鑄桶底部及鑄桶的制作方法
【專利說明】鑄桶底部及鑄桶
[0001] 本發(fā)明設(shè)及作為用于處理金屬烙化物的冶金鑄桶的一部分的鑄桶底部，W及對應(yīng) 的冶金鑄桶。
[0002] 運種鑄桶底部由提供上表面、下表面W及在上表面與下表面之間延伸的誘道的耐 火陶瓷體制成。作為鑄桶的一部分，鑄桶底部適配在對應(yīng)的壁部分的一端內(nèi)，其中壁從鑄桶 底部的外周延伸。
[0003] 鑄桶和鑄桶底部分別在下文中描述為在鑄桶底部水平地布置和在鑄桶下端處的 位置。
[0004] 金屬烙化物經(jīng)由鑄桶的開口上端誘入(誘鑄巧Ij鑄桶中。金屬流在重新定向W沿鑄 桶底部的上表面和朝誘道（出口噴嘴)流動之前首先撞擊鑄桶底部，在許多應(yīng)用中，誘道在 誘鑄過程的該階段由填料砂封閉W避免金屬烙化物的非受控流出。在誘鑄過程的該階段期 間，出現(xiàn)了若干問題，尤其是： -當(dāng)金屬流撞擊耐火材料時沿沖擊區(qū)域的耐火材料的大量磨損。
[000引一填料砂(特別是突出鑄桶底部的上表面的任何填充材料）W非受控方式由烙化 物流沖走，因此在后續(xù)誘鑄序列中造成不規(guī)則和/或缺陷。
[0006]為了解決磨損問題，已經(jīng)提出了若干提議。為了減小運樣的磨損，已知的是使用不 太易于磨損的耐火材料來用于所述沖擊區(qū)域，和/或提供布置在底部上表面之上的離散的 所謂沖擊墊。
[0007 ] 但填料砂問題仍未解決。
[0008] 填充材料在烙化物在鑄桶中的氣體處理期間也會引起問題。通常，運種處理氣體 經(jīng)由所謂的氣體吹洗塞(德語:GasspiilSteine)給送到金屬烙化物中，氣體吹洗塞布置在鑄 桶的底部和/或壁部中，引起烙化物體積內(nèi)的端流。填料砂又在出液開始之前由運些端流意 外沖走。
[0009] 運尤其在所謂的"硬攬拌"期間是如此，對于包括100000到300000kg金屬烙化物的 工業(yè)鑄桶，硬攬拌由>40mVh(通常40-70mVh)的氣體體積限定。"軟攬拌"描述了低于所述 40m3A的氣體量的氣體處理，特別是10到30m3A的量。
[0010] 由氣體沖洗引起的問題也仍未解決。
[0011] 另一個問題在于減少出液(金屬烙體流出物進入后續(xù)裝置)之后留在鑄桶中的任 何金屬的量。通常，大量金屬烙化物留在鑄桶底部上，凝固且必須在再填充鑄桶之前處理。
[0012] 因此，本發(fā)明具有的目的在于，提供改善W下問題中的一個或多個的技術(shù)方案： -減少或避免沿誘道布置且通常布置在誘道之上的運種填料砂的非受控清除(沖走）， 誘道從鑄桶底部的上表面朝其下表面和對應(yīng)的裝置(如噴嘴/滑板等)延伸。
[0013] -減小鑄桶排空之后留在鑄桶中的任何金屬烙化物的量。
[0014] 在包括水模擬和數(shù)學(xué)研究的深入研究期間，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)各種因素引起提到的缺陷， 尤其是： -烙化物的總質(zhì)量和烙化物速度。在包括150000到250000kg的鋼烙化物的典型冶金鑄 桶中，填充時間僅為大約4至化分鐘。
[0015]-大多數(shù)惡劣條件在誘鑄過程開始和烙化物在鑄桶中的氣體處理期間。
[0016]-鑄桶底部的總尺寸和沖擊區(qū)域與誘道之間的距離。
[0017] -烙化物從沖擊區(qū)域到誘道的路線W及在該路線上的方向。
[0018] 考慮運些及其它因素，發(fā)現(xiàn)了提到的缺陷可通過使用包括W下特征的鑄桶底部來 至少減少： -其由耐火陶瓷體制成，具有上表面、下表面W及在上表面與下表面之間延伸的誘道， -其包括由所述上表面的加深區(qū)段限定的擴散箱，其中所述擴散箱特征在于W下特 征： -其布置在離鑄桶底部的用作用于誘到所述鑄桶底部上的金屬烙化物的沖擊區(qū)域的 表面區(qū)域一定距離處， 特別是如果， -其布置在離鑄桶底部的各個氣體吹洗元件一定距離處，和/或 -其至少沿其面向沖擊區(qū)域的邊界具有梯級，其中所述梯級具有40到200mm之間的垂 直高度，和/或 -其具有最小水平面積Amin=.^' (0.37;r)2+0.3和最大水平面積Amax=.::^-(〇.Sr)2+0.3，其中 r=鑄桶底部的半徑，并且對于具有含2m的有效半徑的所有鑄桶底部，r含0.75m且rmax=2m，且n=pi=3.14(下文稱為公式I)，和/或 -所述誘道的入口端布置得偏離沿其面向沖擊區(qū)域的邊界的梯級。
[0019] 主要特征為所謂的擴散箱。用語"擴散箱"執(zhí)行其主要任務(wù)，即，減慢金屬烙化物在 其離開鑄桶的路線上的速度。
[0020] 如果該擴散箱W-種方式改變，使得其包括另一個凹處(擴散箱底部中的加深區(qū) 段），則較大改善是可能的。此分級(在金屬烙化物的流出方向上，較小的擴散箱在較大擴散 箱之后)可重復(fù)一次或多次，例如，凹處又可后接從底部區(qū)域或凹處的一部分延伸的凹入空 間，等。
[0021] 換言之:除如上文所述的（主)擴散箱(具有任意尺寸)之外，運些實施例特征在于 布置為如下的一個或多個額外擴散箱(在烙化物從其鑄桶通過誘道進入后續(xù)裝置的路線的 流動方向上看到）： -后續(xù)的擴散箱從之前的擴散箱的底部(其上表面)延伸。
[0022] -后續(xù)(下游)的擴散箱具有小于之前一個的水平截面，意味著任何后續(xù)擴散箱從 之前一個的底部(上表面)的僅一部分延伸。任何后續(xù)加深區(qū)段的水平尺寸可為之前一個的 10%到90%或15%至化5%或20%到80%。最下方加深區(qū)段(誘道的下區(qū)段從該處開始）的水平尺寸 可為主擴散箱的10%到50%，例如，10%到32%。
[0023] 證實了留在鑄桶中的烙化物的主要部分跟隨圍繞出口通道的連續(xù)布置的加深區(qū) 段。運明顯地導(dǎo)致出液/排空(德語:P化nnenabstich)之后留在鑄桶中的金屬烙化物量的較 大減小。
[0024] 因此，在其最一般的實施例中，本發(fā)明設(shè)及一種由耐火陶瓷體制成的鑄桶底部，其 具有上表面、下表面W及在上表面與下表面之間延伸的誘道，還包括由所述上表面的加深 區(qū)段限定的擴散箱，其中所述擴散箱特征在于W下特征： -其布置在離鑄桶底部的用作用于誘到所述鑄桶底部上的金屬烙化物的沖擊區(qū)域的 表面區(qū)域一定水平距離處， -其限定鑄桶底部的第二上表面(在上表面的垂直下方）， -凹處，其從所述第二上表面朝鑄桶底部的下表面延伸且限定鑄桶底部的第=上表面 (在第二上表面的垂直下方），其中 -誘道延伸穿過所述擴散箱和凹處。
[0025] 誘道限定用于金屬烙化物的出口通道，即，烙化物沿其流出鑄桶的通路。鑒于不同 尺寸的至少兩個后續(xù)擴散箱，誘道的上區(qū)段由所述擴散箱（主擴散箱和凹處）限定，且因此 特征在于，大截面的上端(擴散箱的水平延伸）、中等尺寸的截面的中間部分（凹處)和小截 面的下端。換言之:根據(jù)本發(fā)明的誘道特征在于梯級上部和大致恒定截面的常規(guī)下部。
[0026] 如上文所述，該設(shè)計通過將一個或多個其它加深區(qū)段加入底部布局內(nèi)來完成。因 此，鑄桶底部尤其還可包括： -凹入空間，其從所述第=上表面朝鑄桶底部的下表面延伸，且限定鑄桶底部的第四 上表面(在第=上表面的垂直下方），其中 -誘道現(xiàn)在也穿透凹入空間。 "第二、第=、第四上表面"限定了所述流出區(qū)域的連續(xù)加深區(qū)段的底部區(qū)域。
[0027] 具有一個、兩個和=個加深區(qū)段的實施例在附圖和對應(yīng)描述中表示和進一步公 開。
[0028] 梯級凹部的總體構(gòu)想可由許多特征改變/完成，其中垂直下方（下游）凹部相比垂 直布置在上(上游）的凹部總是具有較小的（水平)尺寸，尤其是： -鑄桶底部的W下表面中的至少一個可向水平傾斜：上表面、第二上表面、第=上表 面、第四上表面。傾斜角可相對較低，具有1°的下限值和10°的上限值，且優(yōu)選在2°到6°之間 的范圍。傾斜的方向和程度可在垂直相鄰/后續(xù)上表面之間變化?？杀Ａ粢粋€或多個水平定 向的上表面。
[0029] -鑄桶底部的W下表面中的至少一個可具有=維輪廓:上表面、第二上表面、第= 上表面、第四上表面。
[0030] -輪廓可為包括下列項的組中的至少一者：肋條、圓形突出物、棱柱、凹部、通道。 任何公輪廓或母輪廓可朝誘道的下垂直定向區(qū)段、在誘道徑向、平行于誘道的下部的一條 或多條切線或平行于誘道的下部的外周延伸，或它們的組合。公輪廓不應(yīng)當(dāng)凸出對應(yīng)的擴 散箱、凹處和/或凹入空間的相應(yīng)對應(yīng)垂直高度，而是可限于其2/3。
[0031] -鑄桶底部的W下表面中的至少一個可具有多邊形、圓形或楠圓形的形狀:第二 上表面、第=上表面、第四上表面。至于矩形形狀，長度/寬度之間的關(guān)系例如可為>1.5或 >2.0或>2.5或>3.0。相同關(guān)系適用于楠圓形的形狀，其中長度和寬度由相對區(qū)段之間的 最長距離與最短距離限定。
[0032] -鑄桶的后續(xù)上表面可大小確定為使得任何下游表面都具有布置在上游（頂部 上）的上表面的<80%、<60%或甚至<40%的總面積。
[0033] -鑄桶底部的后續(xù)上表面大小確定成使得它們垂直地偏離，從而形成至少圍繞其 相應(yīng)外周的一部分的梯級（S)。運給出了