专利名称：金属液浇注到结晶器中的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属液浇注的方法，特别适用于浇注钢水，金属液通过一个带有浸入式水口的中间罐浇注到一个立式振动式结晶器中以备生产连续铸坯以及为此所需要浇铸金属坯的设备，特别是浇铸薄钢板坯，在此种方法中所使用的中间罐有一个开口的第一腔，金属液从一个盛液桶的水口先浇注到第一腔中，中间罐还有一个和减压装置连接在一起的封闭第二腔，在第二腔的底部配备一个插到立式振动结晶器中的浸入式水口。
由EP 0 410 273介绍的一种中间罐有一个向大气压畅开的第一腔，用来容纳金属液，还有一个通过有开口的隔墙和第一腔连接在一起的第二腔用来输送金属液，其中，第二腔进行了密封并连接在减压装置上，通过减压可以使第二腔中的金属液液面调节得比第一腔中的液面高一些。在第二腔中安装了一个在此未作详细说明的排出口，它可以通过一个阀关闭。
DE-OS 2017469曾介绍过一种带有一个结晶器的金属液连铸设备，它具有一个可气密封和抽真空的中间罐，它里面可进行调节达到低压状态，使水口中的金属液实际上在无压力的条件下浇注到结晶器中。即使金属液在通过水口出口端的喇叭口时其流动速度逐步减弱，但在此所介绍的浸入式水口设计得可以使金属流始终能够送入液池中。
本发明的目的在于提供一种方法和设备使金属液在等动能，无紊流地(Strmungsberunig)浇注到结晶器中。
通过权利要求1和权利要求10所述的方法和设备的特征达到了本发明的目的。
按发明可以调节浇注的金属液液面高度，离开中间罐的金属液在等动能的条件下浇注到钢坯的液态部分。一旦液面高度调节到高于结晶器中的金属液液面50至600毫米的范围之间时，在具有两液体腔的中间罐上第二腔中的金属液表面上就会施加一个低压，而且这个低压在这样一个数量级上，中间罐中暴露在大气中的金属液液面调节到稍微高于结晶器中的液面。
在本发明的第二种结构形式中液面高度以这样的方法来调节，通过关闭装置来调节输送流量并保持浸入式水口中的金属液流始终具有一个正压。
每次调节金属液体的输送量都应使它和凝固成铸坯所用去的量相对应，通过这种方法就可避免产生通常挤入铸坯的液芯中的浇注流，这种方法带来特别有利的一面在于形成一个完全平整的液池液面，平整的液面才能使润滑剂洒放均匀，其次，坯壳也可均匀且又顺利地凝固，这不仅改善了坯壳的表面性能，同时也避免了弯曲断裂倾向的产生，另外，由于在结晶器内部一点也不会出现所不希望的横向流动，那么就可以浇注长和宽之比较大的铸坯。
浸入式水口和结晶器的断面应选择为，不受液面影响，由它们组成的暴露在大气中的环形面各处保持一致的宽度。以有利的方式采取措施控制注入润滑剂。其中特别包括一种简单的润滑剂加热方法和一种适宜的计量装置。
按发明的结构，浸入式水口出口端具有不小于结晶器内腔断面流通面积的0.3倍的横截面，为了减少浸入式水口外壳的热应力，建议浸入式水口的四角设计为圆角，且圆角半径要大于水口宽度的四分之一。
为了确保输送润滑剂在此提议，浸入式喷嘴沿着结晶器内壁，紧靠着它设置，这样润滑剂就可以在压力状态下按所需的量送到结晶器和金属液之间所要求的分界处的液池中。
除了从液池中放出的热量之外，润滑剂还可以通过外来能源进行加热，因此提议采用激光加热仪，激光束可以控制地发射到表面上，并且可以准确地放出所要求的热能。
按发明设计的浸入式水口可用于诸如圆钢坯，方钢坯和板坯之类的任何结构的坯料浇铸，以特殊的方式也适用于浇铸尺寸为60MM×1.5MM的薄钢板。
在附图中对本发明的一个实例加以说明。
附图
图1配有两段腔体式中间罐的浇铸装置的剖面2配有开口式中间罐的浇铸装置的剖面3浸入式水口和结晶器的剖面图和俯视1所示，金属液S从盛液桶11中浇注到中间罐12的第一腔13中，第一腔13通过隔墙15和第二腔14分开。第二腔14可以气密封地封闭，并且通过一个连接管道32和一个减压装置的泵31连接，通过形成低压状态，第二腔14中的金属液可以提高到致使第一腔13中的金属液液面P13调节到稍微高于结晶器41中的金属液液面P41的高度。
在第二腔14上固定一个浸入式水口21，它的出液口27要浸入到结晶器41中的金属液S中。
通过连接有喷嘴52的输送管道53可以从润滑剂输送装置51的一个润滑剂罐55中向结晶器41中的金属液S和大气接触的环形面上输送润滑剂。
另外，可通过加热装置61供热给结晶器41中的金属液S的环形的表面，例如可通过一个激光加热装置62。
至少是已经部分凝固的铸坯E经连铸轧辊43从振动式结晶器41中输送出来。
图2示出一个连铸装置，它具有和图1中的设备相同的金属液浇注装置以及铸坯输出装置，但它的中间罐12只有一个金属液腔，并开口向上，在中间罐12的底部固定一个浸入式水口21，浸入式水口21的入液端用一个截止件16进行关闭，在这里是用一个塞棒17。通过垂直调节塞棒可以控制中间罐的输出量。
浸入式水口21上连接一个抽吸管道18，抽吸管道连接在一个抽吸装置19上，使用抽吸装置19可以控制浸入式水口21的内压，也就是说用这种方式可以使浇注的金属液流始终保持正压。
图3的上图示出浸入式水口21的一个剖面，其出液口27浸入到结晶器41的金属液S中，另外，图3还示出正在凝固的铸坯E逐渐形成的坯壳，箭头示出液体金属流动的方向和速的大小。
在结晶器41上边沿42的上面通过喷嘴52送入润滑剂G，喷嘴52安装在输送管道53上。通常采用结晶器润滑剂。
通过一个加热装置61，在此使用激光加热仪62向浸入式水口21和结晶器41之间形成的金属液S的环形液面提供热能，并且环形液面用结晶器润滑剂覆盖。
图3的下图示出结晶器41剖面AA的俯视图，在所述的情况下涉及一种通过结晶器41的宽侧面44，46和长侧面45，47形成的板坯。这里侧面44至47围成结晶器41的断面AK。
在结晶器的内腔中插入一个浸入式水口21，水口有宽侧面22，24和长侧面23，25，它们形成一个自由内表面AT。
浸入式水口21的角部26设计成圆角，也就是说倒圆半径为r，r值大于浸入式水口宽度的四分之一。
在浸入式水口21和结晶器41形成的环形腔体中插有一些喷嘴52，它们通过一个计量装置54和一个在此未作进一步介绍的结晶器润滑剂罐55连接在一起。计量装置54可以连接不同根数的输送管道53，图中示出连接一根，二根，三根和更多一些数目的输送管道53。
权利要求
1.金属液的浇注方法，特别适用于浇注钢水，金属液经过一个固定在中间罐上的浸入式水口浇注到一个立式振动式结晶器内的液体中，其特征在于，用这种方法可以调节被输入的金属液液面高度，使其高度超出结晶器中的金属液液面50至600毫米之间，并且离开中间罐的金属液等动能地输入到从结晶器出来的坯料的液态部分中。
2.按权利要求1所述的浇注金属液的方法，其特征在于，为了调节液面高度，在具有两个腔室的中间罐里和结晶器中的金属液相连的那部分液体的液面上施加这样的低压，使中间罐里和大气接触的金属液液面高度超过结晶器内的金属液液面。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，为了调节金属液液面高度，从浇注开始起，注入的金属液流始终要保持正压，并且调节输送量。
4.按权利要求2或3所述的方法，其特征在于，将断面为(AT)的金属液输送给结晶器内腔，该断面只稍微小于结晶器内腔里的金属液断面(AK)。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，不受液面的影响，结晶器内和外界大气接触的环形金属液液面以恒定的宽度包围着浸入式水口。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，将润滑剂均匀地输送给包围着水口的环形金属液面。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，以液态的形式输送润滑剂。
8.按权利要求6或7所述的方法，其特征在于，通过外界能源加热润滑剂。
9.按前述的权利要求之一所述的方法，其特征在于，润滑剂处于压力下并且剂量可以调节地注入。
10.金属坯料的浇铸设备，特别适用于浇铸薄钢板坯，这种设备有一个中间罐，它配有一个插到立式振动结晶器中的浸入式水口，用以实施权利要求1所述的方法，其特征在于，浸入式水口(21)的出液口(27)有一个断面(AT)，它不小于结晶器(41)的内腔断面(AK)的0.3倍。
11.按权利要求10所述的金属坯料浇铸设备，其特征在于，中间罐(12)有一个开口的第一腔(13)，金属熔液(S)从盛液桶(11)中输入到它里面，中间罐还有一个封闭的和一个减压装置(31)相连的第二腔(14)，它的底部固定着浸入式水口(21)。
12.按权利要求10所述的设备，其特征在于，浸入式水口(21)上配有一个抽吸管道(18)，它连接在一个抽吸装置(19)上，用一个截止件(16)可关闭浸入式水口(21)的入液口且可以进行无级开启。
13.按权利要求12所述的设备，其特征在于，截止件(16)是一个塞棒。
14.按权利要求10所述的设备，其特征在于，浸入式水口(21)的断面(AT)不小于结晶器(41)的内腔断面(AK)的0.9倍。
15.按权利要求14所述的设备，其特征在于，浸入式水口(21)的角(26)设计成圆角，其半径为(r)大于浸入式水口宽度(B)的四分之一。
16.按权利要求14所述的设备，其特征在于，在结晶器(41)的上边沿(42)的上面设置一个润滑剂输送装置(51)的喷嘴(52)。
17.按权利要求16所述的设备，其特征在于，送料装置(51)配有用于润滑剂(G)计量装置(54)的元件。
18.按权利要求14所述的设备，其特征在于，结晶器上边沿(42)的上面装有一台加热装置，用来加热润滑剂(G)。
19.按权利要求18所述的设备，其特征在于，加热装置(61)是一台激光加热仪(62)，其激光束可沿着浸入式水口(21)和结晶器(41)之间的环形面移动。
20.按权利要求16所述的设备，其特征在于，喷嘴(52)平行于结晶器的内壁(41)滑动接触进入，工作期间浸入到金属液S中。
21.按权利要求10所述的设备，其特征在于，浸入式水口(21)上安装一个抽吸管道(18)，该管道连接在一个抽吸装置(19)上。
全文摘要
本发明涉及一种金属液的浇注方法,特别是浇注钢水,金属液经过一个固定在中间罐的浸入式水口浇注到一个立式振动结晶器里的金属液中。本发明的特征在于,以这样的方式调节输入的金属液液面高度,使它高出结晶器中的液面50～600毫米之间,从中间罐输出的金属液等动能地输送给从结晶器拉出的坯料的液态部分。本发明还涉及一种金属坯料的浇注设备,特别适用于浇注薄钢板坯,它具有一个中间罐,中间罐上安装一个插到立式振动结晶器里的浸入式水口,用以实施所发明方法,其特征在于,浸入式水口(21)的出液口(27)的断面(A
文档编号B22D11/113GK1179121SQ96192704
公开日1998年4月15日 申请日期1996年3月11日 优先权日1995年3月21日
发明者乌尔里希·乌尔劳, 沃尔夫冈·赖歇尔特, 埃瓦尔德·费尔斯塔克, 沃尔夫冈·德林 申请人:曼内斯曼股份公司