铸桶底部及铸桶的制作方法
【专利说明】铸桶底部及铸桶
[0001] 本发明设及作为用于处理金属烙化物的冶金铸桶的一部分的铸桶底部，W及对应 的冶金铸桶。
[0002] 运种铸桶底部由提供上表面、下表面W及在上表面与下表面之间延伸的诱道的耐 火陶瓷体制成。作为铸桶的一部分，铸桶底部适配在对应的壁部分的一端内，其中壁从铸桶 底部的外周延伸。
[0003] 铸桶和铸桶底部分别在下文中描述为在铸桶底部水平地布置和在铸桶下端处的 位置。
[0004] 金属烙化物经由铸桶的开口上端诱入(诱铸巧Ij铸桶中。金属流在重新定向W沿铸 桶底部的上表面和朝诱道（出口喷嘴)流动之前首先撞击铸桶底部，在许多应用中，诱道在 诱铸过程的该阶段由填料砂封闭W避免金属烙化物的非受控流出。在诱铸过程的该阶段期 间，出现了若干问题，尤其是： -当金属流撞击耐火材料时沿冲击区域的耐火材料的大量磨损。
[000引一填料砂(特别是突出铸桶底部的上表面的任何填充材料）W非受控方式由烙化 物流冲走，因此在后续诱铸序列中造成不规则和/或缺陷。
[0006]为了解决磨损问题，已经提出了若干提议。为了减小运样的磨损，已知的是使用不 太易于磨损的耐火材料来用于所述冲击区域，和/或提供布置在底部上表面之上的离散的 所谓冲击垫。
[0007 ] 但填料砂问题仍未解决。
[0008] 填充材料在烙化物在铸桶中的气体处理期间也会引起问题。通常，运种处理气体 经由所谓的气体吹洗塞(德语:GasspiilSteine)给送到金属烙化物中，气体吹洗塞布置在铸 桶的底部和/或壁部中，引起烙化物体积内的端流。填料砂又在出液开始之前由运些端流意 外冲走。
[0009] 运尤其在所谓的"硬揽拌"期间是如此，对于包括100000到300000kg金属烙化物的 工业铸桶，硬揽拌由>40mVh(通常40-70mVh)的气体体积限定。"软揽拌"描述了低于所述 40m3A的气体量的气体处理，特别是10到30m3A的量。
[0010] 由气体冲洗引起的问题也仍未解决。
[0011] 另一个问题在于减少出液(金属烙体流出物进入后续装置)之后留在铸桶中的任 何金属的量。通常，大量金属烙化物留在铸桶底部上，凝固且必须在再填充铸桶之前处理。
[0012] 因此，本发明具有的目的在于，提供改善W下问题中的一个或多个的技术方案： -减少或避免沿诱道布置且通常布置在诱道之上的运种填料砂的非受控清除(冲走）， 诱道从铸桶底部的上表面朝其下表面和对应的装置(如喷嘴/滑板等)延伸。
[0013] -减小铸桶排空之后留在铸桶中的任何金属烙化物的量。
[0014] 在包括水模拟和数学研究的深入研究期间，已经发现各种因素引起提到的缺陷， 尤其是： -烙化物的总质量和烙化物速度。在包括150000到250000kg的钢烙化物的典型冶金铸 桶中，填充时间仅为大约4至化分钟。
[0015]-大多数恶劣条件在诱铸过程开始和烙化物在铸桶中的气体处理期间。
[0016]-铸桶底部的总尺寸和冲击区域与诱道之间的距离。
[0017] -烙化物从冲击区域到诱道的路线W及在该路线上的方向。
[0018] 考虑运些及其它因素，发现了提到的缺陷可通过使用包括W下特征的铸桶底部来 至少减少： -其由耐火陶瓷体制成，具有上表面、下表面W及在上表面与下表面之间延伸的诱道， -其包括由所述上表面的加深区段限定的扩散箱，其中所述扩散箱特征在于W下特 征： -其布置在离铸桶底部的用作用于诱到所述铸桶底部上的金属烙化物的冲击区域的 表面区域一定距离处， 特别是如果， -其布置在离铸桶底部的各个气体吹洗元件一定距离处，和/或 -其至少沿其面向冲击区域的边界具有梯级，其中所述梯级具有40到200mm之间的垂 直高度，和/或 -其具有最小水平面积Amin=.^' (0.37;r)2+0.3和最大水平面积Amax=.::^-(〇.Sr)2+0.3，其中 r=铸桶底部的半径，并且对于具有含2m的有效半径的所有铸桶底部，r含0.75m且rmax=2m，且n=pi=3.14(下文称为公式I)，和/或 -所述诱道的入口端布置得偏离沿其面向冲击区域的边界的梯级。
[0019] 主要特征为所谓的扩散箱。用语"扩散箱"执行其主要任务，即，减慢金属烙化物在 其离开铸桶的路线上的速度。
[0020] 如果该扩散箱W-种方式改变，使得其包括另一个凹处(扩散箱底部中的加深区 段），则较大改善是可能的。此分级(在金属烙化物的流出方向上，较小的扩散箱在较大扩散 箱之后)可重复一次或多次，例如，凹处又可后接从底部区域或凹处的一部分延伸的凹入空 间，等。
[0021] 换言之:除如上文所述的（主)扩散箱(具有任意尺寸)之外，运些实施例特征在于 布置为如下的一个或多个额外扩散箱(在烙化物从其铸桶通过诱道进入后续装置的路线的 流动方向上看到）： -后续的扩散箱从之前的扩散箱的底部(其上表面)延伸。
[0022] -后续(下游)的扩散箱具有小于之前一个的水平截面，意味着任何后续扩散箱从 之前一个的底部(上表面)的仅一部分延伸。任何后续加深区段的水平尺寸可为之前一个的 10%到90%或15%至化5%或20%到80%。最下方加深区段(诱道的下区段从该处开始）的水平尺寸 可为主扩散箱的10%到50%，例如，10%到32%。
[0023] 证实了留在铸桶中的烙化物的主要部分跟随围绕出口通道的连续布置的加深区 段。运明显地导致出液/排空(德语:P化nnenabstich)之后留在铸桶中的金属烙化物量的较 大减小。
[0024] 因此，在其最一般的实施例中，本发明设及一种由耐火陶瓷体制成的铸桶底部，其 具有上表面、下表面W及在上表面与下表面之间延伸的诱道，还包括由所述上表面的加深 区段限定的扩散箱，其中所述扩散箱特征在于W下特征： -其布置在离铸桶底部的用作用于诱到所述铸桶底部上的金属烙化物的冲击区域的 表面区域一定水平距离处， -其限定铸桶底部的第二上表面(在上表面的垂直下方）， -凹处，其从所述第二上表面朝铸桶底部的下表面延伸且限定铸桶底部的第=上表面 (在第二上表面的垂直下方），其中 -诱道延伸穿过所述扩散箱和凹处。
[0025] 诱道限定用于金属烙化物的出口通道，即，烙化物沿其流出铸桶的通路。鉴于不同 尺寸的至少两个后续扩散箱，诱道的上区段由所述扩散箱（主扩散箱和凹处）限定，且因此 特征在于，大截面的上端(扩散箱的水平延伸）、中等尺寸的截面的中间部分（凹处)和小截 面的下端。换言之:根据本发明的诱道特征在于梯级上部和大致恒定截面的常规下部。
[0026] 如上文所述，该设计通过将一个或多个其它加深区段加入底部布局内来完成。因 此，铸桶底部尤其还可包括： -凹入空间，其从所述第=上表面朝铸桶底部的下表面延伸，且限定铸桶底部的第四 上表面(在第=上表面的垂直下方），其中 -诱道现在也穿透凹入空间。 "第二、第=、第四上表面"限定了所述流出区域的连续加深区段的底部区域。
[0027] 具有一个、两个和=个加深区段的实施例在附图和对应描述中表示和进一步公 开。
[0028] 梯级凹部的总体构想可由许多特征改变/完成，其中垂直下方（下游）凹部相比垂 直布置在上(上游）的凹部总是具有较小的（水平)尺寸，尤其是： -铸桶底部的W下表面中的至少一个可向水平倾斜：上表面、第二上表面、第=上表 面、第四上表面。倾斜角可相对较低，具有1°的下限值和10°的上限值，且优选在2°到6°之间 的范围。倾斜的方向和程度可在垂直相邻/后续上表面之间变化。可保留一个或多个水平定 向的上表面。
[0029] -铸桶底部的W下表面中的至少一个可具有=维轮廓:上表面、第二上表面、第= 上表面、第四上表面。
[0030] -轮廓可为包括下列项的组中的至少一者：肋条、圆形突出物、棱柱、凹部、通道。 任何公轮廓或母轮廓可朝诱道的下垂直定向区段、在诱道径向、平行于诱道的下部的一条 或多条切线或平行于诱道的下部的外周延伸，或它们的组合。公轮廓不应当凸出对应的扩 散箱、凹处和/或凹入空间的相应对应垂直高度，而是可限于其2/3。
[0031] -铸桶底部的W下表面中的至少一个可具有多边形、圆形或楠圆形的形状:第二 上表面、第=上表面、第四上表面。至于矩形形状，长度/宽度之间的关系例如可为>1.5或 >2.0或>2.5或>3.0。相同关系适用于楠圆形的形状，其中长度和宽度由相对区段之间的 最长距离与最短距离限定。
[0032] -铸桶的后续上表面可大小确定为使得任何下游表面都具有布置在上游（顶部 上）的上表面的<80%、<60%或甚至<40%的总面积。
[0033] -铸桶底部的后续上表面大小确定成使得它们垂直地偏离，从而形成至少围绕其 相应外周的一部分的梯级（S)。运给出了