TW544353B - Pour tube and method for continuous casting of a stream of molten metal - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 544353 A7 _B7_ ί 五、發明說明（） 發明頜诚 本發明是有關於一種用在融化鐵的連續鑲造。特別是 ，本發明描逑一種物品和改善融化鐵的流動特性的方法。 習知抟衞夕馄沭 在連續金屬鑄造中，特別是鋼，融化金屬的流動是經 由一種耐火的澆注管來做為典型的移動從一個第一的冶 金的脈管進入一個第二的冶金的脈管或鑄模。這些澆注 管通常被指為管套或管口並具有一鑽孔，透過該鑽孔融 化的金屬可通過。澆注管重要的功能之一是用平順的和 穩定的方法來排出融化的金屬而沒有打斷和混亂。一個 平順的且穩定的排出使過程更加容易且能改善製成品。 能打亂穩定的排放的因素包含了不對稱的融化的金屬 的流動和鑽孔的阻礙。不對稱的流動可以産生在流入在 鑽孔之前或之後。比如説，當流過一鑽孔時，在該鑽孔 中心線的流動速度大於沿著該鑽孔旁邊的流動速度，或 小於在中心線旁邊的速度當和相對端比較起來時，或大 於不在中心線的流動速度。這些不同的速度可以造成跳 動和過度的亂流當流出該鑽孔中，因此，使得過程更複 雜，而且降低成品的品質。節流裝置，比如説阻止桿或 滑動閘閥可以部份地阻止進入物進入該鑽孔且可造成融 化金屬的流動偏離中心線進入鑽孔。該流動可以優先的 流下鑽孔的旁邊，且從澆注管中不對稱來流出，其在鑄 模中造成了波浪和亂流。 沈澱物也可阻礙或阻制該鑽孔以便打斷融化金屬的穩 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） IΙΊ.---------------^—訂 i,------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 544353 A7 _B7_ 五、發明說明（） 定的排放。在融化鋼中，沈澱物主要為礬土同其它高焙 點的不純之物。礬土的沈澱可以導致限制和阻礙傺可停 止或實質地妨礙融化鋼的平順且穩定的流動。澆注管可 以藉由一氣氣槍來使之暢通，然而，使用槍會打亂鑄造 過程，降低耐火的壽命，以及減少鑄造的效率而且會降 低鋼的品質。沈澱物所造成鑽孔的全部阻礙會減少了澆 注管的預期壽命且非常昂貴而且對鋼的程序來說要消耗 很多的時間。 習知的技術企圖要改善流動包含了化學方法和機槭方 法兩種。比如説，流動可能經由降低礬土的沈澱和後來 的阻礙來被改善。習知的技術已噴入非活性的氣體進 入澆注管來使流動和該澆注管隔離，藉此來降低沈澱和 阻礙。不幸的，氣體的噴入需要大量的氣體，複雜的防 火設計且不是總是有效的解決方法〇氣體也有可能溶解 或變成陷入在金屬褢，造成了金屬品質上的一些問題包 含了在鋼褢的針孔缺陷。二擇一地或和噴入氣體的結合 ，習知的技術用防火混合物在該鑽孔加一襯裡，該防火 混合物宣稱可以抵抗礬土的産生。混合物包含了低熔點 的防火物質，比如説（C a 0 - M g 0 - A 1 2 0 3共鎔合金，M g 0， 0 結酸鹽（calcium zirconateHD ® 矽化物（calcium silicide)其可以脫皮當礬土沈澱在該表面時。 這些混合物在高溫時容易破裂，而且，在鑄造中，它 們可能會形成氫氧化物而消失。為了這些理由，它們的 使用壽命受到限制。其它表面的混合物宣稱可以抑制礬 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------^—訂----- 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 544353 A7 _B7_ 五、發明說明（3) 土的沈澱，包含了防火物質，其包括了 S i A 1 Ο N -graphite, metal diborides, boron nitrides, aluminum nitride，和不含碳的混合物。這些防火物質 可能很貴，不切實際而且製造中可能會危險且耗時。 用來改善流量的機槭設計包括了美國專利號碼 5，7 8 5，8 8 0到西斯利浦（H e a s 1 i p )及其它地方，其指出了 一個具有擴散幾何的澆注管，其能平順地蓮送融化金屬 的流動到一鑄模。其它選擇的設計包含了 E P Q 7 6 5 7 0 2 B 1，其描述了一個在該鑽孔内的貫穿障礙物，其從較佳 的軌道中打歪流動。以上兩者的參考案例企圖藉由機械 地處理融化鐵的流動來控制融化鐵流動到一鑲模。即不 描逑礬土的阻礙或礬土阻礙的降低。 習知的技術包含了一些設計，其宣稱可以藉由降低在 該鑽孔的礬土的沈澱來改善流動。這些設計包含有具有 圓錐形和階梯”的鑽孔。美國專利號碼4，5 6 6，6 1 4到法 來肯得（Frykendahl)其指出了一種非活性的噴人氣體噴 嘴，其具有一圓錐形鑽孔企圔來降低在氣體流動的”脈 動’’。更平順的氣體流入該鑽孔是要來降低阻礙，n階梯 的設計包含了具有不連續改變的鑽孔直徑的澆注管。階 梯的設計也包含了具有螺旋形鑽孔的澆注管。日本公告 專利6 1 - 7 2 3 6 1是一値具有階梯澆注管的例証，同時也描 逑了具有鑽孔的澆注管，在該鑽孔中具有至少一凸面或 凹面區段，其在融化的金屬中産生了不穩定的流動。不 穩定的流動，如和流線的流動成對比，是被描述成減少 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I Ί ------------------訂 i-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 544353 A7 _B7_ 4 五、發明說明（) 礬土的阻礙。美國專利號碼5，3 2 8，0 6 4到南寶（N a n b α )及 其它地方指出了一個鑽孔，其具有許多的凹面區段，其 偽由具有固定的直徑d的階梯所分隔。每一區段都有大 於d的直徑，且較佳的是，區段的直徑要沿著流動的方 向而減少。該階梯被描述成來産生亂流，其減少礬土的 阻礙。 習知的技術階梯的設計顯示出不穩定的流動只在某一 階梯或一區段的開始端或結束端。無法描逑從這些特徵 遠離的不穩定的流動，其包含了在這區段的中心點。無 不穩定的流動使礬土堆積在該鑽孔的該表面上且能導致 鑽孔的阻礙遠離該階梯。此外，没有習知的技術的設計 同時地描述可降低穿過澆注管的不對稱的融化金屬的流 動的澆注管以及已降低不對稱的流動和礬土阻礙之間的 關僳。 防火的澆注管需要持續不斷的抑制礬土隨著該鑽孔的 全長而沈澱。理想地，如此的澆注管可能也改善融化的 金屬的流動進入一鑄模中。 本發明的摘要 本發明是關於一個物品和方法，其用來改善融化的金 屬液體的流動且降低在該物品的鑽孔中礬土的沈澱。 在寬度的領域方面，該物品由一澆注管所組成，其具 有一連串的流動連接區段的鑽孔所組成，每一個區段收 斂且分離，以使連續的改變且擴散該已包含的流動。 在一方面，該澆注管具有一個由一連串的流動連接區 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 丨 I,-----------------—訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 544353 A7 B7 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 部可抑中 所在顯金一段維流 的速歪了明由個 是的 斂件及例 梯，度散每區中含 串快打引發偽一 孔段 收元以實 階成角擴。一向包 連個置導本其每 纘區 的合，體 的組其便開某方已 一一裝置在，在 該一 速結澱具 斜所，以分到的持 由有歛裝。孔， ，每 急的沈一 傾面離大或段動維 個段收離離鑽成 管在 個離的在 軸表为夠滴區^或 一區該分分一組 注括 一 分中。 心部軸度點一在，。有一 。該的有所 澆包 有和孔稱 中内心角力從或少孔具每置且動具段 的且 都歛鑽對。從個中離壓 C ，減鑽管中裝而流管區 孔， 段收在不流度一從分的區少，該注其的，何注形 鑽成 區該土 和上角和度該動面減低出澆，離動任澆錐。有組 一 。_浪的的度角。流剖，降流該孔分流有該圓置具所 每份低波份陡長離角免橫加以的，鑽的的沒，頭裝個段 中部降的部以一分鋭避的增，求域的速軸而中平歛一區 其離，動離個由個的來口 能此需領成慢心軸例，收有接 ，分稱流分一份一梯小出可藉同一組個中心實接一是連 孔的對的是由部以階夠和區，如 S 所一的中體連有法動 鑽速不孔份份離，斜但口口 數度的段和孔該具動具方流 的慢的鑽部部分向傾，入出常速明區置鑽離的流都的的 成個動該歛歛該方於動有和的間發接裝該遠步的間明串 組一流出收收 C 的小流都口對中本連的向動一串之發連 所和低離該該成動的的段入相的在動歛朝流進連段本 一 段份降制， 組流著屬區，持動 流收了該更一區 由 11.1 ------.--訂 -------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 544353 A7 B7 五、發明說明（ 該 著 沿 會 不 而 33 流 該 離 分 且 而 wgti^ 33 流 的 。 屬開 金分 化而 融度 欽長 收的 口份 IV B. Λ 0 佳 較 今 現 列 下 為 〇 因顯 會 明 點得 優變 和而 標法 目方 ， 的 節程 細過 勺 勺 &p foM ny 0Q 發發 本本 它行 其實 的 之 式 圖 第 3 2 3 第第該 褢 澆 第第 a 簡 圖圖和注圖和

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 第89 1 1 7373號「用於連續地鑄造融化鐵之流動的澆注管 及方法」專利案 （9 1年1 1月修正） 力、申請專利範圍： 1. 一種澆注管，其係從上游位置至下游位置沿著一縱 向中心軸用來連續鑄造融化鐵，該澆注管包含了一 個在上游和下游位置間定義了一穿透鑽孔的內表面， 該鑽孔包含了許多流動連接區段，此等流動連接區 段具有有一入口橫剖面區的入口，該入口橫剖面區 係垂直於該中心軸，而且也具有有一出口橫剖面區 的出口，該出口橫剖面區係垂直於該中心軸，該區 段的特徵爲每一個區段包含了： 該出口的一陡峭收斂階梯下游，其用來導引該流 動朝向該中心軸； 該收斂階梯的一壓縮部份下游，其係具有垂直於 該中心軸的一壓縮橫剖面區；且 該壓縮部份的一慢速分離部份下游，其用來擴散 該流動。 2·如申請專利範圍第1項之澆注管，其中該收斂階梯 包括了一個傾斜的表面，其在該傾斜表面和該中心 軸之間具有一個傾斜角。 3·如申請專利範圍第2項之澆注管，其中該傾斜角的 範圍從35度至90度之中。 4.如申請專利範圍第3項之澆注管，其中該傾斜角的 544353 年月曰 修買

   六、申請專利範圍 範圍從60度至90度之中。 5. 如申請專利範圍第1至第4項中之任一項之澆注 管，其中每一區段皆具有一寬度橫剖面區，其係以 在該入口橫剖面區和該壓縮橫剖面區之間的不同而 被定義；收斂的強度係以該寬度橫剖面區與該入口 橫剖面的一比例而被定義；且該收斂強度是從1 5% 至 60%。 6. 如申請專利範圍第5項之澆注管，其中該收斂的強 度是在20%至40%的範圍內。 7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之澆注管，其 中該分離部份包括有= 一個沿著該中心軸的長度，以及 一個分離角，其介於該中心軸和在該分離部份中 鑽孔的內表面的一切線之間，其中該分離角是夠大 以允許該流動的擴散且也夠小來預防分開。 8. 如申請專利範圍第7項之澆注管，其中該分離角是 不變的。 9. 如申請專利範圍第7項之澆注管，其中該分離角度 是少於4度。 工〇·如申請專利範圍第8項之澆注管，其中該分離角度 是少於4度。 辽如申請專利範圍第7項之澆注管，其中該分離角的 Ξ角法的切線是實質上相等於藉由該長度所分開的

   六、申請專利範圍 該出口寬度。 12·如申請專利範圍第1項之澆注管，其中至少有一區 段是平頭圓錐形。 13. 如申請專利範圍第1項之澆注管，其中該出口橫剖 面區是大於該入口橫剖面區。 14. 如申請專利範圍第丨項之澆注管，其中該出口橫剖 面區會從一上游區段至一下游區段而增加。 15. —種用來移動融化的金屬的流動之方法透過一個澆 注管從一第1的脈管至一第二的脈管，該澆注管在 一上游位置和一下游位置之間有一縱向中心軸，且 有一個內部表面來形成一包含了許多流動連接區段 的鑽孔，其中每一區段皆包含了一出口的入口上游， 該入口具有一入口橫剖面區，且該出口具有一出口 橫剖面區，此方法的特徵是藉由： (a )收斂在每一區段內之該流動，並朝向該中心軸 ;且 (b )分離在每一區段內之該流動，當禁止該流動分 開時。 16. 如申請專利範圍第1 5項之方法，其中進一步提供有 連續地擴散該流動當分離該流動時。 17. 如申請專利範圍第1 5或第1 6項之方法，其中進〜 步提供有減少從該上游位置至該下游位置的中心流 速。

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   六、申請專利範圍 18. 如申請專利範圍第1 5項之方法，其中進一步提供有 增加從一上游區段至一下游區段的該入口區。 19. 如申請專利範圍第1 5項中方法，其中進一步提供有 增加從一上游區段至一下游區段的該出口區。