專利名稱：鑄造用噴管和用來使液態(tài)金屬流過該鑄造用噴管的方法
本申請是申請?zhí)枮?7198562．6、申請日為1997年10月3日、題為“具有菱形背面內部幾何形狀的鑄造用噴管和具有可變有效排放角的多部件鑄造用噴管以及用來使液態(tài)金屬流過該鑄造用噴管的方法”的申請的分案申請。
本發(fā)明涉及一種鑄造用或入口浸沒式噴管，更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種鑄造用或浸沒式噴管，它可以提高與通過一鑄造用噴管將液態(tài)金屬引入一模具內有關的流動特性。
在連續(xù)鑄造例如厚度為50至60毫米、寬度為975至1625毫米的鋼(例如鋼錠)時，經常會使用一種鑄造用或入口浸沒式噴管。所述鑄造用噴管裝有液態(tài)金屬，當液態(tài)金屬流入一模具內時，所述鑄造用噴管可以一種浸沒的方式將液態(tài)金屬引入所述模具內。
所述鑄造用噴管通常是這樣一種管子，在其一端具有一個入口，并在其另一端或附近具有一個或兩個出口。在所述入口區(qū)域和出口區(qū)域之間，所述鑄造用噴管的內孔通常僅僅是一段圓柱形的、軸向對稱的管段。
通常所述鑄造用噴管的出口尺寸寬度為25至40毫米，長度為150至250毫米。該噴管的出口區(qū)域可簡單地就是所述管段的開口端。噴管在噴管側壁內還具有兩個反向引導流體的出口，在該處，所述管子的端部是封閉的。反向導引流體的出口可以使熔融鋼液流相對于垂線方向偏轉10至90°的較大角度。噴管入口與液態(tài)金屬供源相連。在連續(xù)鑄造工藝中的液態(tài)金屬供源被稱為中間包(tundish)。
使用鑄造用噴管的目的如下(1)可將來自所述中間包的液態(tài)金屬送入模具內，而不會使液態(tài)金屬裸露于空氣中；(2)可將液態(tài)金屬均勻地分布在模具內，從而使得放熱量和固化外殼變形是均勻的；以及(3)平靜可以以一種平靜和順暢的方式將液態(tài)金屬送入模具內，而不會出現(xiàn)過度的紊流現(xiàn)象，尤其是在彎液面處，從而可以有良好的潤滑，并可以使出現(xiàn)表面缺陷的可能性減至最小。
從中間包流入鑄造用噴管內的液態(tài)金屬的流速可以以各種方式來加以控制。有兩種常用的控制流速的方法(1)采用一止擋桿，(2)采用一滑門閥。在每一種情況中，所述噴管都必須與中間包止擋桿或中間包滑門相匹配，而且，噴管入口區(qū)域內的鑄造用噴管的內孔大體上是圓柱形的，并且可以被切成圓弧形或錐形。
迄今為止，如果將鑄造用噴管適當地浸沒在模具內的液態(tài)鋼內并保持它們的物理完整性的話，已有技術的鑄造用噴管能夠實現(xiàn)上述第一目的。
但是，已有技術的噴管不能完全實現(xiàn)上述第二和第三目的。例如，

圖19和圖20示出了一種具有一封閉端的、兩口式已有技術鑄造用噴管的典型設計。這種噴管試圖將出口流體分成兩股對向的出口液流。這種噴管的第一個問題在于內孔內流體的流速加快和形成不能完全利用出口有效區(qū)域的強力出口。第二個問題是由于噴管下部區(qū)域內的流體的突然換向而使得模具內流體圖案出現(xiàn)射流振動和不穩(wěn)定現(xiàn)象。這些問題使得流體不能均勻地分布在模具內，并將導致過度紊流現(xiàn)象。
圖20示出了一具有尖形分流端部的、兩口式已有技術鑄造用噴管的另一種設計。所述的尖形分流裝置試圖提高出口射流的穩(wěn)定性。但是，這種設計具有與圖18所示設計所遇到的相同的問題。在這兩種設計中，沿內孔朝著噴管出口區(qū)域行進的液態(tài)金屬的慣性力都會非常大從而不能使液態(tài)金屬在各開口頂部不出現(xiàn)流體分離現(xiàn)象而偏轉以充滿各出口。因此，出口處的射流不穩(wěn)定，產生振動并出現(xiàn)紊流現(xiàn)象。
而且，還不能獲得顯著的偏轉角。實際的偏轉角度明顯較小。此外，在出口處的流速分布是非常不均勻的，在出口的上部流速較低，而在出口的下部附近流速較高。這些噴管在熔融鋼液的彎液面或表面內會產生一個相當大的駐波，為了潤滑起見，所述熔融鋼液是用一種模具用熔渣(mold flux)或模具用粉末(moldpowder)來覆蓋。這些噴管還能在駐波中進一步地產生振蕩，其中靠近模具一端的彎液面交替地上升和下降，而靠近模具另一端的彎液面則交替地下降和上升。已有技術的噴管還能產生間歇的表面渦流。所有這些效應都趨于將模具用熔渣夾帶在鋼錠本體中，因而降低了質量。駐波的振蕩將使得在彎液面處或其附近的、通過所述模具的熱傳導變得不穩(wěn)定。這種有害的效應還會影響鋼殼形成的均勻性和模具用粉末的潤滑的均勻性，并且會在模具銅器中產生應力。在連鑄速度增加時，這種影響變得越來越嚴重；因此，要生產所需品質的鋼，就必須限制連鑄的速度。
現(xiàn)請參閱圖17，圖中示出了一個與歐洲專利0403808中所描述的相類似的噴管30。正如從該技術中已知的是，熔融的鋼液從一個中間包通過一閥門或止擋桿后流入一圓形的入口管段30b。噴管30包括一由圓至方的主過渡部分34。該噴管還包括一扁平板型的分流裝置32，該分流裝置將兩股液流引導成相對于垂線方向明顯地偏轉正負90°。然而，實際的偏轉角度只有正負45°。而且，在出口46和48處的流速是不均勻的。在靠近過渡部分34的右擴張側壁34c處，從出口48流出的流體流速是較低的，如矢量627所示。而從出口48流出的最大流速則發(fā)生在分流裝置32附近，如矢量622所示。由于摩擦的緣故，鄰近分流裝置32的流體流速略小，如矢量621所示。在出口48處不均勻的流速將會導致產生紊流。而且，出口46和48處的流體會出現(xiàn)一個周期為20至60秒的正負20°的低頻波動。在出口46處，最大的流速由矢量602來表示，它相應于出口48處的矢量622。矢量602在兩個極限位置之間波動，兩極限位置之一是自垂直方向偏轉65°的矢量602a，而另一個則是自垂直方向偏轉25°的矢量602b。
如圖17a所示，從出口46和48流出的流體趨向于彼此之間保持90°，因此當用自垂直方向偏轉65°的矢量602a來表示從出口46輸出的輸出流時，可用自垂直方向偏轉25°的矢量622a來表示出口48處的輸出流。在圖17a所示的一種極端波動情況下，模具54之左端的彎液面M1顯著上升，而其右模具端的彎液面M2僅略微上升。為清楚起見，圖中極大地夸大了所述效果。通常，彎液面的最低水平線產生在靠近噴管30的地方。在連鑄速度為每分鐘3噸時，彎液面通常會呈現(xiàn)出高度為18至30毫米的駐波。在圖中示出的極端波動情況下，在模具左端有一個幅度較大、深度較淺的順時針循環(huán)C1，而在模具的右端有一個幅度較小、深度較深的逆時針循環(huán)C2。
如圖17a和17b所示，鄰近噴管30處有一個模具的隆凸區(qū)域B，這里的模具寬度有所增加，以與噴管相適應，而噴管的耐熔壁厚通常為19毫米。在圖17a所示的極端波動情況下，有一個較大的表面流F1從左到右地流入噴管30前、后的隆凸區(qū)域內。還有一個較小的表面流F2從右到左地流向隆凸區(qū)域。間歇的表面紊流V發(fā)生在靠近噴管30右側的模具隆凸區(qū)域內的彎液面中。在出口46和48處很不均勻的速度分布、在彎液面中的較大的駐波、駐波中發(fā)生的振蕩以及諸表面紊流，這一切都趨向于夾帶模具用粉末或模具用熔渣，從而使鑄鋼生產的質量下降。此外，鋼殼的形成是不穩(wěn)定和不均勻的，潤滑也會受到不良影響，而且在彎液面上或附近的模具銅器內還可產生應力。在高速連鑄時，所有這些效應都將進一步加劇。這些已有技術噴管都要求降低連鑄的速度。
請重新參見圖17，分流裝置可以包括一個鈍角三角形的楔塊32c，該楔塊具有一夾角為156°的導邊，楔塊的側面設置成與自水平線呈12°，如首次德國專利申請DE 3709188中所揭示的那樣，它可提供一正、負78°的較明顯的偏轉。然而實際的偏轉角度也還是接近正、負45°，而且該噴管呈現(xiàn)出如前一樣的各種缺點。
現(xiàn)請參見圖18，圖中的噴管30類似于第二次德國專利申請DE 4142447，它的所謂明顯可見的偏轉角度在10至22°之間。來自進管30b的流動流體進入到主過渡部分34內，該過渡部分的偏轉角度是由偏轉側壁34c、34f和三角形的分流裝置32限定的，其大小為正負20°。如果省略分流裝置32，那么可用標號50來表示在一條鄰近于出口46和48的流體最終等位線。等位線50在靠近管子30b的軸線S的中心區(qū)域處曲率為零，而在與噴管的右和左側壁34c和34f的垂直正交處曲率最大。在中心部分流動的流體的偏轉可忽略不計；只有靠近側壁的流動流體才呈現(xiàn)出一正負20°的偏轉。如果沒有分流裝置，出口46和48處的平均偏轉角度將比正負20°的表觀偏轉角小1／4、也可能是1／5或20％。
暫時不考慮壁的摩擦因素，64a是一代表了噴管左側壁34a附近的流動情況的合成矢量和流線，而66a是一代表了噴管右側壁34c附近的流動情況的合成矢量和流線。所述流線的起始點和方向與所述矢量的起始點和方向是相對應的；并且所述流線的長度也和所述矢量的長度相對應。當然，流線64a和66a會消失在模具內的液體和從噴管30流出的液體之間的紊流中。如果插設一較短的分流裝置32，它基本上將起到一個二維流動的截流體的作用?？拷摻亓黧w的流線-矢量64和66的流速高于流線-矢量64a和66a的流速。當然，流線64和66會消失在分流裝置32下游的低壓尾流中。該低壓尾流會使靠近分流裝置32的流動流體轉向下游。后一德國申請揭示了一個三角形分流裝置32，其長度只有主過渡部分34的21％。這樣就不能在任何地方都可充分地達到接近明顯偏轉的效果，如果要達到這樣的效果則需要有一個長度更長的三角形分流裝置，其長度相應于主過渡部分34而增加。在沒有充分橫向偏轉的情況下，熔融的鋼液會有潛入模具中的傾向。這會增加駐波的振幅，這不是通過增加模具端部彎液面的高度而增加的，而是通過增加噴管前后的隆凸部分彎液面的凹陷程度而增加的，流動流體在此處夾帶從隆凸部分的該部分來的液體并且產生一個負壓。
已有技術噴管試圖通過在液流間設置一正壓來使液流偏轉，正如藉助一分流裝置來提供該作用那樣。
由于在噴管的制造上存在著各種變化，所以在分流裝置上游的流動流體缺乏減速或擴散作用，而且從出口46和48流出流動流體中會發(fā)生低頻波動，流動流體中央流線將不會沖擊圖18中三角形分流裝置32的頂點。流線的滯流點通常處于分流裝置32的一側或另一側上。例如，如果滯流點在分流裝置32的左側，那么在分流裝置32的右側便會發(fā)生流動流體的層狀分離。分離的“氣泡”會降低流動流體在分流裝置右側的角度偏轉，并且會在從出口48來的流動流體中又引入了紊流。
因此，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它可以提高與通過-鑄造用噴管將液態(tài)金屬導引入模具內的作業(yè)有關的流動特性。
本發(fā)明的另一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它可以以一種多級方式將噴管內孔內的流體分成幾股單獨和獨立的液流，對流過所述噴管的液態(tài)金屬的慣性力進行分攤并加以良好的控制。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它可以緩解流體的分離現(xiàn)象，從而可以減少紊流，穩(wěn)定出口射流，并可以使獨立液流獲得所要的偏轉角。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種鑄造用噴管，它可以使從其中流過的液態(tài)金屬的流體擴散并減速，由此可以降低流體的慣性力，從而可以穩(wěn)定從噴管噴出的射流。
本發(fā)明的另一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它一部分是藉助將負壓施加于液流的外部，如同藉助弧形的終端彎曲部分那樣，來使液流偏轉的，從而使出口內的速度分布更為均勻。
本發(fā)明的再一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它具有一主過渡部分，所述主過渡部分自容納軸向對稱流動流體的圓形橫截面過渡成一細長的橫截面，所述細長橫截面的厚度小于所述圓形橫截面的直徑，且其寬度大于容納平面對稱流動流體的圓形橫截面的直徑，而且如果將壁摩擦忽略不計，流過所述過渡部分的速度分布大體上是均勻的。
本發(fā)明的再一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它具有一橫截面為六邊形的主過渡部分，以提高主過渡部分內部的流體偏轉的效率。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它在入口管和出口管之間具有擴散裝置，以降低從各口流出的流體的速度，并減少紊流現(xiàn)象。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它可以將橫截面的主過渡部分內部的流體擴散開來或減速，以降低自各口流出的流體流速，并提高流速的穩(wěn)定性，并可使各口處的液流流線的速度均勻。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它具有一設置有一圓角導邊的分流裝置，從而可允許滯流點有所變化，但無流體分離現(xiàn)象。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它可以更有效地利用一隆凸或冠形模具內部的有效空間，并可以改善其內的流體流動圖案。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它具有一孔，所述孔具有多平面的幾何形狀，可以為鑄造用噴管中心軸線附近的孔提供比各邊緣處更大的內橫截面面積。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它可以獲得一具有較大可用范圍的工作流體通過量，而不會降低流動特性。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它具有一些導流板，所述導流板可以按比例分配那些被分隔在外液流和中心液流之間的流體，從而使那些從上出口流出的外液流的有效排放角度能根據通過所述鑄造用噴管的液態(tài)金屬通過量來變化。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種鑄造用噴管，它具有一些導流板，所述導流板可以按比例分配那些被分隔在外液流和中心液流之間的流體，從而使那些從上出口流出的外液流的有效排放角度能隨著通過所述鑄造用噴管的液態(tài)金屬通過量而增大。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的上述和其它目的可以藉助一種用來使液態(tài)金屬流過一鑄造用噴管的方法和裝置來實現(xiàn)，所述鑄造用噴管包括一細長孔，所述細長孔具有至少一個進入口、至少一個上出口以及至少一個下出口。一導流板緊鄰上出口設置，以將通過所述細長孔的液態(tài)金屬流分成至少一個外液流和一中心液流，所述外液流流過上出口，所述中心液流流過導流板并朝向下出口。所述導流板適于對那些被分隔在外液流和中心液流之間的液態(tài)金屬進行按比例的分配，從而可使那些從上出口流出的外液流的有效排放角度能根據通過所述鑄造用噴管的液態(tài)金屬通過量來變化。
較佳的是，所述外液流的有效排放角度隨著流體流過量的增大而增大。
在一較佳實施例中，采用了一些導流板，從而可以將流過所述鑄造用噴管的液體的總流量的15-45％、較佳的是25-40％分配成外液流，并將通過所述噴管的液體的總流量的60-75％分配成中心液流。
在一較佳實施例中，上出口的理論排放角度自水平方向向下約為0-25°，較佳的是大約7-10°。
所述鑄造用噴管還包括一中心軸線、至少一個進入口和至少一個出口，所述鑄造用噴管的細長孔包括一細長部分，以使中心軸線附近的細長孔橫截面面積大于細長孔各邊緣附近的細長孔橫截面面積。
在一較佳實施例中，所述細長部分包括至少兩個彎折面，每一彎折面自一基本上平行于中心軸線和與所述中心軸線相交的平面內的一點、朝著所述細長孔的下緣延伸。在一較佳實施例中，所述彎折面包括一頂緣和一中心緣，并且至少兩個頂緣彼此相鄰以形成一大體上朝著進入口的尖點。較佳的是，每一彎折面的中心緣離開所述鑄造用噴管的長度方向水平軸線的距離大于它離開一水平橫截面內部的彎折面的頂緣的距離。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的上述和其它目的可以藉助一種用來使液態(tài)金屬流過一鑄造用噴管的方法和裝置來實現(xiàn)，所述鑄造用噴管包括一細長孔，所述細長孔具有一進入口和至少兩個出口。一第一導流板緊鄰一出口設置，一第二導流板緊鄰另一出口設置。
所述導流板可將液態(tài)金屬流分成兩股外液流和一中心液流，并可以使所述的兩股外液流朝著大致相反的方向偏轉。一分流裝置設置在各導流板的下游，可將中心液流分成兩股內液流，并可與各導流板協(xié)同工作，以將所述的兩股內液流朝著大致相同的方向偏轉，該方向也就是兩股外液流偏轉的方向。
較佳的是，所述外液流和內液流可在各液流離開各出口的至少其中之一之前或之后重新結合。
在一較佳實施例中，各導流板可使外液流以一自垂直方向近似20-90°的偏轉角來偏轉。較佳的是，各導流板可使外液流以一自垂直方向近似30°的偏轉角來偏轉。
在一較佳實施例中，各導流板能以一不同于兩外液流偏轉方向的方向使兩股內液流偏轉。較佳的是，各導流板能以一自垂直方向近似45°的角度使兩股外液流偏轉，并能以一自垂直方向近似30°的角度使兩股內液流偏轉。
本發(fā)明的其它特征和目的將從以下結合附圖對本發(fā)明的具體描述中變得更為清楚。
所附附圖構成本說明書的一部分，并且將結合說明書一起進行描述，在各附圖中，凡是相同的構件均以相同的標記來表示圖1是一第一鑄造用噴管的、沿圖2中1-1線截取的、向后觀察到的軸向剖視圖，它具有一帶有擴散角的、六邊形小角度擴張的主過渡部分以及一中等的終止彎頭。
圖1a是一較佳的分流裝置的、從后觀察到的局部剖視圖，它具有一圓角導邊。
圖1b是鑄造用噴管的另一實施例的、沿圖2b中1b-1b線截取的另一軸向剖視圖，它具有一主過渡部分，所述主過渡部分具有減速和擴散作用，并且可以使出口流體偏轉。
圖2是沿圖1中2-2線截取的、向右觀察到的軸向剖視圖。
圖2a是沿圖1b中2a-2a線截取的軸向剖視圖。
圖3是沿圖1和圖2中的平面3-3截取的、向下觀察到的剖視圖。
圖3a是沿圖1b和圖2a中的平面3a-3a截取的剖視圖。
圖4是沿圖1和圖2中的平面4-4截取的、向下觀察到的剖視圖。
圖4a是沿圖1b和圖2a中的平面4a-4a截取的剖視圖。
圖5是沿圖1和圖2中的平面5-5截取的、向下觀察到的剖視圖。
圖5a是沿圖1b和圖2a中的平面5a-5a截取的剖視圖。
圖6是沿圖1和圖2中的平面6-6截取的、向下觀察到的剖視圖。
圖6a是沿圖1和圖2中的平面6-6截取的、向下觀察到的另一剖視圖。
圖6b是沿圖13和圖14以及沿圖15和圖16中的平面6-6截取的、向下觀察到的剖視圖。
圖6c是沿圖1b和圖2a中的線6a-6a截取的剖視圖。
圖7是一第二鑄造用噴管的、向后觀察到的軸向剖視圖，它具有一面積不變并由圓至方的過渡部分、一帶有擴散角的六邊形小角度擴張的主過渡部分以及一中等的終止彎頭；圖8是圖7所示噴管的、向右觀察到的軸向剖視圖。
圖9是一第三鑄造用噴管的、向后觀察到的軸向剖視圖，該噴管具有一擴散程度中等并由圓至方的過渡部分、一具有恒定流動面積的六邊形中等擴張角的主過渡部分以及一小的終止彎頭。
圖10是圖9所示噴管的向右觀察到的軸向剖視圖。
圖11是一第四鑄造用噴管的向后觀察到的軸向剖視圖，該噴管可以提供具有較高的總擴散作用的、由圓至方和由方至圓的過渡部分一流動面積減小的六邊形大擴張角的主過渡部分，以及沒有終止彎頭。
圖12是圖11所示噴管的向右觀察到的軸向剖視圖。
圖13是一個類似于圖1但是具有一矩形主過渡部分的第五鑄造用噴管的、向后觀察到的軸向剖視圖。
圖14是圖13所示噴管的向右觀察到的軸向剖視圖。
圖15是一第六鑄造用噴管的、向后觀察到的軸向剖視圖，該噴管具有一帶擴散角的矩形的小角度擴張的主過渡部分、在該主過渡部分內有較小的流動偏角以及大的終止彎折部。
圖16是圖15所示噴管的向右觀察到的軸向剖視圖。
圖17是一已有技術噴管的向后觀察到的軸向剖視圖。
圖17a是一向后觀察到的軸向剖視圖，它示出了由圖17所示的噴管產生的模具流動圖案。
圖18是又一種已有技術噴管的向后看的軸向剖視圖。
圖19是另一種已有技術噴管的軸向剖視圖。
圖20是圖19所示的已有技術噴管的局部側視的剖視圖。
圖21是另一種已有技術噴管的軸向剖視圖。
圖22是圖21所示的已有技術噴管的、朝箭頭A方向的俯視圖。
圖23是本發(fā)明鑄造用噴管的另一實施例的軸向剖視圖。
圖24是沿圖23中A-A線截取的、圖23的剖視圖。
圖25是沿圖23中B-B線截取的、圖23的剖視圖。
圖26是圖23所示鑄造用噴管的局部側視軸向剖視圖。
圖27是圖23所示鑄造用噴管的側視軸向剖視圖。
圖28是本發(fā)明鑄造用噴管的另一實施例的軸向剖視圖。
圖29是圖28所示鑄造用噴管的側視軸向剖視圖。
圖30是本發(fā)明鑄造用噴管的另一實施例的軸向剖視圖。
圖30A是沿圖30中A-A線截取的剖視圖。
圖30B是沿圖30中B-B線截取的剖視圖。
圖30C是沿圖30中C-C線截取的剖視圖。
圖30D是沿圖30中D-D線截取的剖視圖。
圖30E是圖30所示鑄造用噴管的出口的、沿箭頭EE方向觀察到的局部平面圖。
圖31是圖20所示鑄造用噴管的側視軸向剖視圖。
圖32是本發(fā)明鑄造用噴管的另一實施例的軸向剖視圖。
圖32A是沿圖32中A-A線截取的剖視圖。
圖32B是沿圖32中B-B線截取的剖視圖。
圖32C是沿圖32中C-C線截取的剖視圖。
圖32D是沿圖32中D-D線截取的剖視圖。
圖32E是沿圖32中E-E線截取的剖視圖。
圖33是圖32所示鑄造用噴管的側視軸向剖視圖。
圖34A示出了圖32所示噴管的軸向剖視圖，并示出了以低通過流量流動時的出口射流的有效排出角。
圖34B示出了圖32所示噴管的軸向剖視圖，并示出了以中等通過流量流動時的出口射流的有效排出角。
圖34C示出了圖32所示噴管的軸向剖視圖，并示出了以高通過流量流動時的出口數量的有效排出角。
圖35示出了本發(fā)明鑄造用噴管的另一實施例的軸向剖視圖。
圖35A是沿圖35中A-A線截取的剖視圖。
圖35B是沿圖35中B-B線截取的剖視圖。
圖35C是沿圖35中C-C線截取的剖視圖。
圖35D是沿圖35中D-D線截取的剖視圖。
圖35E是沿圖35中E-E線截取的剖視圖。
圖35QQ是圖35所示鑄造用噴管的上出口的、沿箭頭QQ方向觀察到的局部平面圖。
圖35RR是圖35所示鑄造用噴管的上出口的、沿箭頭RR方向觀察到的局部平面圖。
圖36示出了圖35所示鑄造用噴管的側視軸向剖視圖。
參見圖1b和圖2a，圖中用標號30總的示出了一種鑄造用噴管。如圖1和2所示，所述噴管的上端包括一進嘴30a，該進嘴終止于一向下延伸的圓形管或圓形孔30b。將管段30b的軸線作為所述噴管的軸線S。管段30b終止在平面3-3處，從圖3中可以看到，該平面具有一圓形截面。然后，流動流體進入由標號34總的表示且最好具有34a到34d四個壁面的主過渡部分。每一側壁34a和34f均自垂直方向擴張一個角度。前壁34c和34d與后壁34a和34b一起收斂。應予認識的是，對于本技術領域的熟練人員來說，過渡區(qū)域34可以具有任意一種形狀，或者具有平面對稱的橫截面區(qū)域，并且不必僅限于一種具有諸個壁面(四個或六個壁面)的形狀或者如上所列出的橫截面區(qū)域，只要過渡區(qū)域34是從一種大體圓形的橫截面區(qū)域變化到一種大體細長的、平面對稱的橫截面區(qū)域即可，參見圖3a、圖4a、圖5a、圖6c。
對一個錐形的二維擴散裝置而言，通常要將其錐角限制在約8°左右，以避免因為流動流體在開始時的分離而造成不必要的壓力損失。相應地，對一個一維的矩形擴散裝置而言，一對相對的壁是平行的，而另一對相對的壁應該擴張一個不超過16°的傾斜角；也就是說，一個壁是從軸線起加上8°，而另一個壁是從軸線起減去8°。例如，在圖1b所示的擴散用主過渡部分34中，各前壁有-2．55°的平均收斂度，各后壁有一個5．2°的平均擴張度，因此各側壁的等效一維擴張度將近似為10．4-5．3=5．1°，它小于8°的極限值。
圖4a、圖5a和圖6c是沿著圖1b和2a中的相應平面4a-4a，5a-5a和6c-6c截取的橫剖視圖，這些平面分別設置在平面3a-3a的下方。圖4a示出了四個半徑較大的凸角；圖5a示出了四個中等半徑的凸角；而圖6c示出了四個半徑較小的凸角。
分流裝置32設置在過渡部分的下方，并由此形成了兩軸線35和37。所述分流裝置的傾斜角大體上等于出口壁38和39的擴張角。
平面3a-3a內的面積大于兩個帶有角度的出口35、37的面積；從出口35和37流出的流體的流速小于圓形管段30b內的流體的流速。這種流體平均流速的減小使得由于液體從噴管中噴出進入模具而產生的紊流有所減少。
總偏轉量是產生在主過渡部分34內部的偏轉量和由出口壁38和39的擴張?zhí)峁┑钠D量的總和。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，對于連續(xù)鑄造寬度范圍在975至1625毫米或38至64英寸的薄鋼錠來說，約為30°的總偏轉角度是接近最佳的。所述的最佳偏轉角是根據取決于鋼錠的寬度而定的，并且在一定程度上，要根據模具隆凸部分B的長度、寬度和深度而定。通常，所述隆凸部分的長度為800至1100毫米，寬度為150至200毫米，深度為700至800毫米。
現(xiàn)請參閱圖1和圖2，標號30總的示出了另一種鑄造用噴管。如圖1和圖2所示，所述噴管的上端包括一進嘴30a，該進嘴終止于一向下延伸的、內徑為76毫米的圓形管30b。將管段30b的軸線作為所述噴管的軸線S。管段30b終止在平面3-3處，從圖3中可以看到，該平面具有一圓形截面，并且其面積為4536平方毫米。然后，流動流體進入由標號34總的標示、且最好具有34a到34f六個壁面的主過渡部分。每一側壁34c和34f均自垂直方向擴張一最好為10°的角度。前壁34d和34e與后壁34a和34b一樣彼此之間都是以較小的夾角來設置的。這將在下文中加以解釋。前壁34d和34e與后壁34a和34b一起收斂，其平均收斂角度大約是從垂直方向起3．8°。
對一個錐形的二維擴散裝置而言，通常要將其錐角限制在約8°左右，以避免因為流動流體在開始時的分離而造成不必要的壓力損失。相應地，對一個一維的矩形擴散裝置而言，一對相對的壁是平行的，而另一對相對的壁應該擴張一個不超過16°的傾斜角；也就是說，一個壁是從軸線起加上8°，而另一個壁是從軸線起減去8°。在圖1所示的擴散用主過渡部分34中，前、后壁有一3．8°的平均收斂度，因此各側壁的等效一維擴張度將近似為10-3．8=6．2°，它小于8°的極限值。
圖4、圖5和圖6是沿著圖1和2中的相應平面4-4，5-5和6-6截取的橫剖視圖，這些平面分別設置在平面3a-3a以下100、200和351．6毫米的地方。前壁34e和34d之間的夾角與后壁34a和34b之間的夾角一樣都不超過180°。圖4示出了四個半徑較大的凸角；圖5示出了四個中等半徑的凸角；而圖6示出了四個半徑較小的凸角。后壁34a和34b的相交之處設置了一個圓角(filet)或半徑，前壁34d和34e的相交處也一樣。圖4中流動通道的長度為111．3毫米，圖5中為146．5毫米，圖6中為200毫米。
或者，如圖6a所示，沿著平面6-6截取的橫剖面上可具有四個半徑基本上為零的凸角。前壁34e和34d及后壁34a和34b沿著它們的交線在平面6-6以下、朝著分流裝置32的端頭32a延伸17．6毫米。因此，在那里產生了兩個出口35和37，它們分別相對于水平方向加、減10°。如圖6a所示，假定在平面6-6上，過渡部分34具有較為尖銳的凸角，那么每個帶角度的出口就是矩形的，其傾斜的長度為101．5毫米，寬度為28．4毫米，總面積為5776平方毫米。
平面3中的面積與兩個帶角度的出口35和37的面積的相對比率為π／4=0．785；從出口35和37流出的流體的流速是圓形管段30b中流速的78．5％。這種流體平均流速的減小使得由于液體從噴管中噴出進入模具而產生的紊流有所減少。從出口35和37流出的流體進入到各自的彎曲矩形管段38和40。下面將揭示的是，在主過渡部分34中的流動流體大致被分成兩股，且靠近側壁34c和34f的流速較高，而靠近軸線處的流速較低。這意味著流動流體在主過渡部分34內朝兩相反方向拐彎的角度接近正負10度。彎曲的矩形管段38和40使流動流體進一步拐過20°。該兩彎曲管段終止在線39和41處。位于下游的是兩個筆直的矩形管段42和44，它們可以使從彎曲管段38和40流出的流體的流速分布接近均衡。出口46和48分別是直管段42和44的出口。希望的是，各彎曲管段38和40的內壁38a和40a具有一顯著的彎曲半徑，其大小最好是不超過外壁38b和40b的一半。內壁38a和40a的半徑可以是100毫米；而外壁38b和40b的半徑可以是201．5毫米。外壁38b和40b是由分流裝置32限定的，該分流裝置有一個夾角為20度的尖銳的導邊。分流裝置32還限定了直矩形段42和44的內壁42b和44b。
應理解的是，在相鄰內壁38a和40a上有著低壓和高流速，而在相鄰的外壁38b和40b上則有高壓和低速流。應予注意的是，彎曲管段38和40中的這種速度分布情況和圖17和18中已有技術的噴管的速度分布情況是相反的。直管段42和44可使靠近彎曲管段38和40之內壁38a、40a的高速低壓流體沿著壁42a和44a的一合理距離在內壁42a和44a中擴散成低速、高壓。
總的偏轉量是正負30度，它包括產生在主過渡部分34內部的10度和由彎曲管段38和40提供的20度。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，對連續(xù)鑄造寬度范圍在975到1625毫米或38到64英寸之間的薄鋼錠而言，這個總偏轉角是接近最佳的。最佳的偏轉角度是根據鋼錠的寬度而定的，并且在某種程度上要根據模具隆凸部分B的長度、寬度和深度而定。通常，隆凸部分的長度是在800至1100毫米，寬度是150至200毫米，深度是700至800毫米。當然，應予理解的是，如圖6中沿平面6-6截取的的剖視圖所示，管段38、40、42和44不再是完全矩形的，只是大致如此。從圖6中可以進一步看到，側壁34c和34f可以是沒有直線部分的、基本上呈半圓形的形狀。為了提高附圖的清晰性，將后壁34a和34b的交接處表示成非常尖銳，就象是沿著一條直線一樣。在圖2中，340b和340d分別表示側壁34c與前、后壁34b和34d的相交處(假設它們是如圖6a所示的方形凸角)。然而，因為這四個凸角在平面6-6的上游是圓的，因此，線340b和340d就消失了。后壁34a和34b是彼此相對扭轉的，在平面3-3處的扭轉角為零，而在平面6-6處的扭轉角接近最大。前壁34d和34e也被類似地扭轉?？梢詫⒈?8a、42a和壁40a、44a看成是主過渡部分34的相應側壁34f和34c的外擴張延伸部。
現(xiàn)請參閱圖1a，圖中示出了一個按比例放大且具有一圓角導邊的分流裝置32。彎曲壁38b和40b均具有一減去了5毫米的半徑，例如從201．5減至196．5毫米。這樣便產生了一個10毫米以上的厚度，在這個厚度范圍內可以加工形成一個具有足夠大的曲率的導邊，以適應于所需的滯流點范圍，而不會產生成層分離的情況。分流裝置32的端頭32b可以呈具有垂向長半軸的半橢圓形形狀。端頭32最好是呈機翼的形狀，例如呈NACA 0024型對稱機翼的橫截面形狀，其在30％翼長位置的前方處具有最大的厚度。相應地，可以將出口35和37的寬度增加1．5毫米而成為29．9毫米，以使出口面積保持為5776平方毫米。
現(xiàn)請參見圖7和8，在圖中噴管的圓形管段30b的上部已經被剖去。在平面3-3處，所述橫截面呈圓形。平面16-16位于平面3-3下方50毫米處。該橫截面呈矩形，其長度為76毫米，寬度為59．7毫米，因而總面積是4536平方毫米。由于流動流體沒有發(fā)生擴散現(xiàn)象，所以在平面3-3和16-16之間的、由圓至方的過渡部分52可以相對較短。過渡部分52與一高度為25毫米、終止在平面17-17處的矩形管54相連，以使來自過渡部分52的流體在進入到現(xiàn)已完全呈矩形的擴散用主過渡部分之前得到穩(wěn)定。主過渡部分34在平面17-17和6-6之間的、高度為351．6毫米的空間內，其橫截面是呈完美的六邊形形狀，如圖6a所示。在這種情況中，側壁34c和34f自垂直方向擴張10°，而前壁和后壁則以自垂直方向為2．6°的平均角度收斂。等效的一維擴散壁的角度現(xiàn)在便成了大約10-2．6=7．4°，它仍然小于通常所使用的最大值8°。如果需要，可以省去矩形管段54，以使過渡部分52直接聯(lián)接于主過渡部分34。在平面6-6上，長度也是200毫米，相鄰壁34c和34f的寬度也仍然是28．4毫米。在噴管的中心線上，寬度有所增加。沿平面4-4和5-5截取的橫截面與圖4和5中所示的相類似，只是四個凸角不再是倒圓的，而是尖銳形狀。后壁34a、34b和前壁34d、34e的交線與分流裝置32的端頭32a相交于平面6-6以下17．6毫米的地方。帶角度的矩形出口35和37也還是各自具有101．5毫米的長度和28．4毫米的寬度，因而可獲得的出口總面積為5776平方毫米。從圖8中可以清楚地看到前壁34b和后壁34d的扭轉情況。
在圖7和8中，與圖1和2一樣，從過渡部分34的出口35和37流出的流體流經各矩形的轉向管段38和40，在那里，流體相對于垂直方向轉過20°，然后再經過各筆直的矩形等效段42和44。從管段42和44流出的流體也還是自垂直方向總偏轉正負30度。分流裝置32的導邊也具有20°的傾斜角。較佳的是，分流裝置32也有一圓角導邊和一半橢圓形或者如圖1a所示的機翼形端頭(32b)。
現(xiàn)請參見圖9和10，在平面3-3和19-19之間的是一具有擴張作用的、由圓至方的過渡部分56。在平面19處的面積為762=5776平方毫米。平面3-3和19-19之間的距離是75毫米，它等效于一錐形擴散裝置，在該處，壁相對于軸線成3．5°，而各壁之間總夾角是7．0°。過渡部分34的側壁34c和34f均自垂直方向擴張20°，而后壁34a-34b及前壁34d-34e則以一定的方式收斂，以便能相對水平方向成20°地設置一對矩形出口35和37。平面20-20位于平面19-19下方156．6毫米之處。在該平面上，壁34c和34f之間的距離是190毫米。后壁34a-34b之間和前壁34d-34e之間的交線在平面20-20下方、朝著分流裝置32的端頭32a延伸34．6毫米。兩個帶角度的矩形出口35和37均具有101．5毫米的傾斜長度和28．4毫米的寬度，因而可獲得的出口總面積為5776平方毫米，這與平面19-19上過渡部分的出口面積相同。在過渡部分34的范圍內凈擴散作用。在出口35和37處設置了矩形的轉向管段38和40，在這種情況下，每股流體只能再偏轉10°。分流裝置32的導邊具有40°的夾角。轉向管段38和40的后面緊跟的是相應的直矩形段42和44。管段38、40的內壁38a、40a的半徑為100毫米，它大致等于外壁38b和40b之半徑201．1毫米的一半?？偟钠D量也還是正負30度。較佳的是，分流裝置32上設有一圓角導邊和一半橢圓形或機翼形的端頭(32b)，這種形狀是通過減少壁38b和40b的半徑，以及如果需要可相應增加出口35和37的寬度而形成的。
現(xiàn)請參閱圖11和12，沿平面3-3截取的截面也呈圓形；而沿平面19-19所截取的截面則呈方形。在平面3-3和19-19之間是具有擴散作用的、由圓至方的過渡部分56。擴散用過渡部分56中的分離現(xiàn)象也可以通過將平面3-3和19-19之間的距離制成75毫米來避免。在平面19-19處的截面積也是762=5776平方毫米。在平面19-19和平面21-21之間的是一個一維的、由方至圓的擴散裝置。在平面21-21處的長度為(4／π)76=96．8毫米，寬度為76毫米，因而面積為7354平方毫米。擴散裝置58的高度也是75毫米；其側壁自垂直方向擴張7．5°。在主過渡部分34中，每一側壁34c和34f均自垂直方向擴張30°。為了保證能用這樣的大角度來抵抗流體的分離，過渡部分34提供了一個較為理想的壓力梯度，其中出口35和37的面積小于入口平面21-21的面積。平面22-22位于平面21-21以下67．8毫米處，壁34c和34f之間的長度是175毫米。帶角度的矩形出口35和37各自具有101．0毫米的傾斜長度和28．6毫米的寬度，因而可獲得的出口總面積為5776平方毫米。后壁34a-34b之間及前壁34d-34e之間的交線在平面22-22以下朝著分流裝置32的端頭32a延伸50．5毫米。在過渡部分34的出口35和37處設置了兩個筆直的矩形部分42和44。矩形部分42和44顯然是細長的，用以補償在過渡部分34范圍內的偏轉損失。這里沒有轉向部分38和40的介入；而且偏轉角度也還是如主過渡部分34所提供的那樣為正負30度。分流裝置32是一個三角形的楔塊，它的導邊夾角為60度。較佳的是，是在分流裝置32上設置一圓角導邊和一半橢圓形或機翼形的端頭(32b)，這是通過向外移動壁42a和42b而由此增加分流裝置32的基部長度來達成的。如果忽視摩擦因素，擴散裝置58中的壓力增加等于發(fā)生在主過渡部分34中的壓力差。通過增加出口35和37的寬度，可以進一步地降低流速，同時還可在過渡部分34中獲得一個較理想的壓力梯度。
在圖11中，52表示主過渡部分34的出口35和37附近的一條流體等位線。應予注意的是，等位線52是垂直于壁34c和34f延伸的，并且此處曲率為零。當等位線52向過渡部分34的中間移動時，曲率變得越來越大，并在與軸線S相應的、過渡部分34的中心處曲率為最大。因此，該過渡部分的六邊形橫截面可在過渡部分34本身的范圍內為流線提供一個轉向作用?？梢哉J為的是，一六邊形主過渡部分的平均偏轉效率比由側壁產生的明顯偏轉要大2／3或大約3／4或75％。
在圖1-2和7-8中，在主過渡部分內，10°偏轉角中有2．5°的損失可以在彎曲和筆直的部分中幾乎完全得到補償。在圖9-10中，在主過渡部分內，20°偏轉角中有5°的損失可在彎曲和筆直的部分中差不多得到補償。在圖11-12中，在主過渡部分內，30°偏轉角中有7．5°的損失可在細長的直管段中得到大部分的補償。
現(xiàn)請參見圖13和14，圖中示出了圖1和2所示的一種變化型式，主過渡部分34上僅設有了四個壁，后壁34ab，前壁34de。沿平面6-6截取的截面可以如圖6b所示大致呈矩形?；蛘撸摻孛婵梢跃哂邪霃綖榱愕募饨?。或者，側壁34c和34f可以是沒有筆直部分的半圓形截面，如圖17b所示的那樣。沿平面4-4和5-5截取的橫剖面大致如圖4和5所示，當然，只是后壁34a和34b以及前壁34e和34d是在一直線上。出口35和37都在平面6-6上。線35a表示進入轉向部分38的、帶角度的入口；而線37a則表示進入轉向部分40的、帶角度的入口。分流裝置32具有一尖銳的導邊，該導邊的夾角是20度。流動流體在過渡部分34左邊和右邊的偏轉大約是側壁34c和34f間10°夾角的20％，或者具有正負2°的平均偏轉角。轉向部分38和40的帶角度入口35a和37a假定為流體已經在過渡部分34內部偏轉10°。轉向部分38和40以及緊跟其后的直管段42和44可對過渡部分34內部的8°損失中的大部分作出補償；但是不為人們所希望的是，自出口46和48起的偏轉角度如正負30°那樣大。分流裝置32最好具有一圓角導邊和一如圖1a所示的半橢圓形或機翼形的端頭(32b)。
現(xiàn)請參見圖15和16，圖中示出了如圖1和2所示的相類似的另一種噴管。主過渡部分34上還是僅設有四個壁，后壁34ab，前壁34de。沿平面6-6截取的橫截面可以如圖6b那樣帶有圓角，或者可以是帶尖銳角的矩形。沿平面4-4和5-5截取的橫截面大致如圖4和5所示，只是后壁34a和34b以及前壁34e和34d在一直線上。出口35和37都在平面6-6上。在本發(fā)明的該實施例中，出口35-37處的偏轉角被假定為0°。轉向部分38和40均可使相應的流動流體偏轉30°。在這種情況中，如果分流裝置32有一尖銳的導邊，那它就具有夾角為0°的尖點這樣一種性質，這種構造是不實際的。因此，壁38b和40b的半徑有所減小，從而可使分流裝置32的導邊呈倒圓形，而且端頭(32b)呈半橢圓形或機翼形。僅藉助轉向部分38和40，總偏轉量便可以達到正負30度。直管段42和44的出口46和48是以一自水平方向起不到30°的角度來設置的，這個角度就是流動流體自垂直方向起的偏轉角度。
壁42a和44a顯然比壁42b和44b長。由于靠近壁42a和44a的壓力梯度并不理想，所以需要提供一更大的長度來進行擴散。圖15-16中的直管段42和44可以用在圖1-2、圖7-8、圖9-10和圖13-14所示的噴管中。這樣的直管段還可以用在圖11-12所示的噴管中，但是好處不大。應予注意的是，對轉向部分38和40的最初三分之一而言，壁38a和40a所提供的明顯偏轉要比相應的側壁34f和34c來得小。但是，在此下游，擴張的壁38a、40a和擴張的壁42a、44a可提供比相應的側壁34f和34c更大的表觀偏轉。
在與圖13和14所示的相類似并且已完全試驗成功的一種原始設計中，側壁34c和34f均具有自垂直方向擴張5．2°的擴張角；而后壁34ab和前壁34de均具有自垂直方向收斂2．65°的收斂角。在平面3-3上，流動流體的橫截面呈圓形，其直徑為76毫米。在平面4-4上，流動流體的橫截面的長為95．5毫米，寬為66．5毫米，四個角的半徑為28．5毫米。在平面5-5上，橫截面的長為115毫米，寬為57．5毫米，四個角的半徑為19毫米。在平面6-6處，在平面5-5下方150毫米的地方，而不是151．6毫米的地方，其橫截面的長為144毫米，寬為43．5毫米，四個角的半徑為5毫米，流體流動的面積是6243平方毫米。轉向部分38和40被略去了。直管段40、42的壁42a、44a在平面6-6內與相應的側壁34f、34c相交。壁42和44a也是自垂直方向擴張30°，并且在平面6-6下方、朝著一第七水平面延伸95毫米。一夾角為60°的三角形分流裝置32的尖銳導邊(如圖11)設置在該第七平面上。所述分流裝置的底部在第七平面的下方延伸110毫米。每一出口46和48的傾斜長度均為110毫米。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，出口46和48的頂部應該浸沒在彎液面以下至少150毫米處。在以每分鐘3．3噸的速度連續(xù)鑄造一寬度為1384毫米的鋼錠時，駐波的高度只有7到12毫米；在所述彎液面內沒有形成任何的表面紊流；在模具寬度不到1200毫米的情況下，沒有明顯的波動；在模具寬度大于1200毫米的情況下，最終的波動也是比較小的?？梢哉J為，這種在寬度較大的模具中產生的較小波動可能緣出于流動流體在壁42a和44a上的分離，這是因為最終的偏轉非常地突然，還因為在分流裝置32之尖銳導邊的下游會發(fā)生流動流體的分離。在這種原始的設計中，前、后壁34ab和34de是在細長的直管段42和44中連續(xù)地收斂2．65°的。因此，這些管段就不是帶有半徑為5毫米轉角的矩形，而是略微呈不規(guī)則四邊形，出口46和48的頂部具有35毫米的寬度，而出口46和48的底部具有24．5毫米的寬度。我們將這一略微不規(guī)則的四邊形看成大體上呈矩形。
現(xiàn)請參閱圖23-圖29，圖中示出了本發(fā)明的其它一些實施例。這些鑄造用噴管與本發(fā)明的鑄造用噴管相類似，只是包括一些導流板100-106，以將流體多級地分成幾股單獨的液流，并將所述噴管內部的這些液流獨立地偏轉。但是，應予認識的是，對于本技術領域的那些熟練人員來說，各導流板不必只能與本發(fā)明的各噴管一起使用，而可與任何一種已知或已有的鑄造用或入口浸沒式噴管一起使用，只要各導流板100-106是用來將流體多級地分成幾股單獨的液流，并使噴管內部的這些液流獨立偏轉。
現(xiàn)請參閱圖23-圖27，圖中示出了本發(fā)明的鑄造用噴管30，例如，一具有過渡部分34的鑄造用噴管，在該過渡部分處，有一其橫截面從軸向對稱至平面對稱的過渡部分，從而可以使流體擴散開來或減速，由此可降低從噴管20噴出的流體的慣性力。在金屬流體沿著過渡部分34前進之后，它會遇到位于噴管30內部或里面的導流板100、102。較佳的是，應該將導流板設置成使導流板100、102的上緣101、103分別位于出口46、48的上游處。導流板100、102的下游可以設置在或不設置在出口46、48的上游處，雖然較佳的是所述上游105、107位于出口46、48的上游處。
導流板100、102的作用是將流過噴管30的液態(tài)金屬以多級方式擴散開來。各導流板首先是將所述流體分成三股獨立的液流108、110和112。液流108、112可被視為外液流，液流114可被視為中心液流。導流板100、102分別包括上表面114、116以及下表面118、120。導流板100、102可以藉助導流板的上表面114、116使得兩股外液流108、112朝著相反的方向獨立地偏轉。導流板100、102應該被構造和設置得能提供一與垂直方向呈近似20-90°、較佳的是30°的偏轉角。中心液流114藉助導流板的下表面118、120而擴散開來。中心液流114隨后藉助分流裝置32被分成兩股內液流122、124，它們以與外液流108、112的偏轉角度相匹配的角度彼此反向地偏轉，所述外液流的偏轉角度是例如與垂直方向呈20-90°，較佳的是30°。
由于兩股內液流122、124是以與外液流108、112的偏轉角度相匹配的角度彼此反向地偏轉，因此，在熔融金屬液流流出噴管30并被放入一模具之前，外液流108、112將在噴管30內部，分別與內液流122、124重新混合，即，與其相匹配的液流重新混合。
由于一附加原因，外液流108、112將在噴管30內部，分別與內液流122、124重新混合。所述附加原因是，如果導流板100、102的下緣105、107位于出口46、48的上游，即，不是完全延伸至出口46、48，那么，在液流流出噴管30之前，外液流108、112就不再是與內液流122、124物理分開的。
圖28-圖29示出了本發(fā)明的鑄造用噴管30的另一實施例。在該實施例中，導流板104、106的上緣130、132，而不是其下緣126、128，位于出口46、48的上游處。這樣就可以在噴管30內部將外液流108、112與內液流122、124完全地分開。而且，在該實施例中，外液流108、1112和內液流122、124的偏轉角是不匹配的。因此，外液流108、112和內液流122、124就不會在噴管30內部重新混合。
較佳的是，導流板104、106和分流裝置32被構造和設置得可使外液流108、112以自垂直方向大約45°的角度偏轉，并使內液流122、124以自垂直方向大約30°的角度偏轉。根據所需的模具流體分布情況，該實施例可以對外、內液流的偏轉角度進行獨立的調節(jié)。
現(xiàn)請參閱圖30和圖31，圖中示出了本發(fā)明的另一實施例。該實施例提供了一分叉式鑄造用噴管140，它具有兩個出口146、148，并與本發(fā)明鑄造用噴管的其它實施例相類似。但是，圖30和圖31所示的鑄造用噴管140包括一平面式或菱背式”內部幾何形狀，它將使得所述噴管在其中心軸線或中心線CL處的內部橫截面面積大于其在所述噴管各邊緣處的橫截面面積。
在鑄造用噴管140的過渡部分134的底部或出口端附近，兩個帶角度的、相鄰邊緣142從鑄造用噴管140的每一內寬面的中心起、朝著出口146和148的頂部向下延伸。邊緣142最好在截面B-B和C-C之間形成一向上指向進入口141的尖頂14。這些彎折面144a和144b包括噴管140的菱背形內部幾何形狀。它們在一中心邊緣143a處收斂，并從中心邊緣143a起、朝著出口146、148的方向、向外逐漸變細。
頂緣142最好大體上與出口146、148的排放角相匹配，從而有利于使液態(tài)金屬流以出口146和148的理論排放角進行偏轉或彎曲。出口146和148的排放角應該是自水平方向向下大約45-80°。較佳的是，所述排放角應該是自水平方向向下大約60°。
使頂緣142與出口146、148的排放角相匹配，可以最大程度地減少出口頂部的流體分離現(xiàn)象，并且當流體接近各出口時可最大程度地減少流體與各側壁邊緣相分離的現(xiàn)象。而且，正如從圖30、圖30C和圖30D中可以最清楚地看到的那樣，在同一水平橫截面內，彎折面144a、144b在中心邊緣143a處離開長度方向軸線LA的距離要大于其在頂緣142處的所述距離。因此，與在各邊緣處相比，在鑄造用噴管的中心軸線附近具有更大的內部橫截面面積，如圖30EE所示，菱背形的內部幾何形狀使得出口146和148在出口底部的寬度要大于其在頂部處的寬度，即，如果有分流裝置149，則在所述分流裝置附近較寬。結果，菱背形的孔結構可以在出口146、148的區(qū)域內、更自然地與噴管140內部的流體動態(tài)壓力分布情況相匹配，從而產生更穩(wěn)定的出口射流。
現(xiàn)請參閱圖320圖34，圖中示出了本發(fā)明的另一實施例。圖32-圖34所示的鑄造用噴管150與本發(fā)明的鑄造用噴管的其它實施例相類似。但是，鑄造用噴管150被構造成可以對分布在上、下出口153和155之間的流體流量進行按比例地分配，并且可以根據流過鑄造用噴管150的液態(tài)金屬的通過量，使得離開上出口153的上出口射流的有效排放角有所變化。
如圖32和圖33所示，鑄造用噴管150最好可以多級地將流體分開，如前文中所描述的本發(fā)明鑄造用噴管的各實施例中的那樣。鑄造用噴管150包括一些導流板156，它們與側壁160的下表面160a和導流板156的頂面156a一起，可形成通向上出口153的上出口通道152。
鑄造用噴管150可以有選擇地包括一個下分流裝置158，所述下分流裝置基本上是沿著鑄造用噴管150的中心線CL設置的，并沿流體流過噴管的方向位于導流板156的下游。采用下分流裝置158，導流板156的底面156a和下分流裝置158的頂面158a可形成諸個通向下出口155的下出口通道154。
各側壁160、導流板156和分流裝置158最好被構造得可以使上出口的理論排放角自上出口理論排放角至少擴張大約15°。較佳的是，各側壁160和導流板156設置有一些出口153，它們具有一自水平面向下約為0-25°、較佳的是大約7-10°的理論排放角。導流板156和下分流裝置158最好設置有一些下出口155，這些下出口具有一自水平面向下大約45-80°、較佳的是大約60-70°的理論排放角。
如果鑄造用噴管150沒有分流裝置158，那么，鑄造用噴管150就只有一個由各導流板156的底面156b形成的下出口155(未圖示)。下出口155的理論排放角約為45-90°。
現(xiàn)請參閱圖32-34，在實際工作中，各導流板156最初是將流過內孔151的液態(tài)金屬流分成三股獨立的液流即，兩股外液流和一股中心液流。所述的兩股外液流被上出口153偏轉了自中心線CL起、朝著彼此相反的方向、自水平方向向下大約0-25°的理論偏轉角。這些外液流如同上出口射流那樣從上出口153排放到所述模具內。
與此同時，中心液流向下行進流過內孔151，并位于導流板156之間。該中心液流藉助下分流裝置158被進一步分成兩股內液流，所述的兩股內液流根據導流板156的底面156b和下分流裝置158的頂面158a的曲率、朝著彼此相反的方向、偏離噴管150的中心線CL。
導流板156的頂面156a的曲率或形狀，或者導流板156自身的形狀應該足以將兩股外液流引導成自水平面偏轉大約0-25°的上出口153的理論排放角，盡管大約7-10°的理論排放角是較佳的。而且，包括頂面156a的曲率或斜率在內，側壁下表面160a和導流板156的結構和形狀應該足以使上出口通道152至上出口153的橫截面面積基本上保持恒定。
導流板156的底面156b的曲率或形狀和分流裝置158的頂面158a應該足以將兩股內液流自水平面向下偏轉大約45-80°的下出口155的理論排放角，盡管大約60-70°的下出口理論排放角是較佳的。這樣，與上出口153的大約7-10°的較佳理論排放角相比，就有顯著的擴張。
導流板156的導邊156a相對于所述鑄造用噴管內孔的橫截面而言剛好位于導邊156c的上方，這種位置，例如，圖32E，決定了被分割在外液流和內液流之間的流體之流量的理論比例分配。較佳的是，將導流板156定位得可以對稱地分割所述流體(即，使流過上出口153的每一外液流的流量相等)、較佳的是，總流體中分配給中心液流的比例要大于分配給外液流的比例。在實際工作中，有利的是，對鑄造用噴管150進行構造，并使導流板156的導邊156c相對于所述鑄造用噴管150的橫截面定位，使之剛好位于導邊156c上方，這樣，流過鑄造用噴管150的總流體中就有大約15-45％、較佳的是大約25-40％的流體與兩股外液流和上出口153有關，而總流量中剩余的55-85％、較佳的是60-75％的流體就與當兩股內液流流過下出口155使被排放的中心液流有關(如果鑄造用噴管150不包括下分流裝置158，或者與流過下出口155的一股中心液流有關)。上、下出口153和155之間的流體流量的比例是這樣的，下出口155的流量分配比例要大于上出口153的流量分配比例，如上面所描述的那樣，這也將使得從上出口153流出的流體的有效排放角受到總流體通過量的影響。
圖34A-圖34C示出了流過上、下出口的出口射流的有效排放角隨流體通過量而變化的情況。圖34A-圖34C示出了出口射流分別以低、中和高流體通過量流過鑄造用噴管150時的有效排放角。例如，低流體通過量將小于或約為1．5至2噸／分鐘，中流體通過量約為2-3噸／分鐘，高流體通過量約為3噸／分鐘或之上。
流體以圖34A所示的低流體通過量流過時，由箭頭162示出的、從上出口153流出的出口射流與由箭頭164示出的下出口射流是無關的，并且基本上可達到上出口153的流量排放角(較佳的是與水平面呈大約7-10°)。
當流體通過量如圖34B和圖34C所示的那樣增大時，上出口射流162就在與自下出口135流出的下出口射流164有關的較大沖力的作用下、朝著鑄造用噴管150的中心線CL方向、向下噴出。因此，當流體通過量增大時，上出口射流162的有效排放角就自理論排放角開始增大(自水平方向向下的一較大角)。當流體通過量增大時，上出口射流162的有效排放角度自所述下出口射流的理論排放角擴張的程度也變得越來越小。
當流體通過量如圖34B和圖34C所示的那樣增大時，從下出口155流出的下出口射流164也稍有變化。下出口射流164朝著離開鑄造用噴管150的中心線CL的方向稍稍向上噴出。因此，當流體通過量增大時，下出口射流164的有效排放角是稍稍自理論排放角下降(自水平方向向下的較小角度)。
應該清楚的是，對于本發(fā)明的目的來說，低、中、高流體通過量具體為何值是完全不重要的。唯一重要的是，不管所述的各值具體是多少，當流體通過量增大時，上出口射流的有效排放角是自理論排放角開始增大(自水平方向向下的一較大角)。
上出口射流162的有效排放角隨流體通過量而變化的變化率是非常有用的。流體以低流體通過量流過時，人們希望的是可將所輸入的熱的液態(tài)金屬均勻地傳送至所述模具內的液體隆凸區(qū)域內，從而有利于將適量的熱量傳遞給模具用粉末，以便進行適當的潤滑。當流體以較低的流體通過量流過時，上出口射流62的較小的有效排放角可以實現(xiàn)該目的。相反，當流體以較高的流體通過量流過時，由出口射流傳送給模具的混合能量要高得多的多。因此，就會基本上增大出現(xiàn)過度紊流和／或模具內彎液面受到擾動的可能性。浸得越深，或者越向下，以較高的流體通過量流過時，上出口射流162的有效排放角可以有效地降低這種紊流或彎液面受擾的現(xiàn)象。因此，圖32-圖34所示的鑄造用噴管150可以在鑄造用噴管150的流體通過量在一較大的范圍內提高將液態(tài)金屬傳送并適當地分布到模具內部的性能。
現(xiàn)請參閱圖35和圖36，圖中示出了本發(fā)明的另一實施例。圖35和圖26所示的鑄造用噴管170將圖30-圖31所示鑄造用噴管140的特征和圖32-圖34所示鑄造用噴管150的特征結合在了一起。
鑄造用噴管170具有圖30-圖31所示鑄造用噴管140的多面式、菱背形的內部幾何形狀，因此，彎折面174的頂緣172與下出口175的理論排放角、即自水平方向向下大約45-80°是相一致的，盡管大約60-70°的理論排放角是較佳的。因此，彎折面174大體上是設置在流動在各導流板178之間的中心液流附近。菱背形的內部幾何形狀有利于朝著下出口176的排放角的方向將中心液流更順暢地轉向和分流，而不會使得流體沿著導流板178的底面178a分開。如圖35RR所示，下出口176最好是其底部寬度大于其頂部寬度，即，在分流裝置180附近較寬。如圖35QQ所示，上出口182最好是其頂部寬度大于其底部寬度，即，在側壁184的下表面184af附近較寬。
而且，如果具有如圖32-34所示的鑄造用噴管150，流過鑄造用噴管170的流體最好是被導流板178分成幾股分別通過上、下出口182和176排放出去的液流，而且，流過鑄造用噴管170的流體最好是按比例分配的，以根據流體通過量來改變從上出口流出的液流的有效排放角。
上出口182的有效排放角將以一種與圖34A-圖34C所示鑄造用噴管150相類似的方式發(fā)生變化。但是，由于鑄造用噴管170的多面菱背形內部幾何形狀，鑄造用噴管170可以從下出口176以高流體通過量噴出更為流暢的出口射流，而且與鑄造用噴管150相比，有效排放角的變化較小，并且可以更為協(xié)調地控制因模具內的波動和紊流而引起的彎液面變化情況。
而且，鑄造用噴管170的多面式菱背形內部幾何形狀有助于對流體進行更為有效的比例分配，即，使較大比例的流體從下出口176流出，使較小比例的流體從上出口182流出。菱背形內部幾何形狀最好被構造得可使總流體流量中15-45％左右、較佳的是25-40％左右的流體從各上出口182流出，并使總流體流量中55-85％左右、較佳的是60-75％左右的流體從各下出口176中流出，或者如果鑄造用噴管170不包括分流裝置160，將從一個出口176中流出。
可以看到的是，我們已經完成了本發(fā)明的至少一些目的。通過在入口管和出口之間設置使流體擴散和減速的部分，可以降低從出口流出的流體流速，并且還可以使沿著出口的長度和寬度方向的速度分布大體均勻，而且還可以減少模具中的駐波振蕩。藉助提供一設置在過渡部分的下方、從軸向對稱至平面對稱的分流裝置可使兩股方向相反的液流偏轉。通過使流動流體在過渡部分中擴散和減速，可以獲得一個自垂直方向偏轉30°的總液流偏轉角，同時還可以在出口處提供一個穩(wěn)定、均勻的速度。
此外，使兩股方向相反的液流發(fā)生偏轉部分地可以藉助在液流的外部施加一負壓來完成。這些負壓部分地是通過增大主過渡部分下游處的側壁的擴張角來產生的。通過設置那些其中內半徑是外半徑的一個相當大的分數的彎曲管段可以產生偏轉。通過為過渡部分設置一具有各對前后壁并且各壁間夾角不超過180°的六邊形截面，可以在主過渡部分的自身范圍內完成流動流體的偏轉。所述分流裝置上設有一個具有足夠大的曲率半徑的圓角導邊，以防止由于制造或由于輕微的流體波動而使滯流點出現(xiàn)想不到的變化，從而使流體在向下游延伸的導邊處產生分離。
圖23-圖28所示的鑄造用噴管可以提高與藉助一鑄造用噴管將液態(tài)金屬導引入一模具內的作業(yè)有關的流體流動特性。在已有技術的噴管中，在噴管內孔中流動的液態(tài)金屬的高慣性力可以使流體在各出口區(qū)域內發(fā)生流體分離現(xiàn)象，從而會使得流速較高，并會使各出口射流不穩(wěn)定、出現(xiàn)紊流，而且不能到達明顯的流體偏轉角。
如果采用圖23-圖28所示的鑄造用噴管，通過在噴管的孔內、以一種多級方式、將流體分成各股單獨和獨立的液流，可以將所述慣性力分攤開來并加以良好控制。這樣就可以減輕流體的分離，由此可以降低紊流、穩(wěn)定出口射流，并可以獲得理想的偏轉角。
而且，圖28-圖29所示的鑄造用噴管具有可使外、內液流的偏轉角彼此不受影響的能力。這些鑄造用噴管特別適用于那些其中模具的形狀受到限制的鑄造作業(yè)。在這些情況中，人們希望的是可以使液態(tài)金屬更為擴散地散布開來。
如果采用圖30-圖31所示的鑄造用噴管，它采用了一種多面式的內部幾何形狀，其中，噴管內孔在噴管中心線處的厚度要大于其在各邊緣處的厚度。結果，可以將更多的敞口區(qū)域設計到鑄造用噴管內孔中，而不會增大圍繞窄面?zhèn)缺谶吘壍膰姽芡獠砍叽?。因此，這種噴管可以提供改進了的流體減速作用、流體擴散作用，并可以使噴管內孔內部中的流體穩(wěn)定，從而可以以一種平靜和順暢的方式將液態(tài)金屬傳送至模具內。而且，這種菱背形的幾何形狀特別適于這樣一種隆凸的或冠形的模具，其中，模具寬面中部的厚度較厚，而各窄面?zhèn)让嫣幍哪＞吆穸容^薄，這是由于鑄造用噴管可以較好地利用模具內部的有效空間以使其內的流體流動圖案更為適當。
如果采用圖32-圖34所示的多口式鑄造用噴管，可以在流過所述鑄造用噴管的總流體流量的一較寬的有用范圍內更好地使液態(tài)金屬傳送到模具內，并使液態(tài)金屬更好地分布到模具內部。通過對分布在所述多口式鑄造用噴管的上、下出口之間的流體流量進行按比例的分配，并通過使上、下出口的理論排放角隔開至少15°左右，可以使上出口的有效排放角隨著鑄造用噴管的流體通過量的增大和減小、以一種有利的方式發(fā)生變化。這種變化的結果是可以使模具內的彎液面光滑、平靜，并且能以低流體通過量將適當的熱量傳遞給所述模具粉末，而且可以有助于以高流體通過量流過時的彎液面的穩(wěn)定性。因此，與已有技術的鑄造用噴管相比，可以在工作流體通過量的一較寬的有用范圍內做到不降低流體流動的特性。
圖35和圖36所示的鑄造用噴管，其上出口的有效排放角能以一種與圖32-34所示鑄造用噴管相類似的方式隨著流體通過量有利地產生變化，而且，還把一種與圖30-圖31所示鑄造用噴管相類似的菱背形多面式的內部幾何形狀結合入內，圖35和圖36所示的鑄造用噴管就能以較小的有效排放角的變化量、模具內彎液面變化較為恒定的控制、高流體通過量地從下出口噴出流暢的出口射流。
應該理解的是，某些特征和子組合是有實用性的，而且可不管子組合的其它特征而被采用。這是應予考慮到的，并且是在本發(fā)明權利要求范圍內的。因此，應予理解的是，本發(fā)明不應受以到以上所述的和所示出的種種特定細節(jié)的限制。
權利要求
1．一種用來使液態(tài)金屬從其中流過的鑄造用噴管，其特征在于，它包括一細長孔，所述細長孔具有至少一個進入口和至少一個第一出口；至少一個緊鄰所述第一出口設置的導流板，以將所述液態(tài)金屬流分成至少兩股獨立的液流；以及一緊鄰至少一出口設置的分流裝置。
2．如權利要求1所述的鑄造用噴管，其特征在于，它還包括至少一個第二出口，用來使一部分液態(tài)金屬從所述噴管流出；以及一緊鄰所述第二出口設置的第二導流板，其特征在于，各導流板將液態(tài)金屬流分成兩股外液流和一股中心液流。
3．如權利要求2所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述各導流板包括上表面和下表面，所述上表面可使兩股外液流朝著基本相反的方向偏轉。
4．如權利要求3所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述分流裝置可將所述中心液流分成兩股內液流，并且所述分流裝置和下表面可以使所述的兩股內液流朝著大致相同的方向，即兩股外液流偏轉的方向偏轉。
5．如權利要求4所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述外液流和所述內液流在各液流流出至少一出口之前重新混合。
6．如權利要求4所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述外液流和所述內液流在各液流流出至少一出口之后重新混合。
7．如權利要求3所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述各導流板包括基本呈分叉式的下表面，所述下表面可以將中心液流擴散開來。
8．如權利要求7所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述分流裝置可將被擴散開來的流體分成兩股內液流，并且所述分流裝置和內表面可以使所述的兩股內液流朝著與兩股外液流偏轉方向不同的方向偏轉。
9．如權利要求3所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述上表面使所述兩股外液流以自垂直方向起近似20-90度的偏轉角偏轉。
10．如權利要求9所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述上表面使所述兩股外液流以自垂直方向起近似30度的角度偏轉。
11．如權利要求9所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述導流板使所述兩股外液流以自垂直方向起近似45度的角度偏轉，并將所述的兩股內液流以自垂直方向起近似30度的角度偏轉。
12．如權利要求2所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述細長孔包括一細長的進入管段，所述管段具有一第一橫截面流動面積，并且大體上是軸向對稱的；以及一與所述進入管段流體連通的擴張用過渡部分，所述過渡部分被使用且設置得可以基本連續(xù)地改變所述過渡部分內的噴管橫截面流動區(qū)域，即，從第一橫截面流動區(qū)域變成一大體上細長的第二橫截面流動區(qū)域，所述第二橫截面流動區(qū)域的橫截面流動面積大于第一橫截面流動區(qū)域的橫截面面積，并且可基本連續(xù)地將所述過渡部分內的噴管對稱性從大體軸向對稱改變成大體平面對稱；所述第一和第二出口與所述過渡部分是流體連通的。
13．如權利要求2所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述噴管包括兩個上出口；所述噴管包括兩個導流板，一導流板位于每一上出口附近，以將流過細長孔的所述液態(tài)金屬流分成兩股外液流和一股中心液流，所述外液流流過各上出口，所述中心液流朝著所述分流裝置流動；以及所述分流裝置位于所述中心液流的路徑上，以產生至少下出口，并可以將所述中心液流分成至少兩股內液流，每一內液流通過其中一個下出口流出鑄造用噴管，各導流板適于將那些被分隔在所述外液流和所述中心液流之間的液態(tài)金屬按比例分配，從而可以使流過上出口的外液流的有效排放角能根據流過鑄造用噴管的液態(tài)金屬的通過量而變化。
14．如權利要求13所述的鑄造用噴管，其特征在于，當流體通過量增大時，所述外液流的有效排放角自水平方向增大。
15．如權利要求13所述的鑄造用噴管，其特征在于，當流體通過量增大時，從各上出口排出的所述外液流將朝著從各下出口排出的內液流的方向噴出。
16．如權利要求13所述的鑄造用噴管，其特征在于，當流體通過量增大時，從各下出口排出的所述內液流將朝著從各上出口排出的內液流的方向噴出。
17．如權利要求13所述的鑄造用噴管，其特征在于，它還包括至少一個圍繞所述細長孔的側壁，每一上出口位于一相應側壁的一下表面和一對應導流板的一上表面之間，其特征在于，至少一側壁的一下部和每一導流板的所述上表面能提供(ⅰ)一通向每一上出口的上出口通道，每一上出口通道的橫截面面積在所述通道的整個長度方向上基本上是均勻的；(ⅱ)一用于從上出口流出的每一股外流體的、自水平方向起算的理論排放角，
18．如權利要求17的鑄造用噴管，其特征在于，當流體通過量增大時，從上出口流出的所述外液流的一有效排放角自所述理論排放角開始擴張；所述下出口適于提供一用于從下出口流出的每一股內液流的、自水平方向起算的理論排放角，當流體通過量增大時，內液流的有效排放角朝著水平方向減??；以及上出口的理論排放角是自下出口的理論排放角起至少擴張大約15°。
19．如權利要求18所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述上出口的理論排放角是自水平方向向下大約0-25°，或者是自水平方向向下大約7-10°；并且所述下出口的理論排放角是自水平方向向下大約45-80°，或者是自水平方向向下大約60-70°。
20．如權利要求13所述的鑄造用噴管，其特征在于，采用所述導流板，因此，(ⅰ)可將流過所述鑄造用噴管的液體中占總流量的15-45％的液體分配給外液流，并將流過所述噴管的液體中占總流量的55-85％的液體分配給中心液流；(ⅱ)可將流過所述鑄造用噴管的液體中占總流量的25-40％的液體分配給外液流，并將流過所述噴管的液體中占總流量的60-75％的液體分配給中心液流；(ⅲ)分配給每一外液流的液態(tài)金屬的比例基本上是相等的。
21．一種用來使液態(tài)金屬流過一鑄造用噴管的方法，其特征在于，它包括以下步驟使液態(tài)金屬流入所述鑄造用噴管；將流出所述鑄造用噴管的所述液態(tài)金屬流分成至少一股外液流和一股內液流；以及將那些被分隔在外液流和中心液流之間的液態(tài)金屬按比例分配，使流過上出口的外液流的有效排放角根據流過鑄造用噴管的液態(tài)金屬的通過量而變化。
22．如權利要求21所述的方法，其特征在于，將液態(tài)金屬流分成兩股外液流和一股中心液流，并將所述中心液流分成至少兩股內液流。
23．如權利要求22所述的方法，其特征在于，當流體通過量增大時，所述兩股外液流的有效排放角增大。
24．如權利要求23所述的方法，其特征在于，(ⅰ)當流體通過量增大時，所述兩股外液流是朝著兩股內液流的方向噴出；或者(ⅱ)當流體通過量增大時，所述兩股內液流是朝著兩股外液流的方向噴出。
25．如權利要求24所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟使兩股外液流朝著彼此大致相反的方向偏轉。
26．如權利要求25所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟將中心液流擴散開來。
27．如權利要求26所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟使所述的兩股內液流朝著大致相同的徑向，即，兩股外液流偏轉的方向偏轉。
28．如權利要求24所述的方法，其特征在于，使所述外液流以理論排放角偏轉，當流體通過量增大時，所述外液流的有效排放角自上出口的理論排放角開始擴張；以及使所述內液流以理論排放角偏轉。
29．如權利要求28所述的方法，其特征在于，所述上出口的理論排放角是(ⅰ)自水平方向向下大約0-25°，或者(ⅱ)自水平方向向下大約7-10°；并且所述內液流的理論排放角是(ⅰ)自水平方向向下大約45-80°；或者(ⅱ)自水平方向向下大約60-70°。
30．如權利要求28所述的方法，其特征在于，所述外液流的理論排放角是自下出口的理論排放角起擴張至少大約15°。
31．如權利要求30所述的方法，其特征在于，當流體通過量增大時，所述內液流的有效排放角朝著水平方向減小。
32．如權利要求22所述的方法，其特征在于，將流過所述鑄造用噴管的液體中占總流量的15-45％的液體分配給外液流，并將流過所述噴管的液體中占總流量的55-85％的液體分配給中心液流；將流過所述鑄造用噴管的液體中占總流量的25-45％的液體分配給外液流，并將流過所述噴管的液體中占總流量的60-75％的液體分配給中心液流；或者分配被每一外液流流動的液態(tài)金屬的比例基本上是相等的。
33．一種用來使液態(tài)金屬流過一鑄造用噴管的方法，其特征在于，它包括以下步驟使液態(tài)金屬流過一具有一進入口和至少一個出口的細長孔；將液態(tài)金屬流分成兩股外液流和一股中心液流；使所述的兩股外液流朝著彼此大致相反的方向偏轉；將所述的中心液流分成兩股內液流；以及使所述的兩股內液流朝著大致相同的方向，即，所述的兩股外液流偏轉的方向偏轉。
34．如權利要求33所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟在液流從至少一個出口流出之前，使所述外液流和內液流重新混合在一起。
35．如權利要求33所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟在液流從至少一個出口流出之后，使所述外液流和內液流重新混合在一起。
36．如權利要求33所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟使所述兩內液流朝著與外液流偏轉方向不同的另一方向偏轉。
37．如權利要求33所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟使所述兩股外液流以自垂直方向起近似20-90度的偏轉角偏轉，或者使所述兩股外液流以自垂直方向起近似30度的角度偏轉。
38．如權利要求36所述的鑄造用噴管，其特征在于，它還包括以下步驟使所述兩股外液流以自垂直方向起近似45度的角度偏轉，并使所述的兩股內液流以自垂直方向起近似30度的角度偏轉。
39．如權利要求1所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述細長孔包括一中心軸線；一位于所述細長孔表面的細長部分，以使所述細長孔在中心軸線附近的橫截面面積大于其在細長孔各邊緣附近的橫截面面積；以及所述至少一第一出口包括一上出口和一下出口。
40．如權利要求39所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述細長部分至少包括第一和第二彎折面，所述彎折面由所述細長孔內表面的至少一第一弧形凹部形成，從一較窄的頂尖延伸至一朝著所述下出口定位的較寬邊緣。
41．如權利要求40所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述分流裝置位于至少一個導流板的中心液流的路徑上且位于所述導流板的下游，從而可形成一第二出口，并可將流過所述細長孔的液態(tài)金屬流分成兩股從所述第一、第二出口流出噴管的液流。
42．如權利要求41所述的鑄造用噴管，其特征在于，每一彎折面包括一上緣，所述上緣從所述頂尖延伸出來至所述較寬邊緣，從而可以使它們限定所述第一弧形凹部。
43．如權利要求42所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述細長孔包括相對對置的內表面，所述第一弧形凹部設置在其中一個所述內表面區(qū)域處；一第二弧形凹部設置在對置的內表面區(qū)域處，所述第二弧形凹部包括第三和第四彎折面，它們具有分別與所述第一和第二彎折面呈鏡象的特征。
44．如權利要求43所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述第一和第二彎折面和所述第二、第三彎折面位于相應中心緣附近。
45．如權利要求44所述的鑄造用噴管，其特征在于，每一對彎折面的中心緣離開所述鑄造用噴管的長度方向水平軸線的距離大于它離開一水平橫截面內部的每一彎折面的上緣的距離。
46．如權利要求42所述的鑄造用噴管，其特征在于，每一上緣均以一角度、朝著一出口延伸，所述角度大體上與所述第一和第二出口的排放角相匹配。
47．如權利要求46所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述第一和第二出口的所述排放角均是自水平方向向下大約45-80°。
48．如權利要求46所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述第一和第二出口的所述排放角均是自水平方向向下大約60-70°。
49．如權利要求1所述的鑄造用噴管，其特征在于，所述第一出口具有一頂部和一底部，所述第一出口的底部寬于其頂部。
全文摘要
一種用來使液態(tài)金屬流過一鑄造用噴管(170)的方法和裝置,它包括一細長孔,所述細長孔具有至少一進入口、至少一上出口(182)和至少一下出口(176)。一導流板(178)緊鄰上出口(182)設置,以將流過細長孔的液態(tài)金屬流分成至少一出口液流和一中心液流,外液流流過上出口(182),而內液流流過導流板(178)并朝著下出口(176)流出。導流板(178)適于將那些被分隔在外液流和中心液流之間的液態(tài)金屬按比例分配,從而可以使流過上出口的外液流的有效排放角根據流過鑄造用噴管的液態(tài)金屬的通過量而變化。
文檔編號B22D11/10GK1283535SQ0011768
公開日2001年2月14日 申請日期2000年5月26日 優(yōu)先權日1996年10月3日
發(fā)明者勞倫斯·約翰·海斯利普, 詹姆斯·德里克·多里考特 申請人:維蘇威坩堝公司