專利名稱：控制中間包內(nèi)熔融金屬流動(dòng)的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明背景本發(fā)明涉及在連鑄中間包內(nèi)控制熔融金屬流動(dòng)方向的設(shè)備，且更特別的是在于提供一種熔融金屬的流動(dòng)形式以增強(qiáng)雜質(zhì)浮出的能力并提高連鑄鋼制品的顯微清潔度。
中間包為容器狀大桶，被設(shè)置在連鑄模和將鋼水送至鑄造機(jī)的鑄桶之間。所述中間包應(yīng)被設(shè)計(jì)成能容納一池鋼水，該鋼水能從中間包注入鑄造機(jī)內(nèi)以形成所需產(chǎn)品。在將熔融金屬送至中間包期間，通過一從鑄桶伸出的管套，輸入的熔融金屬流能從中間包底板向上返回而產(chǎn)生破壞熔池表面上的渣料蓋的紊流沸騰效應(yīng)，并將渣料蓋上的顆粒帶入鋼水，且使鋼水暴露在空氣中。
美國專利申請(qǐng)5,169,591通過使用一緩沖桿而克服了上述紊流及渣料夾帶，該緩沖桿應(yīng)被加工成能改變輸澆包液流所形成的流體流動(dòng)方向。所述緩沖桿包括一底座及一沿該底座周邊向上伸出的側(cè)壁。澆包液流對(duì)所述底座進(jìn)行沖擊并產(chǎn)生朝向側(cè)壁的放射狀流體，且所述側(cè)壁包括一沿其內(nèi)表面延伸的切槽，且其形狀應(yīng)能接收并使放射狀流體的流動(dòng)方向變?yōu)榉迪蜉斎霛舶毫鞯姆较颉Ｋ龇祷氐牧黧w消耗了離開緩沖桿的流體流動(dòng)能量并減弱了中間包內(nèi)的表面紊流度。返回的流體還增加了雜質(zhì)間碰撞的可能性，并促進(jìn)了較大雜質(zhì)顆粒的聚集和形成。由于其較高的浮力，因而較大的雜質(zhì)顆粒能更快地浮出。
對(duì)于中間包內(nèi)流體流動(dòng)的研究已表明通過使用與緩沖桿相配合的輔助流體控制裝置，能進(jìn)一步提高鋼制品的顯微清潔度。所述新的流體控制裝置能產(chǎn)生平穩(wěn)的上升液流以增強(qiáng)浮向浮在鋼水池表面上的渣料蓋的能力。這些平穩(wěn)的液流以一降低的速度流向熔池表面以防止表面沸騰效應(yīng)及渣料蓋的損壞。從緩沖桿流出的鋼水中聚集的雜質(zhì)被送向渣料蓋，在該處雜質(zhì)被吸收從而提高了鋼制品的顯微清潔度。
雖然，將中間包設(shè)備中的不同部件，儲(chǔ)如緩沖桿和輔助控制閘相結(jié)合能減弱引起表面沸騰效應(yīng)的紊流。但是，同時(shí)也會(huì)減弱所希望的鋼水流向中間包設(shè)備下游處的動(dòng)能。結(jié)果，削弱了下游鋼水的方向控制性能，并且在中間包下游截面處的流動(dòng)形式會(huì)受到出口液流的控制。由于流動(dòng)流體會(huì)從端壁且特別是下游角落處附近的中間包熔池區(qū)域繞過，所以便導(dǎo)致了不希望有的滯流現(xiàn)象。為使流動(dòng)流體流入這些滯流區(qū)域，必須將動(dòng)能從象惰性氣體起泡器或電磁攪拌器這樣的輔助能源輸送至流動(dòng)流體。通過允許具有足夠動(dòng)能的流體流過閘門，貫穿于流體控制閘上的孔也能削弱滯流現(xiàn)象。
所述輔助能源應(yīng)被設(shè)置在閘門與中間包噴嘴間的流體控制閘的下游處。這些能源會(huì)增加中間包內(nèi)鋼水的動(dòng)能量及其滯留時(shí)間，并在不產(chǎn)生表面沸騰效應(yīng)的情況下，形成平穩(wěn)的上升流體。貫穿于閘門的孔能調(diào)節(jié)閘門上游及下游的流量。
本發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于通過控制連鑄中間包內(nèi)部熔融鋼水的流動(dòng)而提高鋼制品的顯微清潔度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于通過增強(qiáng)雜質(zhì)浮出裝在中間包熔融水池的能力而提高鋼制品的顯微清潔度。
本發(fā)明的還一目的在于通過導(dǎo)引熔融鋼水上升以流向熔池表面上的渣料蓋而增強(qiáng)了雜質(zhì)浮出的能力。
本發(fā)明的另一目的在于提供用以與中間包緩沖桿相配合的流動(dòng)控制設(shè)備，以將熔融鋼水導(dǎo)向渣料蓋并增強(qiáng)了雜質(zhì)浮出的能力。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種能源以維持熔融鋼水朝向渣料蓋的持續(xù)流動(dòng)。
本發(fā)明的另一目的在于減少在中間包角落處流體流動(dòng)的滯留現(xiàn)象。
最后，本發(fā)明的另一目的在于提供一種能源，用以控制熔融鋼水流過中間包的滯留時(shí)間。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過沿中間包緩沖桿下游設(shè)置流體控制閘門并在流體控制閘門與中間包噴嘴之間設(shè)置一能源便能在中間包內(nèi)部的熔融鋼水池中實(shí)現(xiàn)上述目的。所述流動(dòng)控制閘門包括向上的孔及一異形上部部分，該部分具有切槽，該切槽在一朝向上游的臂的下方延伸。所述孔能夠沿下游方向引導(dǎo)熔融鋼水流向渣料蓋及中間包角落處的死容積區(qū)域，且所述異形上部部分能夠沿上游方向引導(dǎo)熔融鋼水流向渣料蓋并返回所述緩沖桿。所述能源為提供能維持熔融鋼水朝渣料蓋持續(xù)流動(dòng)的裝置。
附圖簡述

圖1為一剖面正視圖，所示產(chǎn)為用于一多鑄造機(jī)中間包的優(yōu)選流動(dòng)控制設(shè)備。
圖2為一剖面正視圖，所示為所述流動(dòng)控制設(shè)備的閘門部分。
圖3為流動(dòng)控制設(shè)備中整個(gè)閘門的平面剖視圖。
圖4為部分中間包的一等角圖，所示為通過本發(fā)明的流動(dòng)控制而產(chǎn)生的不同下層液流。
圖5為圖1中的放大部分視圖，所示為當(dāng)下層液流通過中間包時(shí)，速度的變化。
圖6為一剖面正視圖，所示為用于一單流鑄造機(jī)中間包的優(yōu)選流動(dòng)控制設(shè)備。
圖7為用于一鑄造中間包的本發(fā)明中流動(dòng)控制的另一實(shí)施方案。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述對(duì)于更清潔鋼需求量的增加而引出不斷的研究以研制用于提高某些鋼品種的顯微清潔度的方法和設(shè)備。從在先的美國專利申請(qǐng)5,169,591中已認(rèn)識(shí)到利用一緩沖桿接收并改變由輸入澆包液流產(chǎn)生的流體流動(dòng)能在技術(shù)上帶來這一優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在，我們已發(fā)現(xiàn)通過使用與流動(dòng)變向緩沖桿相配合的輔助流動(dòng)控制設(shè)備能進(jìn)一步提高鋼水的顯微清潔度。
參照附圖1，多流連鑄機(jī)1如圖所示，具有第一端部1a和一第二端部1b。除為了說明的目的外，所述第一和第二端應(yīng)相對(duì)如圖1所示，不同的能源4被設(shè)置在噴嘴2附近的中間包底板內(nèi)。但在實(shí)際中，多流連鑄機(jī)中間包通常使用設(shè)置在每噴嘴附近的相同能源4。因?yàn)樗鰞啥瞬渴窍鄬?duì)設(shè)置的，因此必須明白若不另作說明的話，以下所披露的內(nèi)容均適用于所述多流連鑄機(jī)中間包的兩端部。
如圖1所示，最佳實(shí)施方案中的流動(dòng)控制設(shè)備包括閘門3及能源4，該設(shè)備與回流中間包緩沖桿5相配合，所述緩沖桿被設(shè)置在受到輸入澆包液流沖擊的中間包沖擊區(qū)域內(nèi)。緩沖桿5包括貫穿于側(cè)壁7的開孔6，在美國專利No，5,169,591的附圖9-11中已對(duì)其作了更為詳細(xì)地說明。熔融金屬通過一從一澆包(未示出)上伸出的澆包管套8被注入中間包1內(nèi)，并且由輸入澆包液所產(chǎn)生的流體被切槽部分10接收，該切槽部分應(yīng)沿位于緩沖桿頂面11下方的側(cè)壁7的內(nèi)表面延伸。所述切槽能改變流體流動(dòng)方向以使其向輸入澆包液流9回流。從而在該處使液流的動(dòng)能得以消耗。從附圖6和7中可更清楚地看出，這樣便減弱了表面紊流度。返回液流增加了夾雜在鋼水中雜質(zhì)間形成碰撞，及雜質(zhì)聚集以形成較大顆粒的可能性，該顆粒能更迅速地向浮在熔池表面上的渣料蓋13浮起。
流動(dòng)控制閘門3被設(shè)置在緩沖桿5的下游處，并最少沿中間包1的寬度方向伸出一定長度。所述閘門包括一具有上游表面16及一下游表面20的垂直件14。所述垂直件還包括一上部部分，該部分的形狀同與中間包底板相鄰的異形上部部分的形狀有所不同，異形上部部分包括一具有一切槽15的向上延伸的臂17。圖2和3更清楚地表明，切槽15應(yīng)沿位于向上延伸的臂17下方的垂直件14頂部延伸，且切槽15及向上延伸的臂17應(yīng)被加工成能接收并改變由開孔6排出的熔融金屬流的方向，所述開孔應(yīng)貫穿于緩沖桿的側(cè)壁7。
圖3和4更清楚地表明，流動(dòng)控制閘門還包括貫穿于壁14的孔18?？?8以α為0°至大約30°的角、從面16至面20沿向上的方向穿過壁14。所述向上的孔能改變一部分由緩沖桿5發(fā)出的流體方向以使其沿向上的方向朝熔池表面處的渣料蓋13流動(dòng)。
所述孔也可以以一復(fù)合角θ貫穿于壁14。所述具有復(fù)合角的孔18′包括0°至大約30°的向上角α，該角與一大約不大于60°的向外的角相結(jié)合。所述向外的應(yīng)向各自的中間包側(cè)壁22傾斜。角度θ也可在孔至孔間發(fā)生變化，并且任何孔18和18′的結(jié)合均可被用來微調(diào)一特定中間包的流動(dòng)形式。除沿向外方向朝向中間包下游角落19的方向以外，具有復(fù)合角的孔18′還能朝渣料蓋13沿向上方向改變一部分輸入流體的方向。下游角落通常為中間包內(nèi)的死容積區(qū)，并且由所述孔所產(chǎn)生的液流在中間包端壁19′處提供了一種改進(jìn)的流動(dòng)形式。
所述孔18和18′的傾斜度可以變化以改善由所述孔所產(chǎn)生作用于下層流體上的方向控制性能。
再參照?qǐng)D1，在噴嘴2和閘門3之間最少設(shè)置一能源4。所述能源可采用任何目前已知或?qū)硭芰私獾难b置，這些裝置應(yīng)能提高目前的流動(dòng)控制裝置所產(chǎn)生的下層流體動(dòng)能量。例如，中間包1的第一端1a包括一汽體起泡器21。這種裝置應(yīng)通過將一股惰性氣體21′射入熔池12中而改變中間包內(nèi)下游流體的方向。但是，如圖所示，中間包1的第二端1b具有一電磁攪拌器4。這種裝置應(yīng)能在熔池12內(nèi)產(chǎn)生一平穩(wěn)的向上紊流23′以改變下層流體的速度。
如上所述，反向流動(dòng)緩沖桿能引起夾雜在鋼水熔池內(nèi)的雜質(zhì)的碰撞，且這些碰撞能形成較大的、更易浮出的顆粒，這些顆粒具有更好的浮起性能。但是，為增強(qiáng)不需要雜質(zhì)的浮出條件，則必須將雜質(zhì)推向熔池表面，在該處它們能被吸入浮在熔池表面的渣料蓋內(nèi)。為完成這一工作，應(yīng)將流動(dòng)控制閘門3設(shè)置在一位于緩沖桿5下游并能充分?jǐn)r截從緩沖桿的開口端6發(fā)出的流體F的位置處。壁14的上游表面16能攔截并緩沖流體F，且孔18、切槽15及上游延伸臂17將被緩沖后的流體F分為三股派生流體。主要的派生流體F1，反向上游派生流體F2及流向角落19的下游向外派生流體F3。其中，主要的派生流體F1具有最大流量而派生流體F3的流量最小。
貫穿于閘門上臂14的所有孔的結(jié)合截面區(qū)域，孔離中間包底板的距離，及孔的斜度確定了派生流體F1，F(xiàn)2和F3的流量。例如，具有較小角度α且離中間包底板距離較小的大孔能產(chǎn)生一較大的派生流體F3，并能減小F1和F2派生流體的流量。相反，離中間包底板較大的較小孔則能減小F3派生流體的流量而產(chǎn)生較大流量的F1和F2派生流體。因此，能夠看出通過適當(dāng)?shù)刂贫椎闹睆絛，角度α及θ的斜度，及孔處于中間包底板上方的距離，則可提供一較寬范圍的流體調(diào)節(jié)以控制流體流動(dòng)形式以滿足不同鑄造條件的需要。此外，空閘門3與上游緩沖桿間的距離增大或減小時(shí)，通過增大或減小臂14的高度H能進(jìn)行進(jìn)一步的流動(dòng)控制調(diào)節(jié)。并且閘門3中向上延伸的臂17的長度L和/或角度也可被調(diào)節(jié)以進(jìn)一步提供控制中間包內(nèi)流體形式的方式。
參照?qǐng)D1，4和5，用V0-V5的比例等級(jí)來測定輸入澆包液流9，流體F及F1-F3的派生流體速度，其中V5為最大的流量而V0為不可測流量。澆包液流以大約V5的流量被注入中間包內(nèi)，沖擊緩沖桿5的底部，并被切槽10轉(zhuǎn)向反緩沖。液體F從貫穿于側(cè)壁7的開口端6流出并在大約V4的范圍內(nèi)流向閘門3。流體F對(duì)閘門3的上游表面16進(jìn)行沖擊并被進(jìn)一步緩沖，且被孔18和18′，切槽15及上游臂7分為三服派生流體F1，F(xiàn)2和F3。
切槽15及臂17一起工作以將一部分流體F向上改變成具有流量大約V3的部分反向流體，且所述部分反向流體進(jìn)一步被分為派生流體F1和F3。派生流體F2以大約為V1至V2的流量范圍沿上游方向流動(dòng)。派生流體F2應(yīng)恰好和上流至渣料蓋13的下方。當(dāng)派生流體F2從渣料蓋下邊通過時(shí)，它們帶去了被夾帶的雜質(zhì)并提高了雜質(zhì)浮起的可能性。
派生體F2依靠輸入澆包液流9的力量被向下牽引，且將任何殘留在派生流體F2內(nèi)的雜質(zhì)循環(huán)回澆包液流9內(nèi)。隨后，為這些殘留的雜質(zhì)提供了結(jié)合并形成更大顆料的更多機(jī)會(huì)，從而提高了雜質(zhì)浮起的可能性。通過這種方式，在流體通過渣料蓋13下方時(shí)而未浮起的微小顆料，借助F/F2的環(huán)路作經(jīng)過緩沖桿5的反復(fù)循環(huán)。這樣，便大大增加了它們浮起進(jìn)入熔池表面上的渣料蓋的機(jī)會(huì)。
主要的派生流體F1以大約為V1-V2的流量沿下游方向?qū)Ρ?7進(jìn)行沖洗。F1中標(biāo)號(hào)24所示的較慢流動(dòng)部分從閘門3上面通過并被向噴嘴牽引。F1中的較快流動(dòng)部分則以小于V2的流量直接向上流向渣料蓋13，所述流量將不會(huì)導(dǎo)致表面紊流效應(yīng)的產(chǎn)生和/或渣料蓋的破裂。派生流體F1以大約V1-V2的流量將所夾雜的雜質(zhì)帶至渣料蓋13下方，從而也增大了雜質(zhì)浮起進(jìn)入渣料蓋13的能力。當(dāng)其流量低于V1時(shí)，其液流部分25便被向下朝噴嘴牽引，并與液流部分24混合，如標(biāo)號(hào)26所示。此處，派生流體F1或通過噴嘴2被排入鑄模，或由標(biāo)號(hào)4所示的輔助能源將動(dòng)能送至派生流體F1而形成一朝向熔池表面的額外上升派生流體F1′以便將殘留的雜質(zhì)從另一途徑恰好送至渣料蓋13下方，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了雜物浮起進(jìn)入渣料蓋的能力。
能源4可包括任何現(xiàn)有技術(shù)中適合的裝置。為便于說明，如圖所示，我們?cè)谝欢?a處設(shè)置了一氣體起泡器21，并在另一端1b處設(shè)置了一電磁攪拌器23。能源4被設(shè)置在閘門3和噴嘴2之間，并提供了一上升流體，該流體具有大約為V2的流量。這一上升流體能夠朝渣料蓋13、沿向上方向改變派生流體F1中的部分26的方向。派生體F1′中的更新上升流體分為上游流體27和下游流體28。兩股流體27和28以大約為V1的流量在渣料蓋13下方緩慢地流動(dòng)，并將被夾雜的殘留雜質(zhì)恰好帶至渣料蓋下方以增強(qiáng)在另一時(shí)間內(nèi)雜質(zhì)浮起進(jìn)入渣料蓋13的能力。上游流體27以與派生流體F2相同的方式流動(dòng)，從而以大約V1的流量使所夾雜的雜質(zhì)落向熔池表面并隨后落向形成有一循環(huán)環(huán)路26/27的中間包底板。當(dāng)流體27在渣料蓋下方流動(dòng)時(shí)，未浮起的大量雜質(zhì)被向下引入所述環(huán)路中以與從派生體F1中的下落部分26所輸入的殘留雜質(zhì)發(fā)生碰撞。通過這種方式，便為大量的殘留雜質(zhì)提高了反復(fù)結(jié)合形成較大顆粒的機(jī)會(huì)以進(jìn)一步改善其浮起的性能。
下游流體28也能以大約V1的流量在渣料蓋13的下方流動(dòng)以增加任何夾雜在流體內(nèi)的殘留雜質(zhì)浮起能力。流體28被引向噴嘴并落至中間包底板，在該處大部分熔融態(tài)鋼水通過噴嘴2被排入鑄模內(nèi)。
派生流體F3以大約V1-V2的流量從孔18和18′沿下游方向射出。孔18′的復(fù)合角將派生流體引向渣料蓋13及中間包的下游角落19。派生流體F3以大約為V1的流量將一些被夾雜的雜質(zhì)送至恰好處于渣料蓋13下方的一通道上，但是，流體F3的主要作用是沿端壁19′，特別是在端壁角落19處形成平緩地沖洗，以減弱其死流體積區(qū)域內(nèi)的滯流現(xiàn)象。
從附圖中能清楚地看到，每一時(shí)，均有一派生體被引向渣料蓋13，雜質(zhì)浮起的能力得到增強(qiáng)，及鋼制品的顯微清潔度得以提高。但是，眾所周知，每一中間包均具有其固有的流動(dòng)特性，且中間包相互間的特性并不相同。因此，除能源的布置以外，閘門的設(shè)置及尺寸應(yīng)根據(jù)這些獨(dú)特的流動(dòng)特性來確定。為了使效率更高，必須對(duì)目前的流體控制設(shè)備駕調(diào)整以適應(yīng)每一中間包的獨(dú)特鑄造條件。通過這種方式，便能實(shí)現(xiàn)良好的雜質(zhì)浮起效果。例如，澆鑄速度，在中間包底板上方的澆包管套高度，中間包壁的形狀和斜度，及緩沖桿的設(shè)計(jì)恰好是幾個(gè)影響中間包內(nèi)部流體流動(dòng)形式的因素。
現(xiàn)在參照附圖6，中間包流動(dòng)控制的發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案如圖所示，被用于一單流連鑄機(jī)1A內(nèi)。所述第二優(yōu)選實(shí)施方案包括一沿中間包寬度方向最少伸出一定距離的閘門3及一能源4，這些設(shè)備與一中間包緩沖桿5A相配合，所述緩沖桿具有一貫于側(cè)壁7的開孔6。美國專利No.5,169,591對(duì)圖中所示的所述緩沖桿5A作了更詳細(xì)地描述。
由輸入澆包液流9產(chǎn)生的流體被緩沖桿5A的切槽10接收。切槽10沿位于上表面11下方的側(cè)壁7內(nèi)表面延伸，并且所述上表面11應(yīng)沿緩沖桿的三個(gè)側(cè)面延伸。所述切槽能改變并緩沖所述輸入澆包液流，從而減弱了上面所述的多流連鑄中間包1內(nèi)的表面紊流度。
第二實(shí)施方案中的流動(dòng)控制閘3被設(shè)置在緩沖桿5A的下游處，且閘門3包括一具有一上游表面16和一下游表面20的垂直壁14，一切槽15，及一向上延伸臂17。切槽15和臂17應(yīng)被加工成能接收從緩沖桿5A開口端6放出的流體6并使其方向發(fā)生改變。應(yīng)明白，雖然切槽15所示為一傾斜的表面，但如錐形面這樣的任何適合的結(jié)構(gòu)也能被用來改變流體F的方向。
同所披露的多流連鑄中間包1一樣，閘門3能夠攔截輸入流體F并將其分為三股派生流體。三股派生流體包括具有最大流量的主要下游派生體F1，上游派生體F2，及具有最小流量的下游向外派生流體F3。三股派生流體的流動(dòng)形式與以前所描述的中間包1中流體流動(dòng)的形式相同，能源4被設(shè)置在閘門3和中間包噴嘴2之間以提供一股更新出的派生流體F1′。
參照附圖7所示，中間包流體控制的本發(fā)明的另一實(shí)施方案如圖所示，被用于一多連鑄機(jī)1B中。該第三實(shí)施方案包括多個(gè)閘門3及多個(gè)能源4(未繪出)，它們與具有一連續(xù)側(cè)壁7的中間包緩沖桿5B相配合。
由輸入澆包液流9產(chǎn)生的流體被緩沖桿5B的切槽部分10接收。刀槽10沿位于上表面11下方的側(cè)壁7內(nèi)表面延伸，而表面11應(yīng)沿緩沖桿的整個(gè)周邊延伸。所述切槽能象以前所述的那樣改變并緩沖輸入流體，但不會(huì)將流體F引入前兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中一清楚地限定出的通道內(nèi)。
第三實(shí)施方案中的閘門3被設(shè)置在緩沖桿5B的下游處，且閘門3應(yīng)沿中間包1B的寬度方向最少伸出一定距離。所述閘門包括一垂直壁14，該壁具有一切槽15及一向上延伸的臂17，用于接收由緩沖桿5B放出的部分被緩沖的流體F。但是，與前兩個(gè)實(shí)施方案中應(yīng)最少具有一貫穿于側(cè)壁7的開孔不同，在本實(shí)施方案中，沿緩沖桿5B整個(gè)周邊延伸的連續(xù)側(cè)壁7并未給定流體F的方向。閘門3的表面16能夠?qū)τ删彌_桿5B放出的部分流體下加以攔截。型線模型試驗(yàn)表明，最好應(yīng)將液體F分為兩個(gè)派生流體，主要的下游派生流體F1及被引入中間包角落19中的較小的下游派生流體F3。通過將這一實(shí)施方案同前兩個(gè)最佳實(shí)施方案的附圖加以比較便能看出，當(dāng)閘門3與緩沖桿5B相配合時(shí)，派生流體F2被消除，環(huán)路F/F2不再使殘留的雜質(zhì)循環(huán)通過緩沖桿區(qū)域，從而減少了雜質(zhì)浮起的機(jī)會(huì)。結(jié)果，由第三實(shí)施方案制造的連鑄鋼制品質(zhì)量不如圖1和圖6所示的實(shí)施方案所制造的鋼制品。
雖然已通過一最佳方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)明白，在遵循本發(fā)明總體原則并包括了那些雖偏離本發(fā)明所披露的內(nèi)容但仍在現(xiàn)有技術(shù)中與本發(fā)明有關(guān)的已知或習(xí)慣作法的基礎(chǔ)上，能夠?qū)Ρ景l(fā)明作出進(jìn)一步的改進(jìn)，利用和/或改變，同這里以前所述的適用于本發(fā)明主要特點(diǎn)的內(nèi)容一樣，它們應(yīng)落入其后的附加權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.供連鑄中間包內(nèi)的緩沖桿使用的流動(dòng)控制設(shè)備，其中所述中間包帶有鋼水熔池，該控制設(shè)備包括一位于所述緩沖桿下游處的閘門，包括a)一上部部分，應(yīng)被加工有接收并將由所述緩沖桿放出的一股熔融金屬變?yōu)樽钌僖还膳缮黧w，所述派生流體應(yīng)流向浮在所述鋼水熔池上的一渣料蓋，及b)最少一個(gè)以一復(fù)合角貫穿于所述閘門的孔，該復(fù)合角應(yīng)包括一向上角α和一向外角θ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述上部部分包括一向上延伸的臂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述上部部分包括一位于所述向上延伸臂下方的切槽，所述切槽應(yīng)被加工成能將所述熔融金屬流變?yōu)樽钌僖还闪飨蛩鲈仙w的派生流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述向上的角α能最少引導(dǎo)一股派生流體流向所述渣料蓋，并且所述向外角θ能最少引導(dǎo)一股派生流體沿向外方向流向所述連鑄中間包的一下游角落。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述向上角α為0°-30°，所述向外角θ為0°-60°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述閘門的所述上部部分能改變最少一股派生流體，使其沿上游方向流回所述緩沖桿。
7.供連鑄中間包內(nèi)的緩沖桿使用的流動(dòng)控制設(shè)備，其中所述中間包帶有一鋼水熔池，該控制設(shè)備包括設(shè)置在所述緩沖桿的閘門，包括一上部部分，及一與所述上部部分相對(duì)的下部部分，所述上部部分的形狀不同于所述下部部分，以接收并使從所述緩沖桿放出的熔融態(tài)金屬改為最少一股沿下游方向流向一渣料蓋的派生流體以及最少一股沿上游方向流向所述渣料蓋的派生流體，其中所述渣料蓋浮于所述鋼水溶池之上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述上部部分包括一向上延伸的臂。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述上部部分包括一位于所述向上延伸臂下方的切槽，所述切槽應(yīng)被加工成能將所述熔融金屬流變?yōu)樽钌僖还闪飨蛩隽仙w的派生流體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述閘門的所述上部部分能使最少一股派生流體沿上游方向流回所述緩沖桿。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于用于釋放由所述閘門接收的所述熔融金屬流的所述緩沖桿包括一底座，該底座具有一個(gè)受到輸入澆包液流沖擊的表面，一暴露所述底座的周邊上表面，及一以向上方向、沿所述底座周邊延伸的側(cè)壁，所述側(cè)壁在所述底座及所述周邊上表面之間延伸，并包括一內(nèi)表面，該表面具有一在所述周邊上表面下方連續(xù)延伸的切槽，所述切槽應(yīng)被加工成能改變由所述澆包液流所形成的一股鋼水的流動(dòng)方向，并使其流回所述澆包液流中。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述閘門包括最少一個(gè)貫穿于所述閘門的孔，以使所述熔融態(tài)金屬液流變?yōu)樽钌僖还闪飨蛩鲈仙w的派生流體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于最少一個(gè)所述孔應(yīng)以一向上的角α貫穿于所述閘門。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述向上的角在0°-30°之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流動(dòng)控制設(shè)備，該設(shè)備具有最少一個(gè)以一復(fù)合角貫穿于所述閘門的孔，該復(fù)合角包括一向上角α，用以導(dǎo)引最少一股派生流體流向所述渣料蓋，及一向外朝向所述連鑄機(jī)中間包中一個(gè)側(cè)壁的角θ，用以導(dǎo)引最少一股派生流體沿向外的方向流向所述連鑄機(jī)中間包的一下游角落。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述向上的角α在0°-30°之間，所述向外的角θ在0°-60°之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的流動(dòng)控制設(shè)備，該設(shè)備具有最少一個(gè)能源，被設(shè)置在所述連鑄中間包內(nèi)的所述閘門和一噴嘴之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于最少一個(gè)所述能源為一氣體起泡器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于最少一個(gè)所述的能源為一電磁攪拌器。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述上部部分包括一向上延伸的臂。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述上部部分包括一位于所述向上延伸臂下方的切槽，所述切槽應(yīng)被加工成能使所述熔融態(tài)金屬流變?yōu)樽钌僖还闪飨蛩鲈仙w的派生流體。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述閘門包括最少一個(gè)貫穿于所述閘門的孔，用以使所述熔融態(tài)金屬變?yōu)樽钌僖还闪飨蛩鲈仙w的派生流體。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述孔以一向上角α貫穿于所述閘門。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述向上角α在0°-30°之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的流動(dòng)控制設(shè)備，該設(shè)備具有最少一個(gè)以一復(fù)合角貫穿于所述閘門的孔，該復(fù)合角包括一向上角α，用以導(dǎo)引最少一股派生流體流向所述渣料蓋，及一向外朝向所述連鑄機(jī)中間包中一個(gè)側(cè)壁的角θ，用以導(dǎo)引最少一股派生流體沿向外方向流向所述連鑄機(jī)中間包的一下游角落。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述向上的角α在0°-30°之間，所述向外的角θ在0°-60°之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于最少一個(gè)所述能源提供能量，以改變最少一股派生流體沿下游方向流向所述渣料蓋，并使最少一股派生流體沿上游方向流向所述渣料蓋。
28.在一連鑄中間包中具有改進(jìn)的流動(dòng)控制設(shè)備，以增強(qiáng)夾帶在熔融態(tài)金屬池內(nèi)雜質(zhì)的浮起能力，所述改進(jìn)的流動(dòng)控制設(shè)備包括一位于下游的閘門，用以接收由一上游緩沖桿放出的熔融態(tài)金屬，所述閘門具有a)一上部部分，用以將所述熔融態(tài)金屬分為多股派生流體，所述上部部分能改變所述多股派生流體中的最少一股流體以向上方向在一渣料蓋下方流動(dòng)，以增強(qiáng)雜質(zhì)從所述熔融金屬中浮至所述渣料蓋的能力，及b)最少一個(gè)以一復(fù)合角貫穿于所述閘門的孔，該復(fù)合角應(yīng)包括一向上角α和一向外角θ。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的連鑄中間包，其特征在于所述上部部分包括一向上延伸的臂，用以使所述多股派生流體中的最少一股流體上升以使其從所述渣料蓋下方流過，從而增強(qiáng)了所述雜質(zhì)浮起的能力。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的連鑄中間包，其特征在于所述上部部分包括一位于所述向上延伸臂下方的切槽，所述切槽應(yīng)被加工成能使所述多股派生流體中的最少一股流體上升以從所述渣料蓋下方流過，從而增強(qiáng)所述雜質(zhì)浮起的能力。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的連鑄中間包，其特征在于所述閘門的所述上部能使所述多股派生流體中的最少一股派生流體沿上游方向流回所述緩沖桿。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的連鑄中間包，其特征在于用于釋放由所述閘門接收的所述熔融金屬流的所述緩沖桿包括一底座，該底座具有一個(gè)受到輸入澆包液流沖擊的表面，一暴露所述底座的周邊上表面，及一以向上方向、沿所述底座周邊延伸的側(cè)壁，所述側(cè)壁在所述底座及所述周邊上表面之間延伸，并包括一內(nèi)表面，該表面具有一在所述周邊上表面下方連續(xù)延伸的切槽，所述切槽應(yīng)被加工成能改變由所述澆包液流所形成的一股鋼水的流動(dòng)方向，并使其流回所述澆包液流中。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的連鑄中間包，其特征在于所述向上角α能導(dǎo)引最少一股派生流體流向所述渣料蓋以增加所述雜質(zhì)浮起的能力，且所述向外的角θ能導(dǎo)引最少一股派生流體沿向外方向流向連鑄中間包的最少一個(gè)端壁角落，以減少最少一端壁角落處的死容積區(qū)域。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的連鑄中間包，其特征在于所述向上角α在0°-30°之間，且所述向外角θ在0°-60°之間。
35.在一連鑄中間包中，具有用以接收熔融金屬的側(cè)壁和一底壁以及改進(jìn)的流動(dòng)控制設(shè)備，以增強(qiáng)夾帶在熔融態(tài)金屬中雜質(zhì)的浮起能力，所述改進(jìn)的流動(dòng)控制設(shè)備包括a)一位于下游的閘門，用以接收由一上游緩沖桿放出的熔融態(tài)金屬流，所述閘門具有一上部部分及一下部部分，該下部部分位于所述中間包底板附近并與所述上部部分相對(duì)，所述上部部分的形狀與所述下部部分不同，以便將所述熔融態(tài)金屬分為多股派生流體，其包括i)最少一股沿向上方向被引向下游的派生流體，以使其在一渣料蓋下方流動(dòng)，從而增強(qiáng)了雜質(zhì)從所述熔融金屬浮至所述渣料蓋的能力，及ii)最少一股沿向上方向被引向上游的派生流體，以使其在所述渣料蓋下方流動(dòng)，從而增強(qiáng)了雜質(zhì)從所述熔融金屬浮至所述渣料蓋的能力。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的連鑄中間包，其特征在于所述上部部分包括一向上延伸的臂，用以使所述多股派生流體中的最少一股流體上升以使其從所述渣料蓋下方流過，從而增強(qiáng)了所述雜質(zhì)浮起的能力。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的連鑄中間包，其特征在于所述上部部分包括一位于所述向上延伸臂下方的切槽，所述切槽應(yīng)被加工成能使所述多股派生流體中的最少一股流體上升以從所述渣料蓋下方流過，從而增強(qiáng)所述雜質(zhì)浮起的能力。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的連鑄中間包，其特征在于所述閘門的所述上部能使所述多股派生流體中的最少一股派生流體沿上游方向流回所述緩沖桿。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的連鑄中間包，其特征在于用于釋放由所述閘門接收的所述熔融金屬流的所述緩沖桿包括一底座，該底座具有一個(gè)受到輸入澆包液流沖擊的表面，一暴露所述底座的周邊上表面，及一以向上方向、沿所述底座周邊延伸的側(cè)壁，所述側(cè)壁在所述底座及所述周邊上表面之間延伸，并包括一內(nèi)表面，該表面具有一在所述周邊上表面下方連續(xù)延伸的切槽，所述切槽應(yīng)被加工成能改變由所述澆包液流所形成的一股鋼水的流動(dòng)方向，并使其流回所述澆包液流中。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的連鑄中間包，其特征在于所述閘門包括最少一個(gè)貫穿于所述閘門的孔，用以使所述熔融態(tài)金屬變?yōu)樽钌僖还闪飨蛩鲈仙w的派生流體，從而增強(qiáng)了所述雜質(zhì)浮出的能力。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的連鑄中間包，其特征在于所述最少一個(gè)孔應(yīng)以一向上角α貫穿于所述閘門。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的連鑄中間包，其特征在于所述向上角α在0°-30°之間。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的連鑄中間包，其特征在于以一復(fù)合角貫穿于所述閘門的最少一個(gè)孔包括一向上角α，用以導(dǎo)引最少一股派生流體流向所述渣料蓋以增強(qiáng)所述雜質(zhì)浮出的能力，及一向外朝向所述連鑄機(jī)中間包中一個(gè)側(cè)壁的角θ，用以使最少一股派生流體沿向外方向流向所述連鑄機(jī)中間包的最少一端壁角落，以減小在所述的最少一端壁角落處的死容積區(qū)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的連鑄中間包，其特征在于所述向上的角α在0°-30°之間，所述向外的角θ在0°-60°之間。
45.根據(jù)權(quán)利要求27或35所述的連鑄中間包，其具有至少一個(gè)能源，該能源位于所述連鑄中間包內(nèi)的所述閘門和一噴嘴之間。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的連鑄中間包，其特征在于所述的最少一個(gè)能源為一氣體起泡器。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的連鑄中間包，其特征在于所述的最少一個(gè)能源為一電磁攪拌器。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述的連鑄中間包，其特征在于所述上部部分包括一向上延伸的臂，用以使所述多股派生流體中的最少一股流體向上流動(dòng)以在所述渣料蓋下方流過，從而增強(qiáng)了所述雜質(zhì)浮出的能力。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的連鑄中間包，其特征在于所述上部部分包括一位于所述向上延伸臂下方的切槽，所述切槽應(yīng)被加工成能使所述熔融金屬流中的最少一股流體向上流動(dòng)以使其在所述渣料蓋下方流動(dòng)，從而增強(qiáng)了所述雜質(zhì)浮出的能力。
50.根據(jù)權(quán)利要求45所述的連鑄中間包，其特征在于所述閘門包括最少一個(gè)貫穿于所述閘門的孔，用以使所述熔融態(tài)金屬變?yōu)樽钌僖还闪飨蛩鲈仙w的派生流體，從而增強(qiáng)了所述雜質(zhì)浮出的能力。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的連鑄中間包，其特征在于所述最少一個(gè)孔應(yīng)以一向上角α貫穿于所述閘門。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的連鑄中間包，其特征在于所述向上角α在0 °-30°之間。
53.根據(jù)權(quán)利要求45所述的連鑄中間包，其特征在于以一復(fù)合角貫穿于所述閘門的最少一個(gè)孔包括一向上角α，用以導(dǎo)引最少一股派生流體流向所述渣料蓋以增強(qiáng)所述雜質(zhì)浮出的能力，及一向外朝向所述連鑄機(jī)中間包中一個(gè)側(cè)壁的角θ，用以使最少一股派生流體沿向外方向流向所述連鑄機(jī)中間包的最少一端壁角落，以減小在所述的最少一端壁角落處的死容積區(qū)。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的連鑄中間包，其特征在于所述上向的角α在0°-30°之間，所述向外的角θ在0°-60°之間。
55.供裝有一鋼水熔池的一連鑄中間包使用的流動(dòng)控制設(shè)備，包括一閘門，用于接收由一中間包緩沖區(qū)放出的熔融金屬流，該閘門包括a)最少一個(gè)以一復(fù)合角貫穿于所述閘門的孔，該復(fù)合角應(yīng)包括一向上角α和一向外角θ。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的連鑄中間包，其特征在于所述向上的角α在0 °-30°之間，所述向外的角θ在0°-60°之間。
57.根據(jù)權(quán)利要求55所述的流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于所述閘門包括一上部部分和一與所述上部部分相對(duì)的下部部分，所述上部部分的形狀不同于所述下部部分，以便接收并使所述熔融金屬流變?yōu)樽钌僖还膳缮黧w。
58.在一連鑄中間包中具有一受到輸入澆包液流沖擊的緩沖區(qū)域，并具有改進(jìn)的流動(dòng)控制設(shè)備，用以增強(qiáng)雜質(zhì)從中間包內(nèi)的熔融金屬浮至一渣料蓋的能力，所述改進(jìn)的流動(dòng)控制設(shè)備包括一位于一緩沖區(qū)下游的閘門，所述閘門包括a)最少一個(gè)以一復(fù)合角貫穿于所述閘門的孔，該復(fù)合角應(yīng)包括一向上角α和一向外角θ。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的連鑄中間包，其特征在于所述向上角α能導(dǎo)引最少一股派生流體流向所述渣料蓋以增強(qiáng)所述雜質(zhì)浮起的能力，且所述向外的角θ能導(dǎo)引最少一股派生流體沿向外方向流向連鑄中間包的最少一個(gè)端壁角落，以減小死容積區(qū)域。
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的連鑄中間包，其特征在于所述向上的角α在0°-30°之間，所述向外的角θ在0°-60°之間。
61.根據(jù)權(quán)利要求58所述的連鑄中間包，其特征在于所述閘門包括一上部部分和一與所述上部部分相對(duì)的下部部分，所述上部部分的形狀不同于所述下部部分，以便接收并使所述熔融金屬變?yōu)槎喙膳缮黧w，所述多股派生流體中的最少一股流體應(yīng)以向上方向被導(dǎo)引以在一渣料蓋下方流動(dòng)，以此增強(qiáng)了雜質(zhì)從所述熔融金屬浮至所述渣料蓋的能力，且向上游導(dǎo)引最少一股派生流體以使其流回所述緩沖區(qū)。
全文摘要
用于增強(qiáng)連鑄機(jī)中間包內(nèi)雜質(zhì)浮起能力的流動(dòng)控制設(shè)備,包括設(shè)置在緩沖桿(5)下游的閘門(3),及設(shè)置在中間包閘門(3)和噴嘴(2)之間的電源(4)。閘門(3)用于接收由緩沖桿(5)發(fā)出的熔融金屬輸入流體,并使熔融金屬流變?yōu)橐耘缮黧w,它們能將夾雜的雜質(zhì)帶向熔池上的渣粒蓋,以此增強(qiáng)雜質(zhì)的浮出。能源(4)提供了對(duì)派生流體恢復(fù)動(dòng)能的方式并增加其在渣料蓋下通過的數(shù)量,從而進(jìn)一步增強(qiáng)了雜質(zhì)的浮出能力。
文檔編號(hào)B22D11/112GK1172446SQ95197302
公開日1998年2月4日 申請(qǐng)日期1995年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月13日
發(fā)明者曼弗雷德·施密特 申請(qǐng)人:伯利恒鋼鐵公司