專利名稱：金屬液澆注到結晶器中的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬液澆注的方法，特別適用于澆注鋼水，金屬液通過一個帶有浸入式水口的中間罐澆注到一個立式振動式結晶器中以備生產連續鑄坯以及為此所需要澆鑄金屬坯的設備，特別是澆鑄薄鋼板坯，在此種方法中所使用的中間罐有一個開口的第一腔，金屬液從一個盛液桶的水口先澆注到第一腔中，中間罐還有一個和減壓裝置連接在一起的封閉第二腔，在第二腔的底部配備一個插到立式振動結晶器中的浸入式水口。
由EP 0 410 273介紹的一種中間罐有一個向大氣壓暢開的第一腔，用來容納金屬液，還有一個通過有開口的隔墻和第一腔連接在一起的第二腔用來輸送金屬液，其中，第二腔進行了密封并連接在減壓裝置上，通過減壓可以使第二腔中的金屬液液面調節得比第一腔中的液面高一些。在第二腔中安裝了一個在此未作詳細說明的排出口，它可以通過一個閥關閉。
DE-OS 2017469曾介紹過一種帶有一個結晶器的金屬液連鑄設備，它具有一個可氣密封和抽真空的中間罐，它里面可進行調節達到低壓狀態，使水口中的金屬液實際上在無壓力的條件下澆注到結晶器中。即使金屬液在通過水口出口端的喇叭口時其流動速度逐步減弱，但在此所介紹的浸入式水口設計得可以使金屬流始終能夠送入液池中。
本發明的目的在于提供一種方法和設備使金屬液在等動能，無紊流地(Strmungsberunig)澆注到結晶器中。
通過權利要求1和權利要求10所述的方法和設備的特征達到了本發明的目的。
按發明可以調節澆注的金屬液液面高度，離開中間罐的金屬液在等動能的條件下澆注到鋼坯的液態部分。一旦液面高度調節到高于結晶器中的金屬液液面50至600毫米的范圍之間時，在具有兩液體腔的中間罐上第二腔中的金屬液表面上就會施加一個低壓，而且這個低壓在這樣一個數量級上，中間罐中暴露在大氣中的金屬液液面調節到稍微高于結晶器中的液面。
在本發明的第二種結構形式中液面高度以這樣的方法來調節，通過關閉裝置來調節輸送流量并保持浸入式水口中的金屬液流始終具有一個正壓。
每次調節金屬液體的輸送量都應使它和凝固成鑄坯所用去的量相對應，通過這種方法就可避免產生通常擠入鑄坯的液芯中的澆注流，這種方法帶來特別有利的一面在于形成一個完全平整的液池液面，平整的液面才能使潤滑劑灑放均勻，其次，坯殼也可均勻且又順利地凝固，這不僅改善了坯殼的表面性能，同時也避免了彎曲斷裂傾向的產生，另外，由于在結晶器內部一點也不會出現所不希望的橫向流動，那么就可以澆注長和寬之比較大的鑄坯。
浸入式水口和結晶器的斷面應選擇為，不受液面影響，由它們組成的暴露在大氣中的環形面各處保持一致的寬度。以有利的方式采取措施控制注入潤滑劑。其中特別包括一種簡單的潤滑劑加熱方法和一種適宜的計量裝置。
按發明的結構，浸入式水口出口端具有不小于結晶器內腔斷面流通面積的0.3倍的橫截面，為了減少浸入式水口外殼的熱應力，建議浸入式水口的四角設計為圓角，且圓角半徑要大于水口寬度的四分之一。
為了確保輸送潤滑劑在此提議，浸入式噴嘴沿著結晶器內壁，緊靠著它設置，這樣潤滑劑就可以在壓力狀態下按所需的量送到結晶器和金屬液之間所要求的分界處的液池中。
除了從液池中放出的熱量之外，潤滑劑還可以通過外來能源進行加熱，因此提議采用激光加熱儀，激光束可以控制地發射到表面上，并且可以準確地放出所要求的熱能。
按發明設計的浸入式水口可用于諸如圓鋼坯，方鋼坯和板坯之類的任何結構的坯料澆鑄，以特殊的方式也適用于澆鑄尺寸為60MM×1.5MM的薄鋼板。
在附圖中對本發明的一個實例加以說明。
附圖

圖1配有兩段腔體式中間罐的澆鑄裝置的剖面2配有開口式中間罐的澆鑄裝置的剖面3浸入式水口和結晶器的剖面圖和俯視1所示，金屬液S從盛液桶11中澆注到中間罐12的第一腔13中，第一腔13通過隔墻15和第二腔14分開。第二腔14可以氣密封地封閉，并且通過一個連接管道32和一個減壓裝置的泵31連接，通過形成低壓狀態，第二腔14中的金屬液可以提高到致使第一腔13中的金屬液液面P13調節到稍微高于結晶器41中的金屬液液面P41的高度。
在第二腔14上固定一個浸入式水口21，它的出液口27要浸入到結晶器41中的金屬液S中。
通過連接有噴嘴52的輸送管道53可以從潤滑劑輸送裝置51的一個潤滑劑罐55中向結晶器41中的金屬液S和大氣接觸的環形面上輸送潤滑劑。
另外，可通過加熱裝置61供熱給結晶器41中的金屬液S的環形的表面，例如可通過一個激光加熱裝置62。
至少是已經部分凝固的鑄坯E經連鑄軋輥43從振動式結晶器41中輸送出來。
圖2示出一個連鑄裝置，它具有和圖1中的設備相同的金屬液澆注裝置以及鑄坯輸出裝置，但它的中間罐12只有一個金屬液腔，并開口向上，在中間罐12的底部固定一個浸入式水口21，浸入式水口21的入液端用一個截止件16進行關閉，在這里是用一個塞棒17。通過垂直調節塞棒可以控制中間罐的輸出量。
浸入式水口21上連接一個抽吸管道18，抽吸管道連接在一個抽吸裝置19上，使用抽吸裝置19可以控制浸入式水口21的內壓，也就是說用這種方式可以使澆注的金屬液流始終保持正壓。
圖3的上圖示出浸入式水口21的一個剖面，其出液口27浸入到結晶器41的金屬液S中，另外，圖3還示出正在凝固的鑄坯E逐漸形成的坯殼，箭頭示出液體金屬流動的方向和速的大小。
在結晶器41上邊沿42的上面通過噴嘴52送入潤滑劑G，噴嘴52安裝在輸送管道53上。通常采用結晶器潤滑劑。
通過一個加熱裝置61，在此使用激光加熱儀62向浸入式水口21和結晶器41之間形成的金屬液S的環形液面提供熱能，并且環形液面用結晶器潤滑劑覆蓋。
圖3的下圖示出結晶器41剖面AA的俯視圖，在所述的情況下涉及一種通過結晶器41的寬側面44，46和長側面45，47形成的板坯。這里側面44至47圍成結晶器41的斷面AK。
在結晶器的內腔中插入一個浸入式水口21，水口有寬側面22，24和長側面23，25，它們形成一個自由內表面AT。
浸入式水口21的角部26設計成圓角，也就是說倒圓半徑為r，r值大于浸入式水口寬度的四分之一。
在浸入式水口21和結晶器41形成的環形腔體中插有一些噴嘴52，它們通過一個計量裝置54和一個在此未作進一步介紹的結晶器潤滑劑罐55連接在一起。計量裝置54可以連接不同根數的輸送管道53，圖中示出連接一根，二根，三根和更多一些數目的輸送管道53。
權利要求
1.金屬液的澆注方法，特別適用于澆注鋼水，金屬液經過一個固定在中間罐上的浸入式水口澆注到一個立式振動式結晶器內的液體中，其特征在于，用這種方法可以調節被輸入的金屬液液面高度，使其高度超出結晶器中的金屬液液面50至600毫米之間，并且離開中間罐的金屬液等動能地輸入到從結晶器出來的坯料的液態部分中。
2.按權利要求1所述的澆注金屬液的方法，其特征在于，為了調節液面高度，在具有兩個腔室的中間罐里和結晶器中的金屬液相連的那部分液體的液面上施加這樣的低壓，使中間罐里和大氣接觸的金屬液液面高度超過結晶器內的金屬液液面。
3.按權利要求1所述的方法，其特征在于，為了調節金屬液液面高度，從澆注開始起，注入的金屬液流始終要保持正壓，并且調節輸送量。
4.按權利要求2或3所述的方法，其特征在于，將斷面為(AT)的金屬液輸送給結晶器內腔，該斷面只稍微小于結晶器內腔里的金屬液斷面(AK)。
5.按權利要求4所述的方法，其特征在于，不受液面的影響，結晶器內和外界大氣接觸的環形金屬液液面以恒定的寬度包圍著浸入式水口。
6.按權利要求5所述的方法，其特征在于，將潤滑劑均勻地輸送給包圍著水口的環形金屬液面。
7.按權利要求6所述的方法，其特征在于，以液態的形式輸送潤滑劑。
8.按權利要求6或7所述的方法，其特征在于，通過外界能源加熱潤滑劑。
9.按前述的權利要求之一所述的方法，其特征在于，潤滑劑處于壓力下并且劑量可以調節地注入。
10.金屬坯料的澆鑄設備，特別適用于澆鑄薄鋼板坯，這種設備有一個中間罐，它配有一個插到立式振動結晶器中的浸入式水口，用以實施權利要求1所述的方法，其特征在于，浸入式水口(21)的出液口(27)有一個斷面(AT)，它不小于結晶器(41)的內腔斷面(AK)的0.3倍。
11.按權利要求10所述的金屬坯料澆鑄設備，其特征在于，中間罐(12)有一個開口的第一腔(13)，金屬熔液(S)從盛液桶(11)中輸入到它里面，中間罐還有一個封閉的和一個減壓裝置(31)相連的第二腔(14)，它的底部固定著浸入式水口(21)。
12.按權利要求10所述的設備，其特征在于，浸入式水口(21)上配有一個抽吸管道(18)，它連接在一個抽吸裝置(19)上，用一個截止件(16)可關閉浸入式水口(21)的入液口且可以進行無級開啟。
13.按權利要求12所述的設備，其特征在于，截止件(16)是一個塞棒。
14.按權利要求10所述的設備，其特征在于，浸入式水口(21)的斷面(AT)不小于結晶器(41)的內腔斷面(AK)的0.9倍。
15.按權利要求14所述的設備，其特征在于，浸入式水口(21)的角(26)設計成圓角，其半徑為(r)大于浸入式水口寬度(B)的四分之一。
16.按權利要求14所述的設備，其特征在于，在結晶器(41)的上邊沿(42)的上面設置一個潤滑劑輸送裝置(51)的噴嘴(52)。
17.按權利要求16所述的設備，其特征在于，送料裝置(51)配有用于潤滑劑(G)計量裝置(54)的元件。
18.按權利要求14所述的設備，其特征在于，結晶器上邊沿(42)的上面裝有一臺加熱裝置，用來加熱潤滑劑(G)。
19.按權利要求18所述的設備，其特征在于，加熱裝置(61)是一臺激光加熱儀(62)，其激光束可沿著浸入式水口(21)和結晶器(41)之間的環形面移動。
20.按權利要求16所述的設備，其特征在于，噴嘴(52)平行于結晶器的內壁(41)滑動接觸進入，工作期間浸入到金屬液S中。
21.按權利要求10所述的設備，其特征在于，浸入式水口(21)上安裝一個抽吸管道(18)，該管道連接在一個抽吸裝置(19)上。
全文摘要
本發明涉及一種金屬液的澆注方法,特別是澆注鋼水,金屬液經過一個固定在中間罐的浸入式水口澆注到一個立式振動結晶器里的金屬液中。本發明的特征在于,以這樣的方式調節輸入的金屬液液面高度,使它高出結晶器中的液面50～600毫米之間,從中間罐輸出的金屬液等動能地輸送給從結晶器拉出的坯料的液態部分。本發明還涉及一種金屬坯料的澆注設備,特別適用于澆注薄鋼板坯,它具有一個中間罐,中間罐上安裝一個插到立式振動結晶器里的浸入式水口,用以實施所發明方法,其特征在于,浸入式水口(21)的出液口(27)的斷面(A
文檔編號B22D11/113GK1179121SQ96192704
公開日1998年4月15日 申請日期1996年3月11日 優先權日1995年3月21日
發明者烏爾里希·烏爾勞, 沃爾夫岡·賴歇爾特, 埃瓦爾德·費爾斯塔克, 沃爾夫岡·德林 申請人:曼內斯曼股份公司