižuje turbulenciu voľného povrchu, prúd sa stáva symetrickým na oboch stranách ponorenej vstupnej dýzy a podstatne sa zmenšuje vychýlený tok.Fig. 3 shows a side view of a mold with the surface flow modifier described above. This concept was tested and proved to work on a small-scale water model. The shape, size and location of the surface flow modifier will depend on the particular system. Neither the surface nor submerged flow modifier should slow the flow to such an extent that the metal solidifies excessively near the free surface. A general three-dimensional diagram of the surface flow modifier system is shown in FIG. 3a. Since the surface flow modifier reduces the turbulence of the free surface, the flow becomes symmetrical on both sides of the submerged inlet nozzle and substantially reduces the deflected flow.
Očakáva sa, že spôsob a zariadenie podľa tohto vynálezu poskytnú oveľa lepšiu kontrolu nad procesom kontinuálneho liatia a významne zlepšia kvalitu ním vyrábaných liatych kovov.The method and apparatus of the present invention are expected to provide much better control of the continuous casting process and significantly improve the quality of the cast metals produced by it.
- 7Stručny opis obrázkov- 7 Brief description of the figures
Okrem vyššie uvedených znakov budú ďalšie aspekty tohto vynálezu zrejme z nasledujúceho opisu výkresov a príkladných uskutočnení, kde rovnaké označenia v niekoľkých pohľadoch označujú identické alebo ekvivalentné znaky, a kde.In addition to the above features, other aspects of the present invention will be apparent from the following description of the drawings and exemplary embodiments, wherein like designations in several views indicate identical or equivalent features, and wherein.
Obr. 1 znázorňuje pohľad spredu v reze na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci všeobecný obrazec prúdenia vo forme na kontinuálne liatie;Fig. 1 is a front cross-sectional view of a continuous casting system showing a general flow pattern in a continuous casting mold;
Obr. 2 znázorňuje pohľad spredu v reze na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci všeobecný obrazec prúdenia vo forme na kontinuálne liatie a znázorňujúci povrchové modifikátory prúdenia podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu;Fig. 2 is a front cross-sectional view of a continuous casting system showing a general flow pattern in a continuous casting mold and showing surface flow modifiers according to an embodiment of the present invention;
Obr. 2a znázorňuje rozložený pohľad spredu v reze na ponorenú vstupnú dýzu, ktorá má vodorovný výstup roztaveného kovu podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu;Fig. 2a is an exploded front cross-sectional view of a submerged inlet nozzle having a horizontal molten metal outlet according to an embodiment of the present invention;
Obr. 2b znázorňuje rozložený pohľad spredu v reze na ponorenú vstupnú dýzu, ktorá má výstup nahor tečúceho roztaveného kovu podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu;Fig. 2b is an exploded front cross-sectional view of a submerged inlet nozzle having an outlet of molten metal flowing according to one embodiment of the present invention;
Obr. 2c znázorňuje pohľad spredu v reze reze na ponorenú vstupnú dýzu, ktorá má výstup nadol tečúceho roztaveného kovu podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu,Fig. 2c shows a cross-sectional front view of a submerged inlet nozzle having an outlet of molten metal flowing down according to one embodiment of the present invention;
Obr. 3 znázorňuje schematicky bočný pohľad na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci všeobecný obrazec prúdenia vo forme na kontinuálne liatie a znázorňujúci povrchový modifikátor prúdenia podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu;Fig. 3 is a schematic side view of a continuous casting system showing a general flow pattern in a continuous casting mold and showing a surface flow modifier according to an embodiment of the present invention;
Obr. 3a znázorňuje schematicky perspektívny pohľad na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci všeobecný obrazec prúdenia vo forme na kontinuálne liatie a znázorňujúci najmenej jeden povrchový modifikátor prúdenia podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu,Fig. 3a is a schematic perspective view of a continuous casting system showing a general flow pattern in a continuous casting mold and showing at least one surface flow modifier according to an embodiment of the present invention;
Obr. 4 znázorňuje schematicky bočný pohľad na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci formu na kontinuálne liatie a znázorňujúci zvonku držaný povrchový modifikátor prúdenia podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu;Fig. 4 is a schematic side view of a continuous casting system showing a continuous casting mold and showing an external flow surface modifier according to an embodiment of the present invention;
Obr. 5 znázorňuje schematicky bočný pohľad na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci formu na kontinuálne liatie a znázorňujúci povrchový modifikátor prúdenia tvaru lopatky podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu;Fig. 5 is a schematic side view of a continuous casting system showing a continuous casting mold and showing a surface modifier of a blade shape according to an embodiment of the present invention;
-8Obr. 6 znázorňuje schematicky bočný pohľad na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci formu na kontinuálne liatie a znázorňujúci povrchový modifikátor prúdenia, ktorý má viaceré zuby, podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu,-8Obr. 6 is a schematic side view of a continuous casting system showing a continuous casting mold and showing a surface flow modifier having multiple teeth, according to an embodiment of the present invention;
Obr. 7 znázorňuje pohľad spredu v reze na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci formu na kontinuálne liatie a znázorňujúci povrchový člen na modifikovanie prúdenia podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu;Fig. 7 is a front cross-sectional view of a continuous casting system showing a continuous casting mold and showing a flow modifying surface member according to an embodiment of the present invention;
Obr. 8 znázorňuje schematicky bočný pohľad na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci formu na kontinuálne liatie a znázorňujúci povrchový člen na modifikovanie prúdenia podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu;Fig. 8 is a schematic side view of a continuous casting system showing a continuous casting mold and showing a flow modifying surface member according to an embodiment of the present invention;
Obr. 9a - 9c pozostávajú z rozložených pohľadov, čiastočne v reze, na alternatívne uskutočnenie tohto vynálezu, kde sa ponorené členy na modifikovanie prúdenia používajú na modifikovanie prúdenia roztaveného kovu z ponorenej vstupnej dýzy z obr. 2a; aFig. 9a-9c consist of exploded views, partially in section, of an alternative embodiment of the present invention wherein submerged flow modifying members are used to modify the flow of molten metal from the submerged inlet nozzle of FIG. 2; and
Obr. 10a - 10c znázorňujú, ako sa používajú ponorené členy na modifikovanie prúdenia z obr. 9a - 9c na modifikovanie prúdenia roztaveného kovu z ponorenej vstupnej dýzy z obr. 2c.Fig. 10a-10c illustrate how the submerged flow modifying members of FIGS. 9a-9c to modify the flow of molten metal from the submerged inlet nozzle of FIGS. 2c.
Podrobný opis výhodných uskutočneníDetailed Description of Preferred Embodiments
V súlade s predchádzajúcim súhrnom v ďalšom podávame podrobný opis výhodných uskutočnení, ktoré v súčasnosti považujeme za také, ktoré zahrnujú najlepšie využitie vynálezu.In accordance with the foregoing summary, we provide a detailed description of the preferred embodiments currently considered to include the best use of the invention.
Obr. 1 znázorňuje pohľad spredu v reze na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci všeobecný obrazec prúdenia vo forme na kontinuálne liatie. Obr. 1 znázorňuje formu I na kontinuálne liatie a roztavený kov 2, vstupujúci do formy i na kontinuálne liatie, keď tento kov vystupuje z ponorenej vstupnej dýzy 3. Roztavený kov, ked' vstúpi do formy 1 na kontinuálne liatie, tečie vo všeobecnosti pozdĺž prúdnic 4 a vystupuje z formy ako čiastočne stuhnutá doska 5 v tvare formy (typicky pravouhlý). Keď roztavený kov 2 postupuje cez formu, na vnútorných povrchoch 8 formy I sa tvorí vrstva stuhnutej ocele 6, aby vytvorila škrupinu nad čerstvo odliatou doskou. Pohyb kovu nadol cez formu je uľahčený vrstvou tavidla 9 (na voľnom povrchu JO roztaveného kovu), ktoráFig. 1 is a front cross-sectional view of a continuous casting system showing a general flow pattern in a continuous casting mold. Fig. 1 shows the continuous casting mold I and the molten metal 2 entering the continuous casting mold 1 as it exits the submerged inlet nozzle 3. The molten metal flows generally along the nozzles 4 when it enters the continuous casting mold 1 and it emerges from the mold as a partially solidified mold-shaped plate 5 (typically rectangular). As the molten metal 2 passes through the mold, a layer of solidified steel 6 is formed on the inner surfaces 8 of the mold I to form a shell over the freshly cast plate. The downward movement of the metal through the mold is facilitated by a layer of flux 9 (on the free surface 10 of the molten metal) which
-9sa rozprestiera medzi vnútornými povrchmi 8 a vrstvou stuhnutej ocele 6 (neznázornené v hrúbke).It extends between the inner surfaces 8 and the layer of solidified steel 6 (not shown in thickness).
Obr. 2 znázorňuje pohľad spredu v reze na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci všeobecný obrazec prúdenia vo forme na kontinuálne liatie a znázorňujúci pár povrchových modifikátorov VI prúdenia podľa jedného uskutočnenia tohto vynálezu. V alternatívnom uskutočnení tohto vynálezu je umiestnený druhý pár povrchových modifikátorov 7 prúdenia, jeden na každej strane vstupnej dýzy 3. Je zrejmé, že sa môžu použiť rôzne množstvá a usporiadania povrchových modifikátorov prúdenia bez toho, aby sme sa vychýlili z rámca tohto vynálezu.Fig. 2 is a front cross-sectional view of a continuous casting system showing a general flow pattern in a continuous casting mold and showing a pair of surface flow modifiers VI according to an embodiment of the present invention. In an alternative embodiment of the present invention, a second pair of surface flow modifiers 7 is provided, one on each side of the inlet nozzle 3. It will be appreciated that various amounts and arrangements of surface flow modifiers can be used without departing from the scope of the invention.
Obr. 2 znázorňuje prúdnice, ktoré by spôsobili turbulenciu, ovplyvňujúcu voľný povrch 10 roztaveného kovu 2, nesúci vrstvu 9 tavidla. Povrchový člen H na modifikovanie prúdenia zasahuje do povrchu 10 kovu cez vrstvu 9 tavidla, ale výhodne sa nedotýka vnútorných povrchov, ako je vnútorný povrch 8, pod hladinou roztaveného kovu 2. Povrchový člen JJ. na modifikovanie prúdenia znižuje turbulenciu v roztavenom kove 2, čím znižuje tvorbu vín vo voľnom povrchu 10, pričom sa zachováva voľné prúdenie materiálu tavidla k vonkajším okrajom voľného povrchu J0, takže tavidlo môže tiecť rovnomerne pozdĺž strán formy bez porušovania stuhnutej vrstvy kovu.Fig. 2 shows the nozzles which would cause turbulence affecting the free surface 10 of the molten metal 2 carrying the flux layer 9. The flow modifying surface member 11 extends into the metal surface 10 through the flux layer 9, but preferably does not contact internal surfaces, such as the internal surface 8, below the level of the molten metal 2. The surface member 11. The flow modifier reduces turbulence in the molten metal 2, thereby reducing the formation of wines in the free surface 10 while maintaining free flow of the flux material to the outer edges of the free surface 10 so that the flux can flow evenly along the sides of the mold without breaking the solidified metal layer.
Obr. 2a znázorňuje rozložený pohľad na alternatívne uskutočnenie ponorenej vstupnej dýzy 3. V uskutočnení, znázornenom na obr. 2a, sú otvory ponorenej vstupnej dýzy prispôsobené tak, aby spôsobovali, že roztavený kov bude vystupovať z dýzy vo v podstate vodorovnom smere 4.Fig. 2a shows an exploded view of an alternative embodiment of a submerged inlet nozzle 3. In the embodiment shown in FIG. 2a, the orifices of the submerged inlet nozzle are adapted to cause the molten metal to exit the nozzle in a substantially horizontal direction 4.
Obr. 2b znázorňuje rozložený pohľad na ďalšie alternatívne uskutočnenie ponorenej vstupnej dýzy 3. V uskutočnení, znázornenom na obr. 2b, je otvor ponorenej vstupnej dýzy prispôsobený tak, aby spôsobil, že roztavený kov bude vystupovať z dýzy v smere 4 nahor od vodorovného smeruFig. 2b is an exploded view of another alternative embodiment of a submerged inlet nozzle 3. In the embodiment shown in FIG. 2b, the orifice of the submerged inlet nozzle is adapted to cause the molten metal to exit the nozzle in a direction 4 upward from the horizontal direction
Obr. 2c znázorňuje pohľad spredu v reze na ďalšie alternatívne uskutočnenie ponorenej vstupnej dýzy 3Fig. 2c shows a front sectional view of another alternative embodiment of a submerged inlet nozzle 3
Obr. 3 znázorňuje bočný pohľad v reze na systém na kontinuálne liatie z obr 2. Obr 3 znázorňuje povrchový člen JJ_ na modifikovanie prúdenia v jeho polohe, pripevnenej k stranám formy J. Ako možno vidieť na obr. 3, povrchový člen JJ. naFig. Fig. 3 is a side cross-sectional view of the continuous casting system of Fig. 2. Fig. 3 shows a surface member 11 for modifying the flow in its position attached to the sides of the mold J. As can be seen in Figs. 3, the surface member 11. on the
- 10modifikovanie prúdenia je prispôsobený tak, že má spodnú časť 16, pričom spodná časť 16 je dostatočne dlhá na to, aby spôsobila, že bude prechádzať vrstvou 9 tavidla a bude ponorená do roztaveného kovu 2. Spodná časť ]6 povrchového Člena H na modifikovanie prúdenia je ďalej prispôsobená tak, aby bola dostatočne úzka, aby zachovávala priestor medzi vonkajšími okrajmi spodnej časti 16 a vnútorným povrchom 8 formy 1 na kontinuálne liatie. Udržiavanie priestoru medzi spodnou časťou a vnútorným povrchom 8 formy umožňuje väčšiu kontinuitu vrstvy 9 tavidla, pretože toto tečie na povrchu J_0 roztaveného kovu bez sprievodného roztrhnutia tuhnúceho kovu.- the flow modification 10 is adapted to have a lower portion 16, the lower portion 16 being long enough to cause it to pass through the flux layer 9 and be immersed in the molten metal 2. The lower portion 16 of the surface member 11 for modifying the flow it is further adapted to be narrow enough to maintain the space between the outer edges of the bottom portion 16 and the inner surface 8 of the continuous casting mold 1. Maintaining the space between the lower portion and the inner surface 8 of the mold allows for greater continuity of the flux layer 9, since this flows on the surface 10 of the molten metal without accompanying tearing of the solidifying metal.
Obr. 3a znázorňuje perspektívny pohľad na systém na kontinuálne liatie z obr. 2. Obr. 3a tiež znázorňuje ďalšie povrchové modifikátory 7 prúdenia alternatívneho uskutočnenia.Fig. 3a shows a perspective view of the continuous casting system of FIG. 2. FIG. 3a also shows other surface flow modifiers 7 of an alternative embodiment.
Obr. 4 znázorňuje bočný pohľad v reze na alternatívne uskutočnenie systému na kontinuálne liatie z obr. 2. Ako možno vidieť na obr. 4, povrchový modifikátor U prúdenia je prispôsobený na to, aby bol nesený zvonka, pričom povrchový modifikátor U prúdenia má hornú časť 12, pričom horná časť 12 je pripevnená k ľubovoľnému vhodnému, rozmerovo stálemu vonkajšiemu členu. Je zrejmé, že v tomto alternatívnom uskutočnení sa môžu viaceré, rôzne tvarované povrchové modifikátory prúdenia môžu prispôsobiť tak, aby boli nesené zvonka.Fig. 4 is a side cross-sectional view of an alternative embodiment of the continuous casting system of FIG. 2. As can be seen in FIG. 4, the surface flow modifier U is adapted to be supported externally, the surface flow modifier U having an upper portion 12, the upper portion 12 being attached to any suitable dimensionally stable outer member. It will be appreciated that in this alternative embodiment, multiple, differently shaped surface flow modifiers may be adapted to be supported externally.
Obr. 5 znázorňuje bočný pohľad v reze na ďalšie alternatívne uskutočnenie systému na kontinuálne liatie z obr. 2. Ako možno vidieť na obr. 5, povrchový modifikátor U prúdenia je prispôsobený tak, aby mal pomerne tenkú časť 13, pričom táto pomerne tenká časť 13 je prispôsobená tak, aby prechádzala cez vrstvu 9 tavidla a do roztaveného kovu 2. Povrchový modifikátor H prúdenia je ďalej prispôsobený tak. aby mal pomerne širokú časť 17, pričom tato pomerne široká časť 12 je trvalé pripevnená k pomerne tenkej časti 13 V znázornenom alternatívnom uskutočnení je povrchový modifikátor H prúdenia umiestnený tak, aby pomerne široká časť J_7 bola úplne ponorená do roztaveného kovu 2.Fig. 5 is a side cross-sectional view of another alternative embodiment of the continuous casting system of FIG. 2. As can be seen in FIG. 5, the surface modifier U is adapted to have a relatively thin portion 13, the relatively thin portion 13 being adapted to pass through the flux layer 9 and into the molten metal 2. The surface modifier H is further adapted so. In the alternative embodiment shown, the surface flow modifier H is positioned such that the relatively wide portion 17 is completely immersed in the molten metal 2.
Obr. 6 znázorňuje bočný pohľad v reze na ďalšie alternatívne uskutočnenie' systému na kontinuálne liatie z obr. 2. Ako možno vidieť na obr. 6, povrchový modifikátor U prúdenia je prispôsobený tak. aby mal viaceré zuby 18, pričom tieto zuby suFig. 6 is a side cross-sectional view of another alternative embodiment of the continuous casting system of FIG. 2. As can be seen in FIG. 6, the surface flow modifier U is adapted so. to have several teeth 18, the teeth being
- 11 prispôsobené tak, aby horná časť zubov bola nad vrstvou 9 tavidla a aby spodná časť prechádzala cez vrstvu 9 tavidla a do roztaveného kovu 2.11 adapted so that the upper part of the teeth is above the flux layer 9 and that the lower part passes through the flux layer 9 and into the molten metal 2.
Obr. 7 znázorňuje pohľad spredu v reze na systém na kontinuálne liatie, znázorňujúci ďalšie alternatívne uskutočnenie tohto vynálezu. Povrchové modifikátory prúdenia, ako sú znázornené na obr. 2, sú nahradené povrchovými členmi 15 na modifikovanie prúdenia. Ako je znázornené na obr. 7, jeden povrchový člen na modifikovanie prúdenia je umiestnený na každej strane ponorenej vstupnej dýzy 3 a medzi ponorenou vstupnou dýzou 3 a vnútornou stenou 8 formy 1. Povrchové členy 15 na modifikovanie prúdenia sú umiestnené dostatočne blízko k vrstve 9 tavidla tak, aby boli v styku s vrstvou 9 tavidla, pričom povrchové členy 15 na modifikovanie prúdenia sú ďalej prispôsobené tak, aby neprechádzali cez vrstvu 9 tavidla. Povrchové členy 15 na modifikovanie prúdenia majú v priereze tvar U a majú spodnú kontaktnú časť 19, ktorá má dostatočne plochý, rovinný povrch na zachytenie vín, keď sa vytvárajú na voľnom povrchu W roztaveného kovu 2.Fig. 7 is a front cross-sectional view of a continuous casting system showing another alternative embodiment of the present invention. Surface flow modifiers as shown in FIG. 2, they are replaced by flow modifying surface members 15. As shown in FIG. 7, one flow modifying surface member is located on each side of the submerged inlet nozzle 3 and between the submerged inlet nozzle 3 and the inner wall 8 of the mold 1. The flow modifying surface members 15 are positioned sufficiently close to the flux layer 9 to be in contact with the flux layer 9, wherein the flow modifying surface members 15 are further adapted not to pass through the flux layer 9. The flow modifying surface members 15 are U-shaped in cross-section and have a lower contact portion 19 having a sufficiently flat, planar surface for retaining the wines when formed on the free surface W of the molten metal 2.
Na obr. 7 sú povrchové členy 15 na modifikovanie prúdenia prispôsobené tak, aby mali podpernú časť 20, pričom podperná časť 20 je prispôsobená tak, aby mohla byť trvalé pripevnená k vonkajšiemu podpernému členu 21. Vonkajšie podperné členy 21 tvoria ľubovoľné rozmerovo stále vonkajšie podperné prostriedky.In FIG. 7, the flow modifying surface members 15 are adapted to have a support portion 20, the support portion 20 being adapted to be permanently attached to the outer support member 21. The outer support members 21 form any dimensionally stable outer support means.
Obr. 8 znázorňuje bočný pohľad v reze na systém na kontinuálne liatie z obr. 7, ktorý má povrchové členy 15 na modifikovanie prúdenia namiesto povrchových modifikátorov prúdenia z obr. 2. Ako možno vidieť na obr. 8, strany povrchového člena j_5 na modifikovanie prúdenia sú umiestnené tak, aby boli dostatočne blízko, ale nie v styku so stranami formy 1.Fig. 8 is a side cross-sectional view of the continuous casting system of FIG. 7 having surface flow modifying members 15 instead of the surface flow modifiers of FIG. 2. As can be seen in FIG. 8, the sides of the flow modifying surface member 15 are positioned to be sufficiently close, but not in contact with, the sides of the mold 1.
Alternatívne uskutočnenie tohto vynálezu možno vidieť s odkazom na obr. 9a - 9c. V tomto konkrétnom uskutočnení zostávajú ponorené modifikátory' 22 prúdenia pod voľným povrchom J0 roztaveného kovu 2 a pod vrstvou 9 tavidla. Ponorený modifikátor 22 prúdenia je umiestnený na každej strane ponorenej vstupnej dýzy 3 a je umiestnený tak, aby modifikoval prirodzený tok 4 roztaveného kovu 2 z nej. Ako možno vidieť z porovnania s obr. 1, ponorené modifikátory 22 prúdenia bránia prudkému prúdeniu v recirkulačných obrazcoch 4' nahor a nadol, ktoré sú vo všeobecnosti vyvolané ponorenouAn alternative embodiment of the invention can be seen with reference to FIG. 9a-9c. In this particular embodiment, the submerged flow modifiers 22 remain below the free surface 10 of the molten metal 2 and below the flux layer 9. The submerged flow modifier 22 is located on each side of the submerged inlet nozzle 3 and is positioned to modify the natural flow 4 of the molten metal 2 therefrom. As can be seen from the comparison with FIG. 1, the submerged flow modifiers 22 prevent the abrupt flow in the upward and downward 4 'recirculation patterns, which are generally induced by the submerged
- 12 vstupnou dýzou v procese kontinuálneho liatia dokonca i vtedy, keď je prúd 4 roztaveného kovu nasmerovaný pod menším než optimálnym, v podstate vodorovným sklonom z ponorenej vstupnej dýzy 3.12 through an inlet nozzle in the continuous casting process even if the molten metal stream 4 is directed below a less than optimal, substantially horizontal inclination from the submerged inlet nozzle 3.
Poloha ponorených modifikátorov 22 prúdenia sa dá zabezpečiť rôznymi prostriedkami. Ako je znázornené na obr. 9a a 9b, ponorené modifikátory 22 prúdenia môžu byť pripevnené k časti ponorenej vstupnej dýzy 3 ľubovoľnými vhodnými pripevňovacími prostriedkami 23, ktoré sú schopné odolať vysokej teplote roztaveného kovu 2. Napríklad sa môže využiť vysoký bod topenia ocele alebo keramických konzol. Ako je znázornené na obr. 9c, polohu ponorených modifikátorov 22 prúdenia je tiež možné zabezpečiť ich pripevnením k dostatočne stabilnému podpernému členu 24, nachádzajúcemu sa nad voľným povrchom 10 roztaveného kovu 2. V každom z týchto prípadov je z vyššie uvedených dôvodov výhodné, ak sa medzi vnútornými povrchmi 8 formy J. a ponorenými modifikátormi 22 prúdenia zachováva medzera.The position of the submerged flow modifiers 22 can be secured by various means. As shown in FIG. 9a and 9b, the submerged flow modifiers 22 may be attached to a portion of the submerged inlet nozzle 3 by any suitable attachment means 23 capable of withstanding the high temperature of the molten metal 2. For example, a high melting point of steel or ceramic brackets may be employed. As shown in FIG. 9c, the position of the submerged flow modifiers 22 can also be secured by attaching them to a sufficiently stable support member 24 located above the free surface 10 of the molten metal 2. In each of these cases, it is preferable for the above-mentioned reasons and the submerged flow modifiers 22 maintain a gap.
Ešte ďalšie uskutočnenie tohto vynálezu je znázornené na obr. 10a - 10c. Toto uskutočnenie tohto vynálezu využíva ponorené modifikátory 22 prúdenia a pripevňovacie prostriedky 23 z obr. 9a - 9c, ale ponorenú vstupnú dýzu 3 z obr. 2c. Ako sme uviedli predtým, na minimalizovanie stojatých vín a turbulencie je vo všeobecnosti výhodné vytvoriť pre roztavený kov, vytekajúci z ponorenej vstupnej dýzy 3, dráhu 4 prúdenia, smerujúcu mierne nadol. Obr. 10a - 10c ukazujú, že ponorené modifikátory 22 prúdenia podľa tohto vynálezu sa dajú tiež použiť s rovnakým alebo väčším účinkom s touto formou ponorenej vstupnej dýzy 3. Spôsobom, podobným činnosti ponorených modifikátorov 22 prúdenia z obr. 9a - 9c, sú ponorené modifikátory 22 prúdenia z obr 10a - 10c schopné výhodne modifikovať prúdenie roztaveného kovu, vystupujúceho z ponorenej vstupnej dýzy 3, tak, aby sa prirodzené obrazce recirkulačného prúdenia zmenšili a aby sa znížila prudkosť turbulencie a stojatých vln, alebo aby sa dokonca prakticky eliminovali.Yet another embodiment of the present invention is shown in FIG. 10a-10c. This embodiment of the invention utilizes submerged flow modifiers 22 and attachment means 23 of FIG. 9a-9c, but the submerged inlet nozzle 3 of FIG. 2c. As mentioned above, in order to minimize standing wines and turbulence, it is generally advantageous to provide a flow path 4 slightly downward for the molten metal flowing from the submerged inlet nozzle 3. Fig. 10a-10c show that the submerged flow modifiers 22 of the present invention can also be used with the same or greater effect with this form of the submerged inlet nozzle 3. In a manner similar to the operation of the submerged flow modifiers 22 of Figs. 9a-9c, the submerged flow modifiers 22 of Figures 10a-10c are capable of advantageously modifying the flow of molten metal exiting the submerged inlet nozzle 3 so as to reduce the natural patterns of the recirculation flow and to reduce the turbulence and standing wave severity, or even practically eliminated.
Ponorené modifikátory 22 prúdenia z obr. 9a - 9c a 10a - 10c sú znázornené s v podstate štvorcovým prierezom. Treba si však uvedomiť, že pri konštruovaní ponorených modifikátorov 22 prúdenia na použitie podľa princípov tohto vynálezu sa môžu použiť viaceré geometrie. Ponorené modifikátor 22 prúdenia môžu byť napríkladThe submerged flow modifiers 22 of FIG. 9a-9c and 10a-10c are shown with a substantially square cross-section. It will be appreciated, however, that multiple geometries may be used to construct submerged flow modifiers 22 for use in accordance with the principles of the present invention. The submerged flow modifier 22 may be, for example
- 13 mnohouholníkové, lichobežnikové, valcové, guľové, kužeľovité alebo prakticky ľubovoľného iného tvaru, ktorý výhodne zmení tok 4 roztaveného kovu z ponorenej vstupnej dýzy 3 a zmenší alebo eliminuje turbulenciu alebo stojaté vlny. Ponorené modifikátory 22 prúdenia tiež nie sú obmedzené na žiadnu konkrétnu veľkosť, ale mali by sa zvoliť na základe konkrétnej aplikácie, na ktorú sa použijú. Podobne, v závislosti od parametrov aplikácie sa presná poloha ponorených modifikátorov 22 prúdenia vzhľadom na ponorenú vstupnú dýzu 3 a voľný povrch JO roztaveného kovu môže zmeniť tak, aby poskytla najlepšie výsledky. Napríklad, hoci ponorené modifikátory 22 prúdenia sú znázornené ako zostávajúce celkom pod horným povrchom JO roztaveného kovu 2 a pod vrstvou 9 tavidla, je tiež možné, že časť ponorených modifikátorov prúdenia môže prísť do styku s vrstvou tavidla a/alebo s horným povrchom roztaveného kovu.13 polygonal, trapezoidal, cylindrical, spherical, conical or virtually any other shape that advantageously alters the molten metal flow 4 from the submerged inlet nozzle 3 and reduces or eliminates turbulence or standing waves. Submerged flow modifiers 22 are also not limited to any particular size, but should be selected based on the particular application to which they are applied. Similarly, depending on the application parameters, the exact position of the submerged flow modifiers 22 with respect to the submerged inlet nozzle 3 and the free surface 10 of the molten metal may be varied to give the best results. For example, although the submerged flow modifiers 22 are shown remaining entirely below the upper surface 10 of the molten metal 2 and below the flux layer 9, it is also possible that part of the submerged flow modifiers may come into contact with the flux layer and / or the upper surface of the molten metal.
Tiež je zámerom, aby ponorené modifikátory 22 prúdenia mohli vykonávať ďalšie funkcie. Napríklad, určité snímače alebo iné zariadenia môžu byť pripevnené ku alebo zabudované do ponorených modifikátorov 22 prúdenia. Tieto snímače a zariadenia môžu zahrnovať, na účely ilustrácie, prostriedky na uskutočňovanie monitorovania teploty, snímania kyslíka, a na určovanie a kontrolu hladiny roztaveného kovu vo forme. Takéto snímače alebo zariadenia sa môžu použiť jednotlivo alebo, alternatívne, sa môžu použiť v rôznych kombináciách. Snímače a/alebo iné zariadenia môžu byť ďalej spojené s vonkajším zariadením, napríklad cez špeciálne vedenia alebo cez prostriedky, použité na zabezpečenie polohy ponorených modifikátorov 22 prúdenia.It is also intended that the submerged flow modifiers 22 can perform other functions. For example, certain sensors or other devices may be attached to or incorporated in submerged flow modifiers 22. These sensors and devices may include, by way of illustration, means for performing temperature monitoring, oxygen sensing, and determining and controlling the level of molten metal in the mold. Such sensors or devices may be used individually or, alternatively, may be used in various combinations. Furthermore, the sensors and / or other devices may be coupled to an external device, for example via special lines or means, used to secure the position of the submerged flow modifiers 22.
Odborník v tejto oblasti by si tiež mal uvedomiť, že ponorené modifikátory 22 prúdenia s rôznymi geometriami sa môžu použiť na pôsobenie na jedinú ponorenú vstupnu dýzu 3. Rámec tohto vynálezu tiež nie je obmedzený na konkrétny počet ponorených modifikátorov 22 prúdenia, ktoré sa dajú použiť v jedinej aplikácii, na zmenu toku 4 roztaveného kovu sa môže použiť jeden alebo viaceré ponorené modifikátory prúdenia. Tiež sa predpokladá, že ponorené modifikátor}' 22 prúdenia sa dajú použiť s vyššie opísanými povrchovými modifikátormi J_1 prúdenia na ďalšie zníženie turbulencie a stojatých vln. Na dosiahnutie požadovaných výsledkov sa dá použiť ľubovoľná kombinácia ponorených modifikátorov 22 prúdenia a modifikátorov JJ stojatých vín.One of ordinary skill in the art should also appreciate that submerged flow modifiers 22 with different geometries can be used to act on a single submerged inlet nozzle 3. The scope of the present invention is also not limited to a particular number of submerged flow modifiers 22 that can be used in a submerged flow nozzle. a single application, one or more submerged flow modifiers may be used to alter the molten metal flow 4. It is also contemplated that the submerged flow modifier 22 may be used with the above-described surface flow modifiers 11 to further reduce turbulence and standing waves. Any combination of submerged flow modifiers 22 and still wine modifiers 11 may be used to achieve the desired results.
- 14Tu opísané výhodné uskutočnenia sa nemajú chápať ako vyčerpávajúce alebo nevyhnutne obmedzujúce rámec tohto vynálezu. Výhodné uskutočnenia sa zvolili a opísali, aby sa vysvetlili princípy tohto vynálezu tak, aby odborníci v tejto oblasti mohli použiť vynález v praxi. Po ukázaní a opísaní výhodných uskutočnení tohto vynálezu bude odborník v tejto oblasti schopný robiť zmeny alebo úpravy tohto vynálezu, ako napríklad nahradením ekvivalentných materiálov alebo konštrukčných usporiadaní, alebo použitím ekvivalentných krokov procesu tak, aby bol schopný použiť vynález v praxi bez odchýlenia sa od jeho ducha, ako sa odráža v priložených nárokoch, text a poznatky z ktorých sú sem zahrnuté odkazom. Preto sa predpokladá, že vynález je obmedzený len tak, ako je naznačené rámcom nárokov a ich ekvivalentmi.The preferred embodiments described herein are not to be construed as limiting or necessarily limiting the scope of the invention. Preferred embodiments have been selected and described in order to explain the principles of the invention so that those skilled in the art can use the invention in practice. After showing and describing preferred embodiments of the invention, one skilled in the art will be able to make changes or modifications to the invention, such as by substituting equivalent materials or constructional arrangements, or by using equivalent process steps to be able to use the invention in practice without departing from its spirit , as reflected in the appended claims, the text and the teachings of which are incorporated herein by reference. Therefore, it is intended that the invention be limited only as indicated by the scope of the claims and their equivalents.
Claims (44)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/698,858 US6543656B1 (en) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | Method and apparatus for controlling standing surface wave and turbulence in continuous casting vessel |
| US09/966,734 US6719176B2 (en) | 2000-10-27 | 2001-09-28 | Method and apparatus for controlling standing surface wave and turbulence in continuous casting vessel |
| PCT/US2001/031627 WO2002034434A1 (en) | 2000-10-27 | 2001-10-11 | Method and apparatus for controlling standing surface wave and turbulence in continuous casting vessel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK5142003A3 true SK5142003A3 (en) | 2003-09-11 |
Family
ID=27106295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK514-2003A SK5142003A3 (en) | 2000-10-27 | 2001-10-11 | Method and apparatus for controlling standing surface wave and turbulence in continuous casting vessel |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1337369A4 (en) |
| JP (1) | JP2004512177A (en) |
| CN (1) | CN1484561A (en) |
| AU (1) | AU2002211591A1 (en) |
| BR (1) | BR0114943A (en) |
| CA (1) | CA2426223A1 (en) |
| CZ (1) | CZ20031269A3 (en) |
| HU (1) | HUP0303280A3 (en) |
| MX (1) | MXPA03003607A (en) |
| PL (1) | PL361977A1 (en) |
| SK (1) | SK5142003A3 (en) |
| TW (1) | TW555607B (en) |
| WO (1) | WO2002034434A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4585504B2 (en) * | 2006-12-05 | 2010-11-24 | 新日本製鐵株式会社 | Method for continuous casting of molten metal |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1959097C2 (en) * | 1969-11-20 | 1973-10-04 | Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf | Device in continuous casting for distributing eggs molten steel |
| AU475057B2 (en) * | 1973-09-04 | 1976-08-12 | Sumitomo Metal Industries Limited | Submerged turndish nozzle for continous casting |
| AT332580B (en) * | 1974-06-25 | 1976-10-11 | Voest Ag | PROCESS AND EQUIPMENT FOR CONTINUOUS CONTINUOUS CASTING OF UNKILLED OR SEMI-CALMED STEEL |
| GB2112135B (en) * | 1981-12-10 | 1985-11-20 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Indicating molten metal levels |
| DE3623660A1 (en) * | 1986-07-12 | 1988-01-14 | Thyssen Stahl Ag | FIREPROOF PIPE |
| JPS6376753A (en) * | 1986-09-18 | 1988-04-07 | Nippon Steel Corp | Box type submerged nozzle for high cleanliness steel |
| US4724896A (en) * | 1987-02-09 | 1988-02-16 | Aluminum Company Of America | Apparatus and method for improving the surface characteristics of continuously cast metal ingot |
| JPS63303679A (en) * | 1987-06-05 | 1988-12-12 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Dipping nozzle for cast steel |
| CH682467A5 (en) * | 1990-11-06 | 1993-09-30 | Alusuisse Lonza Services Ag | Method and apparatus for electromagnetic casting of rolling ingots of aluminum alloy with wrinkle-free surface. |
| GB9409183D0 (en) * | 1994-05-07 | 1994-06-29 | British Steel Plc | Continuous casting molds |
| EP0967033A1 (en) * | 1998-06-19 | 1999-12-29 | Cockerill-Sambre S.A. | Process and device for reducing or removing the oscillations of the circulation paths of the liquid steel in a continuous casting mould |
| DE19831430C1 (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-05 | Mannesmann Ag | Method and device for influencing the flow of a molten metal melt |
-
2001
- 2001-10-11 WO PCT/US2001/031627 patent/WO2002034434A1/en not_active Application Discontinuation
- 2001-10-11 EP EP01979655A patent/EP1337369A4/en not_active Withdrawn
- 2001-10-11 CZ CZ20031269A patent/CZ20031269A3/en unknown
- 2001-10-11 HU HU0303280A patent/HUP0303280A3/en unknown
- 2001-10-11 SK SK514-2003A patent/SK5142003A3/en unknown
- 2001-10-11 JP JP2002537469A patent/JP2004512177A/en active Pending
- 2001-10-11 MX MXPA03003607A patent/MXPA03003607A/en unknown
- 2001-10-11 CA CA002426223A patent/CA2426223A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-11 BR BR0114943-1A patent/BR0114943A/en not_active Application Discontinuation
- 2001-10-11 CN CNA018215424A patent/CN1484561A/en active Pending
- 2001-10-11 AU AU2002211591A patent/AU2002211591A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-11 PL PL01361977A patent/PL361977A1/en not_active Application Discontinuation
- 2001-10-25 TW TW090126407A patent/TW555607B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2426223A1 (en) | 2002-05-02 |
| EP1337369A4 (en) | 2004-06-23 |
| EP1337369A1 (en) | 2003-08-27 |
| BR0114943A (en) | 2004-02-25 |
| WO2002034434A1 (en) | 2002-05-02 |
| CN1484561A (en) | 2004-03-24 |
| TW555607B (en) | 2003-10-01 |
| JP2004512177A (en) | 2004-04-22 |
| HUP0303280A2 (en) | 2004-01-28 |
| CZ20031269A3 (en) | 2004-01-14 |
| HUP0303280A3 (en) | 2005-10-28 |
| MXPA03003607A (en) | 2004-12-02 |
| AU2002211591A1 (en) | 2002-05-06 |
| PL361977A1 (en) | 2004-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5381857A (en) | Apparatus and method for continuous casting | |
| JP4419934B2 (en) | Method for continuous casting of molten metal | |
| EP1996353B1 (en) | Distributor device for use in metal casting | |
| US3995682A (en) | Continuous casting apparatus with pour tube having lateral slot-like openings | |
| JP3398154B2 (en) | Tundish | |
| JP3662973B2 (en) | Discharge nozzle for continuous casting | |
| JP3692253B2 (en) | Continuous casting method of steel | |
| SK5142003A3 (en) | Method and apparatus for controlling standing surface wave and turbulence in continuous casting vessel | |
| US6719176B2 (en) | Method and apparatus for controlling standing surface wave and turbulence in continuous casting vessel | |
| KR100770339B1 (en) | Submerged nozzle | |
| RU2419508C2 (en) | Mixer | |
| JP5440933B2 (en) | Immersion nozzle and continuous casting method using the same | |
| JPH04238658A (en) | Immersion nozzle for continuous casting | |
| JP4492333B2 (en) | Steel continuous casting method | |
| JP3914092B2 (en) | Thin slab continuous casting equipment and continuous casting method | |
| JP2004209512A (en) | Continuous casting method and immersion nozzle | |
| KR100593684B1 (en) | Submerged entry nozzle of parallel mold in thin slab continuous caster | |
| KR101110251B1 (en) | A stabilized supply of molten steel in twin roll strip casting process | |
| JPH07214255A (en) | Continuous casting operation method with lessened slag inclusion and tundish therefor | |
| KR19990012109A (en) | Argon gas odorless tundish nozzle for continuous casting machine | |
| JPH0441059A (en) | Submerged nozzle for continuous casting | |
| JP2009090323A (en) | Continuous casting machine and continuous casting method | |
| WO2006060701A9 (en) | Method and apparatus for melt flow control in continuous casting mold | |
| JPH05329591A (en) | Method for preventing drift of molten steel poured in continuous casting mold | |
| JPH04197553A (en) | Method for continuously casting steel slab using static magnetic field |