[发明专利]连续铸造方法及浸入式铸口

说明书

本发明涉及一种降低高度的连续铸造机铸造金属的方法，还涉及一种浸入式铸口，在一个降低高度的连续铸造机的结晶器中浇铸熔融金属，这种铸口使这种铸造方法得以实现。

更确切地说，本发明涉及一种连续铸造方法和一种与之相应用来浇铸熔融金属的浸入式铸口，铸口设置在中间浇包下面，用来将熔融金属浇入一个降低高度的连续铸造机的一个水平的或基本上水平的结晶器中。铸口的出液口位于结晶器中熔融金属的液面以下。

所谓的降低高度的连续铸造机，或者说带有一个水平的或基本上水平的结晶器的连续铸造机，就是指这样一种连续铸造机，它的结晶器的注入口位于穿过结晶器本身的平均半径（Rm）的基心的一条大体上的水平线以下，并且与铸造条坯的抽出线大致平行，这意味着结晶器的注入口低于该水平线一个大于零的角度α。

本发明可以正确地应用到α角小至5度左右，随着α角增大，本发明的重要性就更进一步地体现出来。

降低高度的连续铸造机通常要求α角的值在30度到45度之间。

例如，美国专利4749025用本发明一样的名称公开了一种降低高度的连续铸造机。

再如，欧州专利EP-A-86202132.6用本发明一样的名称公开了用于这种铸造机的一种结晶器，见图1，图中表明一种基本上水平的连续铸造结晶器，它的注入口（注入口的中心对应于图中“Rm”的位置）位于α角约为45度之处。

瑞典专利CH403172和国际专利PCT/WO8102990也公开了降低高度的连续铸造机。

本发明涉及的降低高度的连续铸造机设置了振动式结晶器，中间浇包则是静止不动的。

虽然现在装有水平的或基本水平的振动式结晶器的连续铸造机在投资、设备的体积、生产厂房的高度、维修的成本及安全等方面有它们一系列的优点，但是并没有用来生产优质钢，主要是因为用它们生产出来的产品质量不能满足用户的质量标准。

这种质量问题是由于采用水平的或基本水平的结晶器生产出的铸造条坯在相应于结晶器上部内弧形一侧，也就是在最终铸造条坯的上表面卷入了非金属杂物或气体。

为了弄清有关在结晶器上部内弧形一侧产生夹杂物的情况，应当考虑到，在连续铸造过程中，有一定数量的非金属夹杂物在通过中间浇包和进入锭模的结晶器后会从钢液流中上浮起来而变成分离状态，这些非金属夹杂物包括：大块氧化铝夹杂、钢液与耐火材料间化学反应的产物，因冲蚀而剥离的耐火砖颗粒、钢液脱氧的产物、渣粒，特别是气体。

在中间包中，夹杂物大部分被它们上面的熔渣所吸收，但是一部分夹杂物却转移到锭模中。

在垂直式连续铸造机或在传统的制造大钢锭的大半径的弧形连续铸造机中，全部或大部分夹杂物被液态渣吸收，而钢液中的气体被排入大气中。

在大大降低高度的连续铸造机中，也就是装有水平的或基本水平的结晶器的连续铸造机中，不可能完全离析夹杂物，因为锭模是倾斜的，在结晶器上升运动时，一部分夹杂物就进入结晶器中。

随着角度α的增大，这个问题就更加严重，而在α角约为5度时就已经可以出现上面的问题了。

由于上述理由，任何比钢轻的物质，和尤其是进入锭模中与钢水混合在一起的气体，在锭模上升运动时首先沉积在锭模上部的内弧形一侧，然后留在铸造条坯的上部内弧形一侧，这一情况示于图2。

改变铸口的几何特征及降低铸造条坯的抽出速度，能够部分地但不能充分地缓解这一问题。

本发明申请人已经试验并找到了一种方法以提供更满意的设备来离析，具体说，至少要减少将夹杂物带入铸造条坯内部的气体。

在流过铸口的熔融金属中产生气体是动力学和流体动力学因素造成的，因为在打开铸口的瞬间，也就是在开始浇注的瞬间，在现有的铸口管状部分的内腔中产生了负压。

这一负压趋向于把铸口外面的空气吸入到管状部分的内腔，并借助积累效应把已经包在熔融金属液中的气体排出。

在普通的连续铸造机中，结晶器位于大体上垂直的或具有一个很小的α角的位置，上述负压只是有时有害，因为仅仅在抽出铸造条坯的速度很高时，所有已经卷入或将要卷入熔融金属中的气体都不能再上浮到在结晶器的熔池中。

但是在降低高度的连续铸造机中，结晶器大体上是水平的或基本水平的，这一负压现象就成为固定的不利因素，因为在熔融金属中及带入结晶器中的气体及夹杂物基本上不可能自然地排除。

这些气体形成气泡，聚集在结晶器的上部内弧形一侧，因而严重地危害产品质量。