[发明专利]用于连续铸造的注口

说明书

本发明涉及一种用于连续铸造的注口。

根据本发明的用于连续铸造的注口用来与结晶器配合以生产厚度(扁坯的窄侧)为约30--300mm之间的扁坯。

连续铸造通常的、中等尺寸和薄的扁坯将产生与由离开位于结晶器的铸腔中的弯液面之下的注口的液体金属引起的紊流相关的问题。

该注口与一中间包相连并且其下游终端部插入结晶器的铸腔中所包含的液体金属的弯液面之下。

为了消除与将液体金属高速排入铸腔中相关联的问题，已公开了排出喷嘴，其底端封闭并且排出孔位于其侧壁中；这些排出孔最好朝向铸腔的窄的侧壁。

现有技术中的注口涉及与通过横向排出孔高速排出液体金属相关联的问题。

更具体地说，横向排出的液体金属流继续流至结晶器的侧壁并冲刷结晶器的窄壁。

对结晶器的侧壁的这种冲刷一方面引起正在形成的扁坯的表层(此时表层还很薄)的再熔化，另一方面产生阻止表层形成和生长的紊流。

这些紊流导致由于润滑粉末的振动和混合而在扁坯表面中产生例如裂纹、凹穴、不规则的斑痕等的瑕疵。

这些液体金属流能够引起表层的破裂从而破坏扁坯及使铸造过程停止。

现有技术中的横向排出孔朝上的注口引起与弯液面高度的过度紊流相关联的问题，从而覆盖弯液面的润滑粉末被部分地吸入扁坯中。

已知即使使横向排出孔朝上，也不能消除这些问题，这些问题涉及由离开横向排出孔的液体流对扁坯表层的冲刷，因为这些液体流保持其动量，因而趋于继续朝向仍为流体的扁坯的芯部而不是移向弯液面。

FR-A-2,243,043公开了一种带封闭底端和横向排出孔的管状排出喷嘴；该喷嘴与一包围壳相连，该包围壳向上及向下开口并包括与喷嘴的排出孔相距给定距离的偏转壁。

该外壳具有矩形截面，其侧边平行于结晶器的侧壁。

该包围壳限定一不受干扰的腔，其中流体金属流在向上或向下偏转之前在一自由的直的路径(约100mm，但最好200mm)之后遇到偏转壁。

根据需要更好的排出的区域的位置，这些偏转壁可以平行、垂直或向上或向下收敛。

喷嘴的横向排出孔可具有水平轴线或者向上或向下倾斜的轴线，以使流体液体流最好向上或向下分布。

这种注口也存在横向排出孔的尺寸相对于管状注口的截面适中的问题，这将可能使液体金属浇注流速较快。

因此，离开横向排出孔的液体金属射流具有很大的动能，它只是部分地被射流与偏转板壁的冲击所分散。

因此偏转的液体金属射流仍然以很高的速度向上和/或向下前进，并在铸造腔中引起紊流，从而使扁坯的表层不能适当地凝固。而且，这些紊流搅起了润滑粉末并引起这些粉末的夹杂物。

此外，业已知道在注口之下的中心区域，更精确地说在管状管的底部由于液体金属的不均匀排出而形成一冷区，金属液体由包围壳的偏转壁所偏转。

这种熔化金属物质中的温度的不均匀性产生瑕疵，从而不能获得与所要求特性相一致的最终产品。

此外，上述专利中公开的注口具有较大的质量，因此在生产厚度在60至130mm之间的薄扁坯时，可被很容易地结合进凝固的扁坯中，从而对注口和扁坯造成损害。

另外，注口的总的尺寸使得它能防止液体金属在结晶器中和在喷嘴侧部的某种循环，其结果在某些区域产生过热或过冷，并在形成扁坯时产生某些缺陷。

在注口中包围壳的偏转壁比横向排出孔的尺寸高，排出孔最好位于偏转壁的上半部分中。

因此，离开包围壳的液体金属射流被偏转壁沿给定距离引导，因而不会自由地与围绕喷嘴的液体金属相混合，从而产生温度不同的区域。

US-A-3,669,181也公开了一带封闭底端和横向排出孔的管状排出喷嘴，该喷嘴与偏转液体金属射流的装置相连。

这些偏转板装置向上收敛并相对于垂直方向倾斜10°至45°之间的一个角度，这样偏转板装置的上部边沿与中心管状管分开一5至40mm的距离，从而限定一上狭缝。

这种注口不仅产生与上述相同的问题，并且还进一步产生上狭缝由于其适当的尺寸而可被氧化铝的沉淀很容易地堵塞。

上狭缝堵塞的结果是使液体金属射流完全向下偏转，在这种情况下，由于缺乏侧壁的粉末润滑而产生的金属的粘着性将导致弯液面的凝固及以后铸造过程的停止。

本发明设计、试验和实施用于克服现有技术的缺点并获得进一步的优点。

本发明的目的是提供一种用于连续铸造扁坯的注口，它能够以很大的流速将液体金属排放到结晶器的铸造腔室中，而不会冲刷正在铸模中凝固的扁坯的表层以及在正在凝固的液体金属中产生紊流。

本发明也能够保持在结晶器中的液体金属的温度均匀。