[发明专利]浸入式水口

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如在黑色金属熔体和有色金属熔体的连铸中的板坯生产期间特别是用于将金属熔体从第一冶金单元运输到第二冶金单元的用于冶金中的浸入式水口（SEN）。所述SEN在下文中称为水口。

背景技术

就下文描述的这样的浸入式水口（SEN）的设计而言，参考当流体金属的流沿大体上竖直和向下的方向通过所述水口时所述水口的使用位置（铸造位置）。

从DE 24 42 915 A已知一种通用类型的浸入式水口，并且其用于将金属熔体从中间包（tundish）运输到锭模。

其总体设计如下：所述水口包括具有中心纵向轴线的管状主体。它可以通过三个部段限定：

a）上部部段，其包括入口开口（进入端口）；

b）中央部段，其包括用于熔体的通道，所述通道从所述进入端口延伸到出口端口。在此范围内，所述通道通过水口壁的内表面周向地定界。此水口壁包括处于相对侧（沿水平方向）处的两个出口开口。形成出口端口的出口开口从水口壁的内表面延伸到水口壁的外表面。出口开口沿中央部段的壁部布置，并且分别相对于水口的中心纵向轴线或通道的竖直部分大体上径向地延伸；

c）下部水口部段，其特征在于，它不包括任何通道和/或出口开口。它是实心的并且由耐火陶瓷材料制成。通常，此底部部段是平坦的（平面的）并且于是与中心纵向水口轴线基本上垂直，或者是弯曲的，例如，在其最下部部分处是凸的（从下方看）。

在后者情况下，所述底部部段也可以被限定为水口的水平剖面小于水口的相邻上部部分的水平剖面的部分。

弯曲的底部设计表示水口的所谓“鼻部（nose portion）”，其在DE 24 42 915 A中限定为水口的处于侧向/径向出口开口的下端之下一定距离处的部分。

由耐火陶瓷材料制成的上部部段和中央部段二者可以具有圆柱形的形状。取决于其用途，中央部段的至少下部部分以及对应的下部水口部段可以与其它部段一样具有圆柱形的形状或不同地设计成例如具有非圆形的剖面，例如椭圆形、矩形等。此设计尤其是被用于薄板坯的铸造过程中，并且还通过DE 24 42 915 A来代表。

利用这种类型的水口，金属流经由所述入口开口（入口端口）流动到所述通道中，并且沿径向（侧向）方向（换言之：沿与水口的中心纵向轴线垂直的方向）穿过所述两个出口开口（出口端口）离开所述通道。

如DE 24 42 915 A中所述，此径向流出可能会引起问题，这是由于金属流在脱离水口的出口端口之后会撞击锭模的相邻的壁，从而引起铸流（strand）的薄凝固外壳的非期望的磨损。

为了避免这样的冲击磨损，DE 24 42 915 A1公开了一种在相应的出口开口与模的内表面之间的笼状中间屏障系统。虽然因此可避免金属流到模和/或铸流的外壳上的任何直接冲击，但它不能有效地减少金属在离开水口的出口端口时或在此后不久沿其路径到相关联的冶金容器（如模）中的湍流。相反，此系统甚至增加了金属熔体的湍流，从而引起另外的问题以及熔体在模的上部部分（进口部段）中的任意凝固（arbitrary solidification）。

为了改进熔体及其凝固的均匀性（homogeneity），特别是为了避免在铸造期间（金属）铸流的外壳的任意凝固，从实践已知的是，在水口底部下方一定距离处围绕金属流安装电磁搅拌器，所述电磁搅拌器给予铸流一定的角动量（扭转角）。

此系统基本上合理地工作，但需要相应的安装和投资。在金属流带有相反扭转（opposite twist）地到达搅拌器区域的情况下，可能不会实现真正的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种替代系统，其允许连续金属流（具有恒定的物理特征，如粘性）从一个冶金单元到另一个冶金单元中并且特别是经由水口到后继的锭模中。

为了克服现有技术的装置的所述缺陷，本发明基于以下考虑：

- 用于改进的最重要的因素是熔体在离开水口时和离开水口之后的方向。水口内的熔体流，即沿所述中央通道向下的熔体流，是主要竖直的，直到它到达一个或多个出口开口。熔体流随后被重定向成沿差不多水平的方向（径向于水口的中心纵向轴线），以穿过出口开口，如上所述，然后，当它进入布置在下部水口部段周围和之下的模的上部部分时和/或之后，它变回到沿主要竖直的方向。

换言之，熔体流的特征在于两次差不多直角的重定向（偏向）。