[实用新型]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

说明书

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。

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，