铸桶底部及铸桶的制作方法_2

文档序号:9692188阅读:来源:国知局
沿底部腔的外壁的梯级状轮廓,烙化物沿着其流 动。
[0034] -本发明提供了一个或多个梯级,金属流在撞击冲击区域之后和进入诱道的下区 段之前采取沿该一个或多个梯级的路线。
[0035] -用语"梯级"限定为几何不连续。与相邻上表面区段成的两个直角描述了理想的 梯级,但在技术条件下可接受略微的变化(<+/-30度,更好是<+/-20度,甚至更好是<+/-10度)。各个梯级的至少一部分也可弯曲或倾斜。
[0036] -该梯级显著地减小烙化物的速度。梯级的(垂直)高度优选设置在20到200mm之 间,其中上限还可设置为160mm、150mm、140mm、125mm或甚至100mm,而最小高度还可设置为 45mm、50mm、55mm或60mm。小于20mm的高度不足W影响金属烙化物的速度来保护诱道中的填 料砂。大于200mm的高度由于过大的飞瓣而违背该效果。
[0037] -该梯级可沿下(下游)表面的外周的至少一部分延伸,例如,沿至少50%或>70%、 >80〇/〇、>90〇/〇。
[0038] -根据一个实施例,第二上表面(扩散箱的整个底面区域)具有根据公式I的最小 水平面积。运些大小证明是有价值的。
[0039] -利用描述对应于铸桶底部的总上表面面积的3.7%到32.9%的水平面积的扩散箱 实现了良好的结果。最小值可也设置为5.8%,而上限值可等于或小于铸桶底部的总表面面 积的 25.5〇/〇。
[0040] -已经证实了将加深区段(扩散箱、凹处、凹入空间)布置得偏离铸桶的冲击区域 且偏离任何气体吹洗元件是有价值的;换言之:在铸桶壁附近,其中铸桶壁可部分地界定一 个或多个所述加深区段。
[0041] -任何下游布置的加深区段(凹处、凹入空间等)应当给任何上游加深区段(凹处、 扩散箱)提供最多两个公共壁区段。
[0042] 扩散箱、凹处和/或凹入空间W及任何其它凹部的提供和设计对在烙化物到达诱 道的下区段的入口端之前且因此在烙化物与诱道内和/或上的任何填充材料(填料砂)接触 之前减小金属烙化物的动能而言是重要。还重要的是减小气体吹洗处理期间铸桶内的烙化 物的端流。
[0043] (上)扩散箱布置在离冲击区域一定距离处W减小围绕冲击区域飞瓣的效果W及 提供冲击区域与诱道之间足够的距离。
[0044] 根据一个实施例,沿冲击区域的上表面的中屯、点与沿扩散箱的上表面的中屯、点之 间的距离为铸桶底部的最大水平延伸的大约30%到75%,其可能的下限为40%、45%或50%,且 可能的上限为65%和70%。在铸桶底部的最小直径限定为1.5m的情形下,W500到1200mm的距 离实现了良好的结果。在所公开的公式中考虑的最大直径设置为4m的情形下,甚至在铸桶 底部具有>4m的有效直径的情况中,对于大型铸桶底部W>1500mm的距离实现了良好的结 果。
[0045] 冲击区域的"中屯、点"可限定为流入铸桶的金属流的中屯、纵轴线撞击的点。扩散箱 的中屯、点为几何中屯、,其可落入由诱道的下端限定的区域中(在对应的垂直延伸中)。
[0046] 扩散箱的公开的总体尺寸(单位为m2)可根据公式I设置,尤其是在没有其它加深 区段的情况下。在具有一个或多个(n个)其它加深区段的设计中,最上方扩散箱的尺寸不太 关键。上限和下限考虑烙化物在铸桶中的二次冶金处理期间的气体吹洗的影响。运些限制 对于由扩散箱限定的空间中且尤其是邻近其表面的端流的减小是有价值的。
[0047] 通常,邻近铸桶底部的上表面的金属烙化物的速度达到0.3m/s。高的速度由于"硬 揽拌"引起,在"软揽拌"期间可能经常是较低的值。在运种情况下,Amax主要由"软揽拌"影 响,而Amin在"硬揽拌"的情况中限定优选的尺寸。
[0048] 换言之:烙化物通常在铸桶中由"软揽拌"和"硬揽拌"间隔来气体处理。在运种情 况下,扩散箱的总体尺寸由两者限定。
[0049] 在"硬揽拌"为主时的情况中,扩散箱的表面区域的总体尺寸可为<(Amin+Amax)/ 2,最好尽可能接近Amin,而其在"软揽拌"为主的情况中可为>(Amin+Amax)/2,且然后尽可能 接近Amax。刚好(Amin+Amax)/2的表面面积是两个备选方案之间的折衷。类似的结果可利用扩 散箱的总表面面积在(Amin+Amax) /2的+ /-10%或+ /-20%的范围中来实现。
[0050] 在"硬揽拌"的情况中,还优选向扩散箱提供在公开范围的上端的梯级的高度,尤 其是 > 80mm或 > 100mm。
[0051] 在所有实施例中,相比于如上文所述的铸桶底部的常规设计,在气体吹洗期间,冲 出的填料砂要少得多。
[0052] 为了减小填充材料的意外磨损,还有利的是保持任何气体吹洗元件与诱道之间的 最小距离。优选地,扩散箱区域中不存在气体冲洗/吹洗元件,且最小距离对应地限定为冲 击点与诱道之间的最小距离。
[0053] 下表引用了扩散箱的所谓第二上表面的有用的上限值和下限值[单位为m2]
其可取决于后续的加深区段(如所述凹处和凹入空间)的数目(1. . .n)变化。
[0054] 绝对上限值(Amax)可设置为2.3m2、2.2m2、2.Im2或2.0m2。扩散箱的总体尺寸(Amin) 对于允许金属烙化物在扩散器区域上分布且因此进一步减速也重要。Amax对于允许冲击区 域(和/或气体吹洗元件)与诱道之间的足够(最小)距离而言重要。对于在下游方向上在扩 散器之后的任何其它加深区段同样如此。
[0055] 最后,诱道的连续加深空间和下区段的位置影响所需的效果。建议将诱道的下区 段的垂直轴线布置得偏离任何梯级且偏离铸桶壁。
[0056] 在具有Xmm(例如:40mm)的直径的诱道的情况中,诱道的下部与任何对应梯级之 间的最小距离应当为3X(例如,120mm),但可达到7X或更大。
[0057] 本发明包括铸桶,其包括如上文所述的底部。两者(铸桶和铸桶底部)均在附图中 示出。
[0058] 本发明还提供了一种特征为冲击区域与扩散箱之间的巧状突起的实施例,W便进 一步减小沿底部区域从所述冲击区域朝所述扩散箱流动的烙化物速度。该突起大致垂直于 对应的金属烙化物在撞击冲击区域之后从冲击区域流入扩散箱所沿的方向延伸。换言之: 烙化物在突起(屏障)前方暂时停止,且仅可在穿过所述障碍之后继续其流动。
[0059] 本发明的其它特征可自从属权利要求和其它申请文件中推导出。
[0060] 扩散箱的尺寸可作为备选或作为公式I的额外条件由W下公式II限定:因此扩散 箱的优选面积分别由公式I和公式II的交集限定。
[0061] Amin=X+ 10/161 ?In[M] Amax=Sy+ 4/25 ?In[M] 其中 X= 0.16 至。0.20 且y= 0.20 到 0.16 M=相关联的铸桶中的金属烙化物的标称质量(单位为1000kg),且Amin和Amax单位为平方 米(m2),具有可能的界限范围: X= 0.16 至。0.17 且y= 0.20到0.19X= 0.16到0.18 且y= 0.20到0.18。
[0062] 附图示意性地描绘了 : 图1为纵截面视图和顶视图中的现有技术的铸桶, 图2为纵截面视图和顶视图中的具有单个扩散箱的铸桶, 图3为具有相邻构件的扩散箱的略微不同的形状的放大纵截面, 图4为进一步示意性截面视图中的图3的实施例, 图5为根据图4的视图中的具有一个额外凹处的另一个实施例, 图6为根据图4的视图中的具有一个额外凹处和一个额外凹入空间的第=实施例。
[0063] 相同的数字用于提供了相同或至少类似特征的部分。
[0064] 图1的铸桶具有圆形的水平延伸的底部10,其具有上水平表面IOo和下水平表面 lOu。大致圆柱形的铸桶壁12从铸桶底部10的外周IOp向上延伸。铸桶的开口上端表示为数 字14。
[0065] 金属流由箭头M示出,其通过其开口端14进入铸桶中,在撞击铸桶底部10的上表面 IOo的冲击区域IOi之前垂直地向下流动。
[0066] 金属流的至少一部分继续其朝布置得偏离所述冲击区域IOi的诱道16的流动(箭 头巧,该诱道16从上表面IOo延伸至下表面lOu。
[0067] 如图1中所示,所述诱道16填充有所谓的填充砂FS,并且可在诱道16之上看到砂锥 SC。填充材料防止金属烙化物在填充铸桶期间接近诱道。其用于在铸桶填充时避免意外的 出液。在运种情况下,其诱铸过程中具有重要功能。
[0068] 在根据图1的现有技术的铸桶中,砂SC可由烙化物流(箭头F)冲走,造成之后的诱 铸过程中的严重不确定性和风险。该填充材料在由气体吹洗塞对烙化物的气体处理的情况 下再至少部分地冲走,其中一个气体
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