用于用来连铸金属熔体的铸模的耐火的浇注管的制作方法
【专利摘要】用于用来连铸金属熔体的铸模的耐火的浇注管设有上部(33)和在浇注期间沉入到在铸模内腔(6)内的金属熔体中的下部(35)。在上部(33)的漏斗状的或相似地成形的进口(34)中集成有耐火的换向元件(35)，其如此成形，即，在进口(4，34)中浇注时在金属熔体(21)上产生流体动力的散开。因此，钢液近似作为均匀的流以均匀且稳定的分布流到铸模中。
【专利说明】用于用来连铸金属熔体的铸模的耐火的浇注管
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于用来连铸金属熔体的铸模的耐火的浇注管。
【背景技术】
[0002]已知这种类型的浇注管用于将金属熔体从浇注桶导引到铸模(Kokille)中，金属熔体在铸模中冷却形成金属铸坯。在不间断地连铸时一直追求更快的浇注速度。但浇注得越快，铸坯壳还必须更快且更均匀地在铸模中生长，以便形成带有足够强度的固化的铸坯壳。为了确保这一点，必须精确地控制熔体在铸模中的分布。
[0003]应针对不同的金属品质的大的区域实现较高的浇注速度或高品质的质量特性，例如表面质量、芯部孔隙度、偏析、纯度等。
[0004]针对所谓的“明烧”，在其中，金属熔体借助于自由流动式喷嘴从中间容器或类似物倒出到铸模中，由喷嘴产生的浇注射流在铸模内的熔池中引起不可控的涡流。而自由下降的浇注射流在熔池内引起不可控的流动情况，由于该流动情况可在凝固界面的区域中出现熔体的很高的局部流动速度，并可由此出现铸坯壳的局部的重新熔化。此外，在铸模中的不均匀的流动速度分布可导致不均匀的壳生长。由此引起铸坯的截面几何结构的不期望的扭曲以及铸造铸坯壳的缺陷部位。
[0005]在WO 2006/108874中公开了一种铸造设备，其带有包括浇注元件的进口喷嘴。在进口喷嘴与铸模之间存在坐落在铸模上的、用于容纳钢液的装料部(Aufsatz)，其设有一个或多个折流挡板(Schikane)以用于平静熔体流。因为装料部的排出开口与铸模上缘齐平，所以装料部不可沉入到铸模内腔中。这种组件较为昂贵并且不仅在可由此实现的平静效果方面而且在在装料部与铸模之间的所产生的密封问题方面都有缺点。
【发明内容】
[0006]与此相对，本发明的任务在于，提供一种开头提及的类型的耐火的浇注管，可利用该浇注管实现熔体进入到铸模中的改善的流动情况以及由此实现不同的优点，例如，即使在连铸产品的很高的特定的生产量的情况下的更高的浇注速度、降低故障率和/或质量提闻。
[0007]根据本发明，该任务由此实现:在上部的漏斗状或类似成形的进口中集成有至少一个换向元件，其如此成形，即，在进口中浇注时在金属熔体上产生流体动力的散开。
[0008]通过浇注管的根据本发明的设计方案，钢液近似作为均匀的流以均匀且稳定的分布流到铸模中。这实现金属熔体的可更好地控制的流动过程且由此实现在铸模中的改善的壳生成，这即使在很高的浇注速度的情况下也得以保证。此外，通过浇注管的上部保护铸模的上部的内腔不受金属溅起物影响。
[0009]作为附加的优点，应提到的是在铸模中分开出口与中间包。由此可与用于多个同时浇注的铸坯的中间包-出口无关地将相应的单独的浇注管最佳地对准铸模位置。
[0010]此外，本发明设置成，浇注管的上部可通过浇注管支架支撑在铸模上。通过这种方式，铸模内腔可在相应地确定进料漏斗的尺寸的情况下例如被盖住。此外，浇注管的支架通过特别的支撑器件或通过铸模本身来实现。
[0011]在本发明的一优选的实施方式中，漏斗状的进口构造成锥状。其内部空间可完全或部分地弄平。
[0012]浇注管在进料漏斗之下连续地构造成管状。但浇注管还可在下部的区段中与铸件结构相似，例如呈圆形或针对正方形或矩形结构进行倒圆处理，或例如针对带有加宽的截面的铸模进行整平处理。在这两种情况下可在此附加地设有侧部的纵向切口，其有助于延缓熔体流入铸模内并且在很大程度上均匀地发生熔体流动。此外，实现与已经在此存在于铸模内的熔体的更好的交换。
[0013]同样，为此目的，根据本发明可选择地设置盖板，盖板在铸模内漂浮地处在熔体上。盖板首先引起最小化池槽液面的波浪。盖板单件或多件式地来构造。优选地，盖板通过间隔件与铸模内壁间隔开，间隔件确保盖板不可与铸模的内壁接触并且由此不会产生妨碍输送润滑剂或在铸模中形成壳。此外，可通过电磁搅拌器提高搅拌能力且在此提高熔体的转动运动，而没有在铸模管的角落处形成过高的波浪或浇注辅助器件不会进入到熔体中。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面借助附图进一步阐述本发明的实施例以及其他的优点。其中:
[0015]图1以部分的截面透视性地显示了用于钢的连铸的铸模，其带有根据本发明的耐火的烧注管和耐火的盖板；
[0016]图2显示了根据图1的铸模和浇注管的示意性的侧视图；以及
[0017]图3显示了根据图1的铸模和位于其中的盖板的部分截面；
[0018]图4显示了浇注管的一变型方案的漏斗状的进口的纵向截面；
[0019]图5显示了根据图3的浇注管的进口的根据线V-V的缩小地示出的横截面；以及
[0020]图6显示了浇注管的支架的透视图。
【具体实施方式】
[0021]用于钢制品的连铸设备的根据图1简略地显示的铸模I优选针对直到10m/min的很高的浇注速度而设计。为铸模I供应金属熔体(尤其钢)通过耐火的浇注管2实现，浇注管2带有位于浇注管的上部3中的漏斗状的进口 4和联接到上部处的管状的下部5，下部5在浇注时几乎完全沉入在铸模内腔6中。在此还布置有浇注管的排出口 7。浇注管2包含传统的陶瓷材料并且通过常用的制造方法生产。
[0022]漏斗状的进口 4可固定在布置在铸模I之上的支架中。但其还可直接支撑在铸模I上。有利地，进料漏斗4利用其上部的外围如此确定尺寸，即，其在浇注时实现保护铸模I不受流出的熔体的溅起物影响。在上部3中构造成锥状的进料漏斗4以其内部空间用于容纳熔体，熔体从未显示的冶金容器(例如带有自由流动式喷嘴的中间包)输送给进料漏斗。
[0023]根据本发明，在上部3的漏斗状的或相似地成形的进口 4中集成有至少一个换向元件8，其如此成形，即，在进口 4中浇注时在金属熔体上产生流体动力的散开。
[0024]适宜地，在漏斗的内部空间中存在换向元件8，其带有环形的支撑法兰9和中心的附件10，附件10在下部闭合并且具有径向的排出开口 11，熔体通过排出开口流到漏斗的由进料漏斗4和换向元件8形成的间隙12中。通过优选放到漏斗中的换向元件8抑制熔体的动能并且将其均匀分布地向下引导到铸模内。
[0025]根据本发明的进料漏斗4结合换向元件8引起流入的熔体积聚在此处并且在此均匀地分布到如此程度，即，熔体通过管状的区段5和出口 7作为均匀的流散开地流入到铸模的内腔6中。由此可在铸模中对熔体的固化过程如此进行控制，即，可实现更高的浇注速度。换向元件8可如此设计使得其在材料和/或形状方面最佳地相应于相应的使用条件。
[0026]此外，还可将以一定的间距相叠布置的两个换向元件安装在进料漏斗内，在其中，例如上板设有中心开口，而下板设有多个外侧的开口。
[0027]浇注管2在进料漏斗4之下连续地构造成管状，并且浇注管2具有在端侧的向下伸延的排出开口 17以及侧部的纵向切口 13，通过其引起将熔体更均匀地输送到铸模的内腔中。
[0028]但浇注管2还可在下部是闭合的，从而熔体仅从侧部离开。纵向切口 13的数量和高度还可最佳地与给定的浇注参数相匹配。有利地，纵向切口 13的高度在10mm的范围内。
[0029]根据图2，浇注管2和铸模I的结构长度如此相互匹配，S卩，浇注管的管状的区段5以沉入深度L1 (优选铸模长度L2的大约1/3)沉入到铸模的内腔6中。借此达到在浇注管的出口 7处流出的熔体对池槽表面产生很小的影响。当然，可根据铸模的类型和浇注条件改变沉入深度U。
[0030]如果出于过程控制的缘由应使通过浇注管输送的新的熔体首先流入靠近浇注液面的区域中，则可相应地降低浇注管的沉入深度。过程控制的这种形式例如引起，通过减小铸模中的更高的过热降低偏析和孔隙度。
[0031]根据图1和3，在本发明的范围内，在铸模I中可选地放入可沿轴向自由运动地漂浮在熔体上的盖板14，利用盖板除了保护池槽液面之外还引起池槽液面的平静。盖板14可单件或多件式地来构造，后者尤其针对带有加宽的出口的浇注管。盖板可由传统的陶瓷材料制成并且通过间隔件15与铸模内壁Γ以按毫米计的很小的距离间隔开，其中，间隔件15相对于板布置成向上位错，以便间隔件并未与金属熔体21接触。还可将单独的引导元件用作间隔件。由此确保盖板14在铸模的轴向方向上的自由的可运动性并且在铸模I的内壁P处实现润滑剂输送，例如油混合物或粉末。
[0032]如可从图3看出的那样，盖板14构造成杯状并且为此具有外部的环形凸缘14'。在凸缘14'与铸模内壁I'之间形成环形空间22，金属熔体21可在浇注期间恒定地流入到环形空间内，并且由此保证在铸模内侧的所要求的弯月面22'，且由此得到所期望的壳形态21'。此外，还在盖板14与浇注管2之间设置有环形缝隙26，以便盖板与浇注管在浇注时并未接触。
[0033]在本发明的范围中，漂浮在钢液上的盖板14还非常有利地适合作为未显示的浇注液面测量装置的组成部分，在其中，例如借助于激光或类似物从铸模的上面光学测量当前的池槽深度。
[0034]根据本发明，根据图4和图5，在浇注管30中将至少一个耐火的换向元件35集成在上部33的漏斗状或相似成形的进口 34内，换向元件如此成形，即，在进口 34中浇注时在金属熔体上产生流体动力的散开。
[0035]换向元件35通过多个桥接部36支撑在漏斗状的进口 34内。在换向元件35与位于上部33内的进口 34之间形成沿径向向外并且因此向下延伸的环形的流道37、38，其然后通到环形的下部45的纵向开口 46内。优选在上部33的上侧上安装有在中心敞开的耐火罩盖39，其限制流道37并且阻止流入的熔体溅出。
[0036]换向元件35具有上面35'，流入到进口 34中的熔体射流碰到该上面上或在该上面上转向。面35'构造成盘状。当然它还可形成其他形状。
[0037]布置在换向元件35之下并且对其进行支撑的桥接部36如此取向，S卩，在往下流的熔体上产生旋流，通过旋流使熔体在切口的情况下以理想的方式离开。
[0038]利用浇注管30的根据本发明的设计方案和产生的流体动力的散开实现以均匀且稳定的分布均匀地流到铸模I内。
[0039]此外，在图6中还说明了浇注管支架60，其包括支撑板61、四个外侧的支腿62、用于容纳浇注管2的凹部63以及配重体65。为外侧的支腿62关联有高度可调节的支座元件62'，其位于铸模I上，并且通过支座元件62'可在高度方面以及关于同轴的取向调节浇注管2在铸模中的位置。利用配重体65确保浇注管不会通过熔体的浮力向上运动。
[0040]利用上述的实施例对本发明进行了充分地说明，但还可以其他的变型方案设计本发明。因此，例如进料漏斗的作用方式可实施成与在浇注管的下端处的出口的设计无关。替代漏斗状，浇注管的进口还可构造成其他形状，例如杯状。
[0041]在浇注管的进口内的换向元件也可构造成其他形状。同样地，还可替代管状将下部构造成在直径上加宽或收窄。
[0042]浇注管在呈漏斗状的情况下原则上还可直接支撑在铸模上。
[0043]针对自由流动式喷嘴，在中间包位于在铸模之上的情况下，可以本身传统的方式设置密封地包围熔体射流的波纹管并且如有必要设置充入到波纹管内的保护气体。
【权利要求】
1.一种用于用来连铸金属熔体的铸模的耐火的浇注管，带有:上部(3，33)，其带有定位在所述铸模(I)之上的漏斗状的或相似地成形的进口(4，34);和在浇注期间沉入到存在于铸模内腔(6)内的金属熔体中的下部(5，35)，其构造成管状或其他的形状，其特征在于，在所述上部(3，33)的漏斗状或相似地成形的进口(4，34)中集成有至少一个耐火的换向元件(8，35)，其如此成形，S卩，在进口(4，34)中浇注时在金属熔体(21)上产生流体动力的散开。
2.根据权利要求1所述的浇注管，其特征在于，至少一个换向元件(8，35)具有上面(35')，射流状地流到所述进口(4，34)中的金属熔体碰到该上面上或在该上面上转向。
3.根据权利要求1或2所述的浇注管，其特征在于，所述换向元件(35)通过多个桥接部(36)支撑在漏斗状的进口(34)内，并且在它们之间形成沿径向向外并且因此向下延伸的环形的流道(37，38)，流道(37，38)然后通到环形的下部(45)的纵向开口(46)内。
4.根据权利要求3所述的浇注管，其特征在于，在所述浇注管(30)的上侧上安放有在中心敞开的耐火罩盖(39)，其限制流道(37)并且防止熔体的溅出。
5.根据上述权利要求1至4中任一项所述的浇注管，其特征在于，所述进口(4)含有换向元件(8)，其带有支撑法兰(9)和在端侧闭合的附件(10)，附件(10)带有至少一个排出开口(11)。
6.根据上述权利要求1至5中任一项所述的浇注管，其特征在于，所述浇注管的下部(5)可一定的长度(L1)沉入所述铸模(I)中，优选以铸模长度(L2)的1/3沉入。
7.根据上述权利要求1至6中任一项所述的浇注管，其特征在于，所述浇注管的下部(5)连续地构造成管状并且具有侧部的纵向切口(13)或类似物。
8.一种用于用来连铸金属熔体的铸模的耐火的盖板，其处在在所述铸模内的熔体表面上并且尤其包围根据上述权利要求1至9中任一项所述的浇注管，其特征在于，单件或多件式的所述盖板(14)可相对于所述铸模和所述浇注管在所述铸模的轴向方向上可在熔体上自由运动地漂浮地放入所述铸模(I)内。
9.根据权利要求8所述的盖板，其特征在于，所述盖板通过间隔件(15)或单独的引导兀件与铸模内壁间隔开，其中，所述间隔件(15)布置在熔体之上。
10.根据权利要求8或9所述的盖板，其特征在于，可漂浮地放在钢液上的所述盖板(14)构造为浇注液面测量装置的组成部分。
11.一种用于根据上述权利要求1至7中任一项所述的浇注管的浇注管支架，在其中，所述浇注管(2)可定位在铸模之上，其特征在于，该浇注管支架包括支撑板(61)、外侧的支腿(62)、用于容纳所述浇注管(2)的凹部(63)以及配重体(65)。
12.根据权利要求11所述的浇注管支架，其特征在于，为所述外侧的支腿￠2)关联有高度可调节的支座元件￠2')，其处于铸模(I)上，通过支座元件￠2')可在高度方面以及关于同轴的取向调节所述浇注管(2)在所述铸模中的位置。
【文档编号】B22D11/103GK104411427SQ201380022104
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2012年4月26日
【发明者】C·德拉特瓦 申请人:Sms康卡斯特股份公司