TWI688442B - 環狀進模口 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種進模口，其可防止熔融金屬之短路流動，並可抑制高速流動。

本發明之解決手段係一環狀進模口11，係具備橫截面大致圓形之空洞部13，其以位於連續鑄造設備之澆桶之長噴嘴15正下方之方式被固定於餵槽底部，並且上方開口且經由長噴嘴15而自上方被注入熔融金屬，其特徵在於：形成有環狀之內側突出部13d，該內側突出部13d係自構成空洞部13之內壁之上端朝內側突出，空洞部13具備：第一空隙13a，其形成於內側突出部13d之內側；及第二空隙13b，其與第一空隙13a連通，並形成於第一空隙13a之下方。

Description

環狀進模口

本發明係關於一種環狀進模口，其係固定於連續鑄造設備之餵槽底部，且自上方澆注熔融金屬。

熔融金屬、例如於溶化鋼液之連續鑄造中，澆桶內之溶化鋼液，先暫時被轉移至餵槽(Tundish)，然後被運入鑄模。為了獲得清潔度高之鑄片，需要使自澆桶注入餵槽之溶化鋼液中之非金屬介質等充分地上浮分離。因此，需要防止自澆桶注入餵槽之溶化鋼液循著最短之路徑到達鑄模之所謂短路流動，並抑制溶化鋼液在餵槽內之高速流動。

作為上述短路流動之防止對策，通常於餵槽設置進模口。此進模口成為自澆桶注入餵槽之溶化鋼液液流到達浸漬噴嘴時之障礙物，以防止短路流動，並增加被注入餵槽之溶化鋼液到達鑄模前的移動路徑，促進溶化鋼液中之非金屬介質等上浮分離。

然而，於即使設置進模口但對被注入餵槽之溶化鋼液之注入流接觸於餵槽之底部而反轉上昇時之上昇流的流速之抑制仍不充分之情況下，液面上之浮渣可能因高速之上昇流、進而因上昇後朝向餵槽側壁之高速流而被捲入、或者可能因注入流在短時間內到達鑄模而不能充分取得使非金屬介質等上浮分離之時間。因此，揭示有如圖1所示之進模口4(例如，參照專利文獻1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利第2836966號公報

圖1記載之發明，以開口2位於澆桶之長噴嘴5之正下方之方式將進模口4安裝於餵槽6之底部，該進模口4係由耐火物構成，且形成大致凸形截面之凹部3，該凹部3之內周面1成為截面半圓形，且在上面設有開口2。根據此進模口4，自長噴嘴5注入進模口4之凹部3之熔融金屬，如圖中箭頭所示，在觸及凹部底部而反轉上昇時被收束而與來自長噴嘴5之下降流產生干擾，藉此，使對向之上下液流相互減速以抑制高速之流動，此外，還可防止朝浸漬噴嘴7之短路流動。

然而，於專利文獻1記載之發明中，仍殘留有將餵槽6液面上之浮渣捲入之危險性、或者有可能助長長噴嘴5之耐火物之損耗。此外，有時具有來自長噴嘴5之下降流與反轉上昇流之干擾過小而無法衰減反轉上昇流之速度之情況等，因而仍存在有改善之空間。

此外，於專利文獻1中，進模口4也可為任意之形狀，例如，可設為如圖2所示之俯視矩形形狀，但該情況也同樣不僅不能發揮作為進模口之效果，反而會增加產生問題之可能性。更具體而言，因流體之流動會偏向應力最小之方向，因此於如圖2之矩形進模口4之情況下，反轉上昇流主要會偏向短邊側而產生。這亦可 說是對於原來之目的、即朝向餵槽之長邊方向、以增加朝浸漬噴嘴7之到達時間而欲增大介質上浮機會，會招致不利狀況者。

因此，本發明之目的，在於提供一種進模口，其可防止熔融金屬之短路流動，並可抑制高速流動。

為了達成上述目的，第1發明記載之環狀進模口(11)，係具備橫截面大致圓形之空洞部(13)，其以位於連續鑄造設備之澆桶之長噴嘴(15)正下方之方式被固定於餵槽底部，並且上方開口且經由上述長噴嘴(15)而自上方被注入熔融金屬，其特徵在於：形成有環狀之內側突出部(13d)，該內側突出部(13d)係自構成上述空洞部(13)之內壁之上端朝內側突出，上述空洞部(13)具備：第一空隙(13a)，其形成於上述內側突出部(13d)之內側；及第二空隙(13b)，其與上述第一空隙(13a)連通，並形成於上述第一空隙(13a)之下方。

此外，第2發明記載之環狀進模口(11)，係具備橫截面大致圓形之空洞部(13)，其以位於連續鑄造設備之澆桶之長噴嘴(15)正下方之方式被固定於餵槽(12)底部，並且上方開口且經由上述長噴嘴(15)而自上方被注入熔融金屬，其特徵在於：形成有環狀之內側突出部(13d)，該內側突出部(13d)係自構成上述空洞部(13)之內壁朝內側突出，上述空洞部(13)具備：第三空隙(13c)，其形成於上述內側突出部(13d)之上方；第一空隙(13a)，其與上述第三空隙(13c)連通，並形成於上述第三空隙(13c)之下方且上述內側突出部(13d)之內側；及第二空隙(13b)，其與上述第一空隙(13a)連通，並形成於上述第一空隙(13a)之下方。

此外，第3發明記載之環狀進模口(11)，其特徵在於：將上述第一空隙(13a)之內徑(D₁、D_a)設為上述長噴嘴(15)之吐出孔(15a)之直徑之4~5倍，並將上述第二空隙(13b)之內徑(D₂、D_b)設為上述第一空隙(13a)之內徑(D₁、D_a)之1.2~1.5倍。

此外，第4發明之環狀進模口(11)，其特徵在於：將上述環狀進模口(11)之高度(H)設為作業時之液面高度之1/6~1/4。

此外，第5發明之環狀進模口(11)，其特徵在於：上述空洞部(13)係上下貫通之貫通孔。

此外，第6發明之環狀進模口(11)，其特徵在於：將上述第三空隙(13c)之內徑(D_c)設為上述第二空隙(13b)之內徑(D_b)之1~1.1倍。

此外，第7發明之環狀進模口(11)，其特徵在於：將上述第三空隙(13c)之內徑(D_c)自下方朝上方進行擴徑。

此外，第8發明之環狀進模口(11)，係具備橫截面大致圓形之空洞部(13)，其以位於連續鑄造設備之澆桶之長噴嘴(15)正下方之方式被固定於餵槽(12)底部，並且上方開口且經由上述長噴嘴(15)而自上方被注入熔融金屬，其特徵在於：形成有複數個環狀之內側突出部(13d)，該內側突出部(13d)係自構成上述空洞部(13)之內壁朝內側突出，上述空洞部(13)係藉由上述複數個內側突出部(13d)所區隔，且由上下連通之複數之空隙構成。

其中，上述括號內之符號，顯示圖式及後述之用以實施發明之形態所揭示之對應要素或對應事項。

根據本發明，自長噴嘴注入環狀進模口之空洞部之熔 融金屬接觸於底部而反轉上昇，因此可防止在到達浸漬於鑄模之浸漬噴嘴前之短路流動。並且，其上昇流藉由內側突出部被收束，因此會與來自長噴嘴之下降流產生干擾。藉此，對向之上下流相互減速，因此熔融金屬到達浸漬噴嘴之時間變長。其結果，可促進熔融金屬中之非金屬介質之上浮分離，因此可提高鑄造品之品質。

尤其是，由於將第一空隙之內徑設為長噴嘴之吐出孔之直徑之4~5倍，並將第二空隙之內徑設為第一空隙之內徑之1.2~1.5倍，因此能確實使上昇流與下降流彼此干擾，從而能抑制熔融金屬之速度。

並且，藉由將環狀進模口之高度設為作業時之液面高度之1/6~1/4，因此，難以藉由上昇流產生液面之亂流，難以將液面上之浮渣捲入。

此外，空洞部係上下貫通之貫通孔，因此環狀進模口之製作容易且可廉價地製作。再者，即使為貫通孔，由於餵槽底部被代作為環狀進模口之底部，因而不會產生問題。

再者，如本發明之環狀進模口，形成有內側突出部，且將第一空隙之內徑設為長噴嘴之吐出孔之直徑之4~5倍，並將第二空隙之內徑設為第一空隙之內徑之1.2~1.5倍，這點於上述專利文獻1中並無任何記載。

1‧‧‧內周面

2‧‧‧開口

3‧‧‧凹部

4‧‧‧進模口

5‧‧‧長噴嘴

6‧‧‧餵槽

7‧‧‧浸漬噴嘴

11‧‧‧環狀進模口

12‧‧‧餵槽

13‧‧‧空洞部

13a‧‧‧第一空隙

13b‧‧‧第二空隙

13c‧‧‧第三空隙

13d‧‧‧內側突出部

15‧‧‧長噴嘴

15a‧‧‧吐出孔

16‧‧‧浸漬噴嘴

D₁‧‧‧第一空隙之內徑

D₂‧‧‧第二空隙之內徑

D_a‧‧‧第一空隙之內徑

D_b‧‧‧第二空隙之內徑

D_c‧‧‧第三空隙之內徑

H‧‧‧環狀進模口之高度

H₁‧‧‧第一空隙之高度

H₂‧‧‧第二空隙之高度

H_a‧‧‧第一空隙之高度

H_b‧‧‧第二空隙之高度

H_c‧‧‧第三空隙之高度

圖1為顯示將習知例之進模口安裝於餵槽之狀態之剖視圖。

圖2為顯示圖1所示之進模口之放大俯視圖。

圖3為顯示本實施形態之環狀進模口之立體圖。

圖4為顯示將圖3所示之環狀進模口安裝於餵槽之狀態之剖視圖。

圖5為顯示變更圖3所示之環狀進模口之大小之情況之作業實施結果之圖。

圖6為顯示本實施形態之環狀進模口之立體圖。

圖7為顯示將圖6所示之環狀進模口安裝於餵槽之狀態之剖視圖。

圖8為顯示變更圖6所示之環狀進模口之大小之情況之作業實施結果之圖。

(實施例1)

參照圖3至圖5，對本發明之實施形態之環狀進模口11進行說明。此環狀進模口11係於連續鑄造設備中，於餵槽12內接取澆桶之熔融金屬且抑制熔融金屬之速度者，並且具備橫截面(水平截面)大致圓形之空洞部13。圖3為本發明之環狀進模口11之立體圖，圖4為將此環狀進模口11固定於餵槽12之剖視圖。

環狀進模口11係由耐火物構成且外形為方柱狀，於其中央形成有上下貫通之貫通孔即空洞部13。自構成空洞部13之內壁之上端形成有朝內側突出之環狀之內側突出部13d。並且，空洞部13具備形成於內側突出部13d之內側之第一空隙13a、及與第一空隙13a連通並形成於第一空隙13a之下方之第二空隙13b，且縱截面成為大致凸狀。此外，空洞部13之內壁及內側突出部13d之端面，係鉛垂地延伸，且第一空隙13a與第二空隙13b之 間構成階段狀之段差。

第一空隙13a之內徑D₁，係長噴嘴15之吐出孔15a之直徑之4~5倍，在此為400mm，第二空隙13b之內徑D₂，係第一空隙13a之內徑D₁之1.25倍即500mm。此長噴嘴15之吐出孔15a之直徑為95mm。此外，作業時之液面高度，係在距離餵槽12底部1000mm之位置，環狀進模口11之高度H，係設為作業時之餵槽12內之液面高度之1/5(200mm)，並且，上述第一空隙13a及第二空隙13b各自之高度H₁、H₂，成為H₁=H₂=1/2H。

如圖4所示，此種之環狀進模口11，係以空洞部13位於省略圖示之澆桶之長噴嘴15正下方之方式被固定於餵槽12底部。亦即，雖空洞部13無底，但餵槽12之底部可代作為其的底部。環狀進模口11之固定，係藉由與習知之進模口相同之方法、例如耐火泥而進行。再者，於圖3、圖4中，環狀進模口11本體之形狀，係設為方柱形，但外形並不需要特別指定，也可配合內部空洞部13而為圓柱形，或者也可配合餵槽12內形狀而為上部擴大之方錐梯形。

根據如以上方式構成之環狀進模口11，自長噴嘴15注入環狀進模口11之空洞部13之熔融金屬，係於空洞部13中接觸於餵槽12之底部後反轉上昇，因此可防止在到達浸漬於鑄模之浸漬噴嘴16前之短路流動。並且，其上昇流藉由內側突出部13d而被收束，因此會與來自長噴嘴15之下降流產生干擾。藉此，對向之上下流相互減速，因此熔融金屬到達浸漬噴嘴16之時間變長。

此外，由於將環狀進模口11之高度H設為作業時之液面高度之1/5，因此難以藉由上昇流產生液面之亂流，難以將液 面上之浮渣捲入。其結果，由於促進熔融金屬中之非金屬介質之上浮分離，因此可提高鑄品之品質。並且，於此條件下，也不會產生長噴嘴15之前端部之溶損(參照圖5)。

此外，空洞部13係上下貫通之貫通孔，因此環狀進模口11之製作容易且可廉價地製作。再者，即使為貫通孔，由於餵槽12底部被代作為環狀進模口11之底部，因而不會產生問題。

(實施例2)

其次，對實施例2之條件進行說明。其中，將第一空隙13a之內徑D₁設為450mm，且將第二空隙13b之內徑D₂設為550mm。

環狀進模口11之高度H、第一空隙13a之高度H₁、第二空隙13b之高度H₂，係分別與實施例1相同之值。

(實施例3)

實施例3中，將第一空隙13a之內徑D₁與第二空隙13b之內徑D₂設為與實施例1相同，且將環狀進模口11之高度H設為250mm，將第一空隙13a之高度H₁設為150mm，將第二空隙13b之高度H₂設為100mm。如圖5所示，於實施例2及3中，也與實施例1同樣，液面之捲入小，且溶化鋼液清潔度高。此外，也無長噴嘴15之溶損。亦即，已知較佳為，將第一空隙13a之內徑D₁設為長噴嘴之吐出孔15a之直徑的4~5倍。

(比較例1~4)

如圖5所示，於將第一空隙13a之直徑D₁增大之比較例1中， 液面上之浮渣變得容易被捲入，且溶化鋼液清潔性也略較實施例差。相反，於將第一空隙13a之直徑D₁減小之比較例2中，雖不見有液面之捲入等，但溶化鋼液清潔性變得極差。並且，於將環狀進模口11之高度H設為液面高度之1/3之比較例3中，雖溶化鋼液清潔性相同，但液面之捲入加劇，於操作之穩定性上存在有問題。此外，於將第二空隙13b之直徑D₂設為第一空隙13a之直徑D₁之1.1倍之比較例4中，不僅確認有若干之液面捲入，且鑄造結束後之長噴嘴15前端部之溶損也變得顯著，於通常之一半程度之爐次次數下即變得不能使用。

(實施例4)

其次，參照圖6至圖8，對本發明之其他實施形態之環狀進模口11進行說明。此環狀進模口11係於連續鑄造設備中，於餵槽12內接取澆桶之熔融金屬且抑制熔融金屬之速度者，並且具備橫截面(水平截面)大致圓形之空洞部13。圖6為本發明之環狀進模口11之立體圖，圖7為將此環狀進模口11固定於餵槽12之剖視圖。

環狀進模口11係由耐火物構成且外形為方柱狀，於其中央形成有上下貫通之貫通孔即空洞部13。自構成空洞部13之內壁之上下方向大致中央，形成有朝內側突出之環狀之內側突出部13d。並且，空洞部13具備：第三空隙13c，其形成於內側突出部13d之上方；第一空隙13a，其形成於內側突出部13d之內側；及第二空隙13b，其與第一空隙13a連通並且形成於第一空隙13a之下方。此外，空洞部13之內壁及內側突出部13d之端面，係鉛垂地延伸，且第三空隙13c與第一空隙13a之間、及第一空隙13a與 第二空隙13b之間分別形成有段差。

第一空隙13a之內徑D_a，係長噴嘴15之吐出孔15a之直徑的4~5倍，在此為400mm，第三空隙13c之內徑Dc及第二空隙13b之內徑D_b，分別為第一空隙13a之內徑D_a之1.25倍即500mm。此長噴嘴15之吐出孔15a之直徑為95mm。此外，作業時之液面高度，係在距離餵槽12底部1000mm之位置，環狀進模口11之高度H，係設為作業時之餵槽12內之液面高度之1/4(250mm)，並且，上述第三空隙13c、第一空隙13a及第二空隙13b各自之高度H_c、H_a、H_b，係設為H_c=1/5H，H_a=H_b=2/5H。

如圖7所示，此種之環狀進模口11，係以空洞部13位於省略圖示之澆桶之長噴嘴15正下方之方式被固定於餵槽12底部。亦即，雖空洞部13無底，但餵槽12之底部可代作為其的底部。環狀進模口11之固定，係藉由與習知之進模口相同之方法、例如耐火泥而進行。再者，於圖6、圖7中，環狀進模口11本體之形狀，係設為方柱形，但外形並不需要特別指定，也可配合內部空洞部13而為圓柱形，也可配合餵槽12內形狀，而為上部擴大之方錐梯形。

根據如以上方式構成之環狀進模口11，自長噴嘴15注入環狀進模口11之空洞部13之熔融金屬，係於空洞部13中接觸於餵槽12之底部後反轉上昇，因此，可防止在到達浸漬於鑄模之浸漬噴嘴16前之短路流動。並且，其上昇流藉由內側突出部13d而被收束，因此會與來自長噴嘴15之下降流產生干擾。藉此，對向之上下流相互減速，因此熔融金屬到達浸漬噴嘴16之時間變長。

此外，由於將環狀進模口11之高度H設為作業時之液面高度之1/4，因此難以藉由上昇流產生液面之亂流，難以將液 面上之浮渣捲入。其結果，由於促進熔融金屬中之非金屬介質之上浮分離，因此可提高鑄品之品質。並且，於此條件下，也不會產生長噴嘴15之前端部之溶損(參照圖8)。

此外，空洞部13係上下貫通之貫通孔，因此環狀進模口11之製作容易且可廉價製作。再者，即使為貫通孔，由於餵槽12底部被代作為環狀進模口11之底部，因而不會產生問題。

(實施例5)

其次，對實施例5之條件進行說明。其中，將第三空隙13c之內徑D_c設為550mm，且將第一空隙13a之內徑D_a設為450mm，將第二空隙13b之內徑D_b設為550mm。環狀進模口11之高度H、第三空隙13c之高度H_c、第一空隙13a之高度H_a、第二空隙13b之高度H_b，係分別與實施例4相同之值。

(實施例6)

實施例6中，將第三空隙13c之內徑D_c、第一空隙13a之內徑D_a及第二空隙13b之內徑D_b設為與實施例4相同，且將環狀進模口11之高度H設為200mm，將第三空隙13c之高度H_c設為50mm，將第一空隙13a之高度H_a設為50mm，將第二空隙之高度H_b設為100mm。如圖8所示，於實施例5及6中，也與實施例4同樣，液面之捲入小，且溶化鋼液清潔度也高。此外，也無長噴嘴15之溶損。

亦即，已知較佳為，將第一空隙13a之內徑D_a設為長噴嘴之吐出孔15a之直徑的4~5倍。

(比較例5~9)

如圖8所示，於將第三空隙13c之直徑D_c增大之比較例5中，溶化鋼液清潔性係較實施例略差。此外，於將第一空隙13a之直徑D_a減小之比較例6中，溶化鋼液清潔性變得極差。並且，於將環狀進模口11之高度H設為液面高度之1/3之比較例7中，雖溶化鋼液清潔性相同，但液面之捲入加劇，於操作之穩定性上存在有問題。此外，於將第二空隙13b之直徑D_b設為第一空隙13a之直徑D_a之1.1倍之比較例8中，確認有與比較例7同等程度之液面捲入。於將第三空隙13c之內徑D_c設為較第二空隙13b之直徑D_b小之直徑之比較例9中，不僅確認有與比較例8相同之液面捲入，且鑄造結束後之長噴嘴前端部之溶損也變得顯著，於通常之一半程度之爐次次數下即變得不能使用。

再者，本實施例中，第二空隙13b之內徑D₂、D_b只要為第一空隙13a之內徑D₁、D_a之1.2~1.5倍即可。此外，環狀進模口11之高度H，只要為液面高度之1/6~1/4即可。此外，第三空隙13c之內徑D_c，只要為第二空隙13b之內徑D_b之1~1.1倍即可。

此外，雖將空洞部13設為貫通孔，但並不限於此，也可設為環狀進模口11本身具有底部，且空洞部13不貫通環狀進模口11。

此外，也可自下方朝上方將第三空隙13c之內徑擴徑。且將此時之第三空隙13c之下端之直徑與第一空隙13a之上端之直徑設為相等。

並且，內側突出部13d也可上下形成複數個，該情況下，相較於一個內側突出部13d之情況，能將空洞部13劃分成多個空隙。

11‧‧‧環狀進模口

12‧‧‧餵槽

13a‧‧‧第一空隙

13b‧‧‧第二空隙

13d‧‧‧內側突出部

15‧‧‧長噴嘴

15a‧‧‧吐出孔

Claims (2)

1. 一種環狀進模口，係具備橫截面大致圓形之空洞部，其以位於連續鑄造設備之澆桶之長噴嘴正下方之方式被固定於餵槽底部，並且上方開口且經由上述長噴嘴而自上方被注入熔融金屬；該環狀進模口之特徵在於，形成有環狀之內側突出部，該內側突出部係自構成上述空洞部之內壁之上端朝內側突出，上述空洞部具備：第一空隙，其形成於上述內側突出部之內側；及第二空隙，其與上述第一空隙連通，並形成於上述第一空隙之下方；將上述第一空隙之內徑設為上述長噴嘴之吐出孔之直徑之4倍~5倍，並將上述第二空隙之內徑設為上述第一空隙之內徑之1.2倍~1.5倍，而且，將上述環狀進模口之高度設為作業時之液面高度之1/6~1/4。
2. 一種環狀進模口，係具備橫截面大致圓形之空洞部，其以位於連續鑄造設備之澆桶之長噴嘴正下方之方式被固定於餵槽底部，並且上方開口且經由上述長噴嘴而自上方被注入熔融金屬；該環狀進模口之特徵在於，形成有環狀之內側突出部，該內側突出部係自構成上述空洞部之內壁朝內側突出，上述空洞部具備：第三空隙，其形成於上述內側突出部之上方； 第一空隙，其與上述第三空隙連通，並形成於上述第三空隙之下方且上述內側突出部之內側；及第二空隙，其與上述第一空隙連通，並形成於上述第一空隙之下方；將上述第一空隙之內徑設為上述長噴嘴之吐出孔之直徑之4倍~5倍，並將上述第二空隙之內徑設為上述第一空隙之內徑之1.2倍~1.5倍，而且，將上述環狀進模口之高度設為作業時之液面高度之1/6~1/4，進而，將上述第三空隙之內徑設為上述第二空隙之內徑之1倍~1.1倍。

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