具有菱形背面内部几何形状的铸造用喷管和具有可变有效排放角的 多部件铸造用喷管以及用来使液态金属流过该铸造用喷管的方法 【技术领域】
本发明涉及一种铸造用或入口浸没式喷管，更具体地说，本发明涉及这样一种铸造用或浸没式喷管，它可以提高与通过一铸造用喷管将液态金属引入一模具内有关的流动特性。
相关技术的描述
在连续铸造例如厚度为50至60毫米、宽度为975至1625毫米的钢(例如钢锭)时，经常会使用一种铸造用或入口浸没式喷管。所述铸造用喷管装有液态金属，当液态金属流入一模具内时，所述铸造用喷管可以一种浸没的方式将液态金属引入所述模具内。
所述铸造用喷管通常是这样一种管子，在其一端具有一个入口，并在其另一端或附近具有一个或两个出口。在所述入口区域和出口区域之间，所述铸造用喷管的内孔通常仅仅是一段圆柱形的、轴向对称的管段。
通常所述铸造用喷管的出口尺寸宽度为25至40毫米，长度为150至250毫米。该喷管的出口区域可简单地就是所述管段的开口端。喷管在喷管侧壁内还具有两个反向引导流体的出口，在该处，所述管子的端部是封闭的。反向导引流体的出口可以使熔融钢液流相对于垂线方向偏转10至90°的较大角度。喷管入口与液态金属供源相连。在连续铸造工艺中的液态金属供源被称为中间包(tundish)。
使用铸造用喷管的目的如下：
(1)可将来自所述中间包的液态金属送入模具内，而不会使液态金属裸露于空气中；
(2)可将液态金属均匀地分布在模具内，从而使得放热量和固化外壳变形是均匀的；以及
(3)平静可以以一种平静和顺畅的方式将液态金属送入模具内，而不会出现过度的紊流现象，尤其是在弯液面处，从而可以有良好的润滑，并可以使出现表面缺陷的可能性减至最小。
从中间包流入铸造用喷管内的液态金属的流速可以以各种方式来加以控制。有两种常用的控制流速的方法：(1)采用一止挡杆，(2)采用一滑门阀。在每一种情况中，所述喷管都必须与中间包止挡杆或中间包滑门相匹配，而且，喷管入口区域内的铸造用喷管的内孔大体上是圆柱形的，并且可以被切成圆弧形或锥形。
迄今为止，如果将铸造用喷管适当地浸没在模具内的液态钢内并保持它们的物理完整性的话，已有技术的铸造用喷管能够实现上述第一目的。
但是，已有技术的喷管不能完全实现上述第二和第三目的。例如，图19和图20示出了一种具有一封闭端的、两口式已有技术铸造用喷管的典型设计。这种喷管试图将出口流体分成两股对向的出口液流。这种喷管的第一个问题在于内孔内流体的流速加快和形成不能完全利用出口有效区域的强力出口。第二个问题是由于喷管下部区域内的流体的突然换向而使得模具内流体图案出现射流振动和不稳定现象。这些问题使得流体不能均匀地分布在模具内，并将导致过度紊流现象。
图20示出了一具有尖形分流端部的、两口式已有技术铸造用喷管的另一种设计。所述的尖形分流装置试图提高出口射流的稳定性。但是，这种设计具有与图18所示设计所遇到的相同的问题。在这两种设计中，沿内孔朝着喷管出口区域行进的液态金属的惯性力都会非常大从而不能使液态金属在各开口顶部不出现流体分离现象而偏转以充满各出口。因此，出口处的射流不稳定，产生振动并出现紊流现象。
而且，还不能获得显著的偏转角。实际的偏转角度明显较小。此外，在出口处的流速分布是非常不均匀的，在出口的上部流速较低，而在出口的下部附近流速较高。这些喷管在熔融钢液的弯液面或表面内会产生一个相当大的驻波，为了润滑起见，所述熔融钢液是用一种模具用熔渣(mold flux)或模具用粉末(moldpowder)来覆盖。这些喷管还能在驻波中进一步地产生振荡，其中靠近模具一端的弯液面交替地上升和下降，而靠近模具另一端的弯液面则交替地下降和上升。已有技术的喷管还能产生间歇的表面涡流。所有这些效应都趋于将模具用熔渣夹带在钢锭本体中，因而降低了质量。驻波的振荡将使得在弯液面处或其附近的、通过所述模具的热传导变得不稳定。这种有害的效应还会影响钢壳形成地均匀性和模具用粉末的润滑的均匀性，并且会在模具铜器中产生应力。在连铸速度增加时，这种影响变得越来越严重；因此，要生产所需品质的钢，就必须限制连铸的速度。
现请参阅图17，图中示出了一个与欧洲专利0403808中所描述的相类似的喷管30。正如从该技术中已知的是，熔融的钢液从一个中间包通过一阀门或止挡杆后流入一圆形的入口管段30b。喷管30包括一由圆至方的主过渡部分34。该喷管还包括一扁平板型的分流装置32，该分流装置将两股液流引导成相对于垂线方向明显地偏转正负90°。然而，实际的偏转角度只有正负45°。而且，在出口46和48处的流速是不均匀的。在靠近过渡部分34的右扩张侧壁34c处，从出口48流出的流体流速是较低的，如矢量627所示。而从出口48流出的最大流速则发生在分流装置32附近，如矢量622所示。由于摩擦的缘故，邻近分流装置32的流体流速略小，如矢量621所示。在出口48处不均匀的流速将会导致产生紊流。而且，出口46和48处的流体会出现一个周期为20至60秒的正负20°的低频波动。在出口46处，最大的流速由矢量602来表示，它相应于出口48处的矢量622。矢量602在两个极限位置之间波动，两极限位置之一是自垂直方向偏转65°的矢量602a，而另一个则是自垂直方向偏转25°的矢量602b。
如图17a所示，从出口46和48流出的流体趋向于彼此之间保持90°，因此当用自垂直方向偏转65°的矢量602a来表示从出口46输出的输出流时，可用自垂直方向偏转25°的矢量622a来表示出口48处的输出流。在图17a所示的一种极端波动情况下，模具54之左端的弯液面M1显著上升，而其右模具端的弯液面M2仅略微上升。为清楚起见，图中极大地夸大了所述效果。通常，弯液面的最低水平线产生在靠近喷管30的地方。在连铸速度为每分钟3吨时，弯液面通常会呈现出高度为18至30毫米的驻波。在图中示出的极端波动情况下，在模具左端有一个幅度较大、深度较浅的顺时针循环C1，而在模具的右端有一个幅度较小、深度较深的逆时针循环C2。
如图17a和17b所示，邻近喷管30处有一个模具的隆凸区域B，这里的模具宽度有所增加，以与喷管相适应，而喷管的耐熔壁厚通常为19毫米。在图17a所示的极端波动情况下，有一个较大的表面流F1从左到右地流入喷管30前、后的隆凸区域内。还有一个较小的表面流F2从右到左地流向隆凸区域。间歇的表面紊流V发生在靠近喷管30右侧的模具隆凸区域内的弯液面中。在出口46和48处很不均匀的速度分布、在弯液面中的较大的驻波、驻波中发生的振荡以及诸表面紊流，这一切都趋向于夹带模具用粉末或模具用熔渣，从而使铸钢生产的质量下降。此外，钢壳的形成是不稳定和不均匀的，润滑也会受到不良影响，而且在弯液面上或附近的模具铜器内还可产生应力。在高速连铸时，所有这些效应都将进一步加剧。这些已有技术喷管都要求降低连铸的速度。
请重新参见图17，分流装置可以包括一个钝角三角形的楔块32c，该楔块具有一夹角为156°的导边，楔块的侧面设置成与自水平线呈12°，如首次德国专利申请DE3709188中所揭示的那样，它可提供一正、负78°的较明显的偏转。然而实际的偏转角度也还是接近正、负45°，而且该喷管呈现出如前一样的各种缺点。
现请参见图18，图中的喷管30类似于第二次德国专利申请DE4142447，它的所谓明显可见的偏转角度在10至22°之间。来自进管30b的流动流体进入到主过渡部分34内，该过渡部分的偏转角度是由偏转侧壁34c、34f和三角形的分流装置32限定的，其大小为正负20°。如果省略分流装置32，那么可用标号50来表示在一条邻近于出口46和48的流体最终等位线。等位线50在靠近管子30b的轴线S的中心区域处曲率为零，而在与喷管的右和左侧壁34c和34f的垂直正交处曲率最大。在中心部分流动的流体的偏转可忽略不计；只有靠近侧壁的流动流体才呈现出一正负20°的偏转。如果没有分流装置，出口46和48处的平均偏转角度将比正负20°的表观偏转角小1/4、也可能是1/5或20％。
暂时不考虑壁的摩擦因素，64a是一代表了喷管左侧壁34a附近的流动情况的合成矢量和流线，而66a是一代表了喷管右侧壁34c附近的流动情况的合成矢量和流线。所述流线的起始点和方向与所述矢量的起始点和方向是相对应的；并且所述流线的长度也和所述矢量的长度相对应。当然，流线64a和66a会消失在模具内的液体和从喷管30流出的液体之间的紊流中。如果插设一较短的分流装置32，它基本上将起到一个二维流动的截流体的作用。靠近该截流体的流线-矢量64和66的流速高于流线-矢量64a和66a的流速。当然，流线64和66会消失在分流装置32下游的低压尾流中。该低压尾流会使靠近分流装置32的流动流体转向下游。后一德国申请揭示了一个三角形分流装置32，其长度只有主过渡部分34的21％。这样就不能在任何地方都可充分地达到接近明显偏转的效果，如果要达到这样的效果则需要有一个长度更长的三角形分流装置，其长度相应于主过渡部分34而增加。在没有充分横向偏转的情况下，熔融的钢液会有潜入模具中的倾向。这会增加驻波的振幅，这不是通过增加模具端部弯液面的高度而增加的，而是通过增加喷管前后的隆凸部分弯液面的凹陷程度而增加的，流动流体在此处夹带从隆凸部分的该部分来的液体并且产生一个负压。
已有技术喷管试图通过在液流间设置一正压来使液流偏转，正如藉助一分流装置来提供该作用那样。
由于在喷管的制造上存在着各种变化，所以在分流装置上游的流动流体缺乏减速或扩散作用，而且从出口46和48流出流动流体中会发生低频波动，流动流体中央流线将不会冲击图18中三角形分流装置32的顶点。流线的滞流点通常处于分流装置32的一侧或另一侧上。例如，如果滞流点在分流装置32的左侧，那么在分流装置32的右侧便会发生流动流体的层状分离。分离的“气泡”会降低流动流体在分流装置右侧的角度偏转，并且会在从出口48来的流动流体中又引入了紊流。
本发明的概述
因此，本发明的目的在于提供这样一种铸造用喷管，它可以提高与通过一铸造用喷管将液态金属导引入模具内的作业有关的流动特性。
本发明的另一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它可以以一种多级方式将喷管内孔内的流体分成几股单独和独立的液流，对流过所述喷管的液态金属的惯性力进行分摊并加以良好的控制。
本发明的又一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它可以缓解流体的分离现象，从而可以减少紊流，稳定出口射流，并可以使独立液流获得所要的偏转角。
本发明的又一目的在于提供一种铸造用喷管，它可以使从其中流过的液态金属的流体扩散并减速，由此可以降低流体的惯性力，从而可以稳定从喷管喷出的射流。
本发明的另一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它一部分是藉助将负压施加于液流的外部，如同藉助弧形的终端弯曲部分那样，来使液流偏转的，从而使出口内的速度分布更为均匀。
本发明的再一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它具有一主过渡部分，所述主过渡部分自容纳轴向对称流动流体的圆形横截面过渡成一细长的横截面，所述细长横截面的厚度小于所述圆形横截面的直径，且其宽度大于容纳平面对称流动流体的圆形横截面的直径，而且如果将壁摩擦忽略不计，流过所述过渡部分的速度分布大体上是均匀的。
本发明的再一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它具有一横截面为六边形的主过渡部分，以提高主过渡部分内部的流体偏转的效率。
本发明的又一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它在入口管和出口管之间具有扩散装置，以降低从各口流出的流体的速度，并减少紊流现象。
本发明的又一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它可以将横截面的主过渡部分内部的流体扩散开来或减速，以降低自各口流出的流体流速，并提高流速的稳定性，并可使各口处的液流流线的速度均匀。
本发明的又一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它具有一设置有一圆角导边的分流装置，从而可允许滞流点有所变化，但无流体分离现象。
本发明的又一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它可以更有效地利用一隆凸或冠形模具内部的有效空间，并可以改善其内的流体流动图案。
本发明的又一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它具有一孔，所述孔具有多平面的几何形状，可以为铸造用喷管中心轴线附近的孔提供比各边缘处更大的内横截面面积。
本发明的又一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它可以获得一具有较大可用范围的工作流体通过量，而不会降低流动特性。
本发明的又一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它具有一些导流板，所述导流板可以按比例分配那些被分隔在外液流和中心液流之间的流体，从而使那些从上出口流出的外液流的有效排放角度能根据通过所述铸造用喷管的液态金属通过量来变化。
本发明的又一目的在于提供这样一种铸造用喷管，它具有一些导流板，所述导流板可以按比例分配那些被分隔在外液流和中心液流之间的流体，从而使那些从上出口流出的外液流的有效排放角度能随着通过所述铸造用喷管的液态金属通过量而增大。
业已发现，本发明的上述和其它目的可以藉助一种用来使液态金属流过一铸造用喷管的方法和装置来实现，所述铸造用喷管包括：一细长孔，所述细长孔具有至少一个进入口、至少一个上出口以及至少一个下出口。一导流板紧邻上出口设置，以将通过所述细长孔的液态金属流分成至少一个外液流和一中心液流，所述外液流流过上出口，所述中心液流流过导流板并朝向下出口。所述导流板适于对那些被分隔在外液流和中心液流之间的液态金属进行按比例的分配，从而可使那些从上出口流出的外液流的有效排放角度能根据通过所述铸造用喷管的液态金属通过量来变化。
较佳的是，所述外液流的有效排放角度随着流体流过量的增大而增大。
在一较佳实施例中，采用了一些导流板，从而可以将流过所述铸造用喷管的液体的总流量的15-45％、较佳的是25-40％分配成外液流，并将通过所述喷管的液体的总流量的60-75％分配成中心液流。
在一较佳实施例中，上出口的理论排放角度自水平方向向下约为0-25°，较佳的是大约7-10°。
所述铸造用喷管还包括一中心轴线、至少一个进入口和至少一个出口，所述铸造用喷管的细长孔包括一细长部分，以使中心轴线附近的细长孔横截面面积大于细长孔各边缘附近的细长孔横截面面积。
在一较佳实施例中，所述细长部分包括至少两个弯折面，每一弯折面自一基本上平行于中心轴线和与所述中心轴线相交的平面内的一点、朝着所述细长孔的下缘延伸。在一较佳实施例中，所述弯折面包括：一顶缘和一中心缘，并且至少两个顶缘彼此相邻以形成一大体上朝着进入口的尖点。较佳的是，每一弯折面的中心缘离开所述铸造用喷管的长度方向水平轴线的距离大于它离开一水平横截面内部的弯折面的顶缘的距离。
业已发现，本发明的上述和其它目的可以藉助一种用来使液态金属流过一铸造用喷管的方法和装置来实现，所述铸造用喷管包括：一细长孔，所述细长孔具有一进入口和至少两个出口。一第一导流板紧邻一出口设置，一第二导流板紧邻另一出口设置。
所述导流板可将液态金属流分成两股外液流和一中心液流，并可以使所述的两股外液流朝着大致相反的方向偏转。一分流装置设置在各导流板的下游，可将中心液流分成两股内液流，并可与各导流板协同工作，以将所述的两股内液流朝着大致相同的方向偏转，该方向也就是两股外液流偏转的方向。
较佳的是，所述外液流和内液流可在各液流离开各出口的至少其中之一之前或之后重新结合。
在一较佳实施例中，各导流板可使外液流以一自垂直方向近似20-90°的偏转角来偏转。较佳的是，各导流板可使外液流以一自垂直方向近似30°的偏转角来偏转。
在一较佳实施例中，各导流板能以一不同于两外液流偏转方向的方向使两股内液流偏转。较佳的是，各导流板能以一自垂直方向近似45°的角度使两股外液流偏转，并能以一自垂直方向近似30°的角度使两股内液流偏转。
本发明的其它特征和目的将从以下结合附图对本发明的具体描述中变得更为清楚。
附图的简要说明
所附附图构成本说明书的一部分，并且将结合说明书一起进行描述，在各附图中，凡是相同的构件均以相同的标记来表示：
图1是一第一铸造用喷管的、沿图2中1-1线截取的、向后观察到的轴向剖视图，它具有一带有扩散角的、六边形小角度扩张的主过渡部分以及一中等的终止弯头。
图1a是一较佳的分流装置的、从后观察到的局部剖视图，它具有一圆角导边。
图1b是铸造用喷管的另一实施例的、沿图2b中1b-1b线截取的另一轴向剖视图，它具有一主过渡部分，所述主过渡部分具有减速和扩散作用，并且可以使出口流体偏转。
图2是沿图1中2-2线截取的、向右观察到的轴向剖视图。
图2a是沿图1b中2a-2a线截取的轴向剖视图。
图3是沿图1和图2中的平面3-3截取的、向下观察到的剖视图。
图3a是沿图1b和图2a中的平面3a-3a截取的剖视图。
图4是沿图1和图2中的平面4-4截取的、向下观察到的剖视图。
图4a是沿图1b和图2a中的平面4a-4a截取的剖视图。
图5是沿图1和图2中的平面5-5截取的、向下观察到的剖视图。
图5a是沿图1b和图2a中的平面5a-5a截取的剖视图。
图6是沿图1和图2中的平面6-6截取的、向下观察到的剖视图。
图6a是沿图1和图2中的平面6-6截取的、向下观察到的另一剖视图。
图6b是沿图13和图14以及沿图15和图16中的平面6-6截取的、向下观察到的剖视图。
图6c是沿图1b和图2a中的线6a-6a截取的剖视图。
图7是一第二铸造用喷管的、向后观察到的轴向剖视图，它具有一面积不变并由圆至方的过渡部分、一带有扩散角的六边形小角度扩张的主过渡部分以及一中等的终止弯头；
图8是图7所示喷管的、向右观察到的轴向剖视图。
图9是一第三铸造用喷管的、向后观察到的轴向剖视图，该喷管具有一扩散程度中等并由圆至方的过渡部分、一具有恒定流动面积的六边形中等扩张角的主过渡部分以及一小的终止弯头。
图10是图9所示喷管的向右观察到的轴向剖视图。
图11是一第四铸造用喷管的向后观察到的轴向剖视图，该喷管可以提供：具有较高的总扩散作用的、由圆至方和由方至圆的过渡部分一流动面积减小的六边形大扩张角的主过渡部分，以及没有终止弯头。
图12是图11所示喷管的向右观察到的轴向剖视图。
图13是一个类似于图1但是具有一矩形主过渡部分的第五铸造用喷管的、向后观察到的轴向剖视图。
图14是图13所示喷管的向右观察到的轴向剖视图。
图15是一第六铸造用喷管的、向后观察到的轴向剖视图，该喷管具有一带扩散角的矩形的小角度扩张的主过渡部分、在该主过渡部分内有较小的流动偏角以及大的终止弯折部。
图16是图15所示喷管的向右观察到的轴向剖视图。
图17是一已有技术喷管的向后观察到的轴向剖视图。
图17a是一向后观察到的轴向剖视图，它示出了由图17所示的喷管产生的模具流动图案。
图18是又一种已有技术喷管的向后看的轴向剖视图。
图19是另一种已有技术喷管的轴向剖视图。
图20是图19所示的已有技术喷管的局部侧视的剖视图。
图21是另一种已有技术喷管的轴向剖视图。
图22是图21所示的已有技术喷管的、朝箭头A方向的俯视图。
图23是本发明铸造用喷管的另一实施例的轴向剖视图。
图24是沿图23中A-A线截取的、图23的剖视图。
图25是沿图23中B-B线截取的、图23的剖视图。
图26是图23所示铸造用喷管的局部侧视轴向剖视图。
图27是图23所示铸造用喷管的侧视轴向剖视图。
图28是本发明铸造用喷管的另一实施例的轴向剖视图。
图29是图28所示铸造用喷管的侧视轴向剖视图。
图30是本发明铸造用喷管的另一实施例的轴向剖视图。
图30A是沿图30中A-A线截取的剖视图。
图30B是沿图30中B-B线截取的剖视图。
图30C是沿图30中C-C线截取的剖视图。
图30D是沿图30中D-D线截取的剖视图。
图30E是图30所示铸造用喷管的出口的、沿箭头EE方向观察到的局部平面图。
图31是图20所示铸造用喷管的侧视轴向剖视图。
图32是本发明铸造用喷管的另一实施例的轴向剖视图。
图32A是沿图32中A-A线截取的剖视图。
图32B是沿图32中B-B线截取的剖视图。
图32C是沿图32中C-C线截取的剖视图。
图32D是沿图32中D-D线截取的剖视图。
图32E是沿图32中E-E线截取的剖视图。
图33是图32所示铸造用喷管的侧视轴向剖视图。
图34A示出了图32所示喷管的轴向剖视图，并示出了以低通过流量流动时的出口射流的有效排出角。
图34B示出了图32所示喷管的轴向剖视图，并示出了以中等通过流量流动时的出口射流的有效排出角。
图34C示出了图32所示喷管的轴向剖视图，并示出了以高通过流量流动时的出口数量的有效排出角。
图35示出了本发明铸造用喷管的另一实施例的轴向剖视图。
图35A是沿图35中A-A线截取的剖视图。
图35B是沿图35中B-B线截取的剖视图。
图35C是沿图35中C-C线截取的剖视图。
图35D是沿图35中D-D线截取的剖视图。
图35E是沿图35中E-E线截取的剖视图。
图35QQ是图35所示铸造用喷管的上出口的、沿箭头QQ方向观察到的局部平面图。
图35RR是图35所示铸造用喷管的上出口的、沿箭头RR方向观察到的局部平面图。
图36示出了图35所示铸造用喷管的侧视轴向剖视图。
较佳实施例的描述
参见图1b和图2a，图中用标号30总的示出了一种铸造用喷管。如图1和2所示，所述喷管的上端包括一进嘴30a，该进嘴终止于一向下延伸的圆形管或圆形孔30b。将管段30b的轴线作为所述喷管的轴线S。管段30b终止在平面3-3处，从图3中可以看到，该平面具有一圆形截面。然后，流动流体进入由标号34总的表示且最好具有34a到34d四个壁面的主过渡部分。每一侧壁34a和34f均自垂直方向扩张一个角度。前壁34c和34d与后壁34a和34b一起收敛。应予认识的是，对于本技术领域的熟练人员来说，过渡区域34可以具有任意一种形状，或者具有平面对称的横截面区域，并且不必仅限于一种具有诸个壁面(四个或六个壁面)的形状或者如上所列出的横截面区域，只要过渡区域34是从一种大体圆形的横截面区域变化到一种大体细长的、平面对称的横截面区域即可，参见图3a、图4a、图5a、图6c。
对一个锥形的二维扩散装置而言，通常要将其锥角限制在约8°左右，以避免因为流动流体在开始时的分离而造成不必要的压力损失。相应地，对一个一维的矩形扩散装置而言，一对相对的壁是平行的，而另一对相对的壁应该扩张一个不超过16°的倾斜角；也就是说，一个壁是从轴线起加上8°，而另一个壁是从轴线起减去8°。例如，在图1b所示的扩散用主过渡部分34中，各前壁有一2.55°的平均收敛度，各后壁有一个5.2°的平均扩张度，因此各侧壁的等效一维扩张度将近似为10.4-5.3=5.1°，它小于8°的极限值。
图4a、图5a和图6c是沿着图1b和2a中的相应平面4a-4a,5a-5a和6c-6c截取的横剖视图，这些平面分别设置在平面3a-3a的下方。图4a示出了四个半径较大的凸角；图5a示出了四个中等半径的凸角；而图6c示出了四个半径较小的凸角。
分流装置32设置在过渡部分的下方，并由此形成了两轴线35和37。所述分流装置的倾斜角大体上等于出口壁38和39的扩张角。
平面3a-3a内的面积大于两个带有角度的出口35、37的面积；从出口35和37流出的流体的流速小于圆形管段30b内的流体的流速。这种流体平均流速的减小使得由于液体从喷管中喷出进入模具而产生的紊流有所减少。
总偏转量是产生在主过渡部分34内部的偏转量和由出口壁38和39的扩张提供的偏转量的总和。业已发现，对于连续铸造宽度范围在975至1625毫米或38至64英寸的薄钢锭来说，约为30°的总偏转角度是接近最佳的。所述的最佳偏转角是根据取决于钢锭的宽度而定的，并且在一定程度上，要根据模具隆凸部分B的长度、宽度和深度而定。通常，所述隆凸部分的长度为800至1100毫米，宽度为150至200毫米，深度为700至800毫米。
现请参阅图1和图2，标号30总的示出了另一种铸造用喷管。如图1和图2所示，所述喷管的上端包括一进嘴30a，该进嘴终止于一向下延伸的、内径为76毫米的圆形管30b。将管段30b的轴线作为所述喷管的轴线S。管段30b终止在平面3-3处，从图3中可以看到，该平面具有一圆形截面，并且其面积为4536平方毫米。然后，流动流体进入由标号34总的标示、且最好具有34a到34f六个壁面的主过渡部分。每一侧壁34c和34f均自垂直方向扩张一最好为10°的角度。前壁34d和34e与后壁34a和34b一样彼此之间都是以较小的夹角来设置的。这将在下文中加以解释。前壁34d和34e与后壁34a和34b一起收敛，其平均收敛角度大约是从垂直方向起3.8°。
对一个锥形的二维扩散装置而言，通常要将其锥角限制在约8°左右，以避免因为流动流体在开始时的分离而造成不必要的压力损失。相应地，对一个一维的矩形扩散装置而言，一对相对的壁是平行的，而另一对相对的壁应该扩张一个不超过16°的倾斜角；也就是说，一个壁是从轴线起加上8°，而另一个壁是从轴线起减去8°。在图1所示的扩散用主过渡部分34中，前、后壁有一3.8°的平均收敛度，因此各侧壁的等效一维扩张度将近似为10-3.8=6.2°，它小于8°的极限值。
图4、图5和图6是沿着图1和2中的相应平面4-4,5-5和6-6截取的横剖视图，这些平面分别设置在平面3a-3a以下100、200和351.6毫米的地方。前壁34e和34d之间的夹角与后壁34a和34b之间的夹角一样都不超过180°。图4示出了四个半径较大的凸角；图5示出了四个中等半径的凸角；而图6示出了四个半径较小的凸角。后壁34a和34b的相交之处设置了一个圆角(filet)或半径，前壁34d和34e的相交处也一样。图4中流动通道的长度为111.3毫米，图5中为146.5毫米，图6中为200毫米。
或者，如图6a所示，沿着平面6-6截取的横剖面上可具有四个半径基本上为零的凸角。前壁34e和34d及后壁34a和34b沿着它们的交线在平面6-6以下、朝着分流装置32的端头32a延伸17.6毫米。因此，在那里产生了两个出口35和37，它们分别相对于水平方向加、减10°。如图6a所示，假定在平面6-6上，过渡部分34具有较为尖锐的凸角，那么每个带角度的出口就是矩形的，其倾斜的长度为101.5毫米，宽度为28.4毫米，总面积为5776平方毫米。
平面3中的面积与两个带角度的出口35和37的面积的相对比率为π/4=0.785；从出口35和37流出的流体的流速是圆形管段30b中流速的78.5％。这种流体平均流速的减小使得由于液体从喷管中喷出进入模具而产生的紊流有所减少。从出口35和37流出的流体进入到各自的弯曲矩形管段38和40。下面将揭示的是，在主过渡部分34中的流动流体大致被分成两股，且靠近侧壁34c和34f的流速较高，而靠近轴线处的流速较低。这意味着流动流体在主过渡部分34内朝两相反方向拐弯的角度接近正负10度。弯曲的矩形管段38和40使流动流体进一步拐过20°。该两弯曲管段终止在线39和41处。位于下游的是两个笔直的矩形管段42和44，它们可以使从弯曲管段38和40流出的流体的流速分布接近均衡。出口46和48分别是直管段42和44的出口。希望的是，各弯曲管段38和40的内壁38a和40a具有一显著的弯曲半径，其大小最好是不超过外壁38b和40b的一半。内壁38a和40a的半径可以是100毫米；而外壁38b和40b的半径可以是201.5毫米。外壁38b和40b是由分流装置32限定的，该分流装置有一个夹角为20度的尖锐的导边。分流装置32还限定了直矩形段42和44的内壁42b和44b。
应理解的是，在相邻内壁38a和40a上有着低压和高流速，而在相邻的外壁38b和40b上则有高压和低速流。应予注意的是，弯曲管段38和40中的这种速度分布情况和图17和18中已有技术的喷管的速度分布情况是相反的。直管段42和44可使靠近弯曲管段38和40之内壁38a、40a的高速低压流体沿着壁42a和44a的一合理距离在内壁42a和44a中扩散成低速、高压。
总的偏转量是正负30度，它包括产生在主过渡部分34内部的10度和由弯曲管段38和40提供的20度。业已发现，对连续铸造宽度范围在975到1625毫米或38到64英寸之间的薄钢锭而言，这个总偏转角是接近最佳的。最佳的偏转角度是根据钢锭的宽度而定的，并且在某种程度上要根据模具隆凸部分B的长度、宽度和深度而定。通常，隆凸部分的长度是在800至1100毫米，宽度是150至200毫米，深度是700至800毫米。当然，应予理解的是，如图6中沿平面6-6截取的的剖视图所示，管段38、40、42和44不再是完全矩形的，只是大致如此。从图6中可以进一步看到，侧壁34c和34f可以是没有直线部分的、基本上呈半圆形的形状。为了提高附图的清晰性，将后壁34a和34b的交接处表示成非常尖锐，就象是沿着一条直线一样。在图2中，340b和340d分别表示侧壁34c与前、后壁34b和34d的相交处(假设它们是如图6a所示的方形凸角)。然而，因为这四个凸角在平面6-6的上游是圆的，因此，线340b和340d就消失了。后壁34a和34b是彼此相对扭转的，在平面3-3处的扭转角为零，而在平面6-6处的扭转角接近最大。前壁34d和34e也被类似地扭转。可以将壁38a、42a和壁40a、44a看成是主过渡部分34的相应侧壁34f和34c的外扩张延伸部。
现请参阅图1a，图中示出了一个按比例放大且具有一圆角导边的分流装置32。弯曲壁38b和40b均具有一减去了5毫米的半径，例如从201.5减至196.5毫米。这样便产生了一个10毫米以上的厚度，在这个厚度范围内可以加工形成一个具有足够大的曲率的导边，以适应于所需的滞流点范围，而不会产生成层分离的情况。分流装置32的端头32b可以呈具有垂向长半轴的半椭圆形形状。端头32最好是呈机翼的形状，例如呈NACA0024型对称机翼的横截面形状，其在30％翼长位置的前方处具有最大的厚度。相应地，可以将出口35和37的宽度增加1.5毫米而成为29.9毫米，以使出口面积保持为5776平方毫米。
现请参见图7和8，在图中喷管的圆形管段30b的上部已经被剖去。在平面3-3处，所述横截面呈圆形。平面16-16位于平面3-3下方50毫米处。该横截面呈矩形，其长度为76毫米，宽度为59.7毫米，因而总面积是4536平方毫米。由于流动流体没有发生扩散现象，所以在平面3-3和16-16之间的、由圆至方的过渡部分52可以相对较短。过渡部分52与一高度为25毫米、终止在平面17-17处的矩形管54相连，以使来自过渡部分52的流体在进入到现已完全呈矩形的扩散用主过渡部分之前得到稳定。主过渡部分34在平面17-17和6-6之间的、高度为351.6毫米的空间内，其横截面是呈完美的六边形形状，如图6a所示。在这种情况中，侧壁34c和34f自垂直方向扩张10°，而前壁和后壁则以自垂直方向为2.6°的平均角度收敛。等效的一维扩散壁的角度现在便成了大约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，以使过渡部分52直接联接于主过渡部分34。在平面6-6上，长度也是200毫米，相邻壁34c和34f的宽度也仍然是28.4毫米。在喷管的中心线上，宽度有所增加。沿平面4-4和5-5截取的横截面与图4和5中所示的相类似，只是四个凸角不再是倒圆的，而是尖锐形状。后壁34a、34b和前壁34d、34e的交线与分流装置32的端头32a相交于平面6-6以下17.6毫米的地方。带角度的矩形出口35和37也还是各自具有101.5毫米的长度和28.4毫米的宽度，因而可获得的出口总面积为5776平方毫米。从图8中可以清楚地看到前壁34b和后壁34d的扭转情况。
在图7和8中，与图1和2一样，从过渡部分34的出口35和37流出的流体流经各矩形的转向管段38和40，在那里，流体相对于垂直方向转过20°，然后再经过各笔直的矩形等效段42和44。从管段42和44流出的流体也还是自垂直方向总偏转正负30度。分流装置32的导边也具有20°的倾斜角。较佳的是，分流装置32也有一圆角导边和一半椭圆形或者如图1a所示的机翼形端头(32b)。
现请参见图9和10，在平面3-3和19-19之间的是一具有扩张作用的、由圆至方的过渡部分56。在平面19处的面积为76
2=5776平方毫米。平面3-3和19-19之间的距离是75毫米，它等效于一锥形扩散装置，在该处，壁相对于轴线成3.5°，而各壁之间总夹角是7.0°。过渡部分34的侧壁34c和34f均自垂直方向扩张20°，而后壁34a-34b及前壁34d-34e则以一定的方式收敛，以便能相对水平方向成20°地设置一对矩形出口35和37。平面20-20位于平面19-19下方156.6毫米之处。在该平面上，壁34c和34f之间的距离是190毫米。后壁34a-34b之间和前壁34d-34e之间的交线在平面20-20下方、朝着分流装置32的端头32a延伸34.6毫米。两个带角度的矩形出口35和37均具有101.5毫米的倾斜长度和28.4毫米的宽度，因而可获得的出口总面积为5776平方毫米，这与平面19-19上过渡部分的出口面积相同。在过渡部分34的范围内净扩散作用。在出口35和37处设置了矩形的转向管段38和40，在这种情况下，每股流体只能再偏转10°。分流装置32的导边具有40°的夹角。转向管段38和40的后面紧跟的是相应的直矩形段42和44。管段38、40的内壁38a、40a的半径为100毫米，它大致等于外壁38b和40b之半径201.1毫米的一半。总的偏转量也还是正负30度。较佳的是，分流装置32上设有一圆角导边和一半椭圆形或机翼形的端头(32b)，这种形状是通过减少壁38b和40b的半径，以及如果需要可相应增加出口35和37的宽度而形成的。
现请参阅图11和12，沿平面3-3截取的截面也呈圆形；而沿平面19-19所截取的截面则呈方形。在平面3-3和19-19之间是具有扩散作用的、由圆至方的过渡部分56。扩散用过渡部分56中的分离现象也可以通过将平面3-3和19-19之间的距离制成75毫米来避免。在平面19-19处的截面积也是76
2=5776平方毫米。在平面19-19和平面21-21之间的是一个一维的、由方至圆的扩散装置。在平面21-21处的长度为(4/π)76=96.8毫米，宽度为76毫米，因而面积为7354平方毫米。扩散装置58的高度也是75毫米；其侧壁自垂直方向扩张7.5°。在主过渡部分34中，每一侧壁34c和34f均自垂直方向扩张30°。为了保证能用这样的大角度来抵抗流体的分离，过渡部分34提供了一个较为理想的压力梯度，其中出口35和37的面积小于入口平面21-21的面积。平面22-22位于平面21-21以下67.8毫米处，壁34c和34f之间的长度是175毫米。带角度的矩形出口35和37各自具有101.0毫米的倾斜长度和28.6毫米的宽度，因而可获得的出口总面积为5776平方毫米。后壁34a-34b之间及前壁34d-34e之间的交线在平面22-22以下朝着分流装置32的端头32a延伸50.5毫米。在过渡部分34的出口35和37处设置了两个笔直的矩形部分42和44。矩形部分42和44显然是细长的，用以补偿在过渡部分34范围内的偏转损失。这里没有转向部分38和40的介入；而且偏转角度也还是如主过渡部分34所提供的那样为正负30度。分流装置32是一个三角形的楔块，它的导边夹角为60度。较佳的是，是在分流装置32上设置一圆角导边和一半椭圆形或机翼形的端头(32b)，这是通过向外移动壁42a和42b而由此增加分流装置32的基部长度来达成的。如果忽视摩擦因素，扩散装置58中的压力增加等于发生在主过渡部分34中的压力差。通过增加出口35和37的宽度，可以进一步地降低流速，同时还可在过渡部分34中获得一个较理想的压力梯度。
在图11中，52表示主过渡部分34的出口35和37附近的一条流体等位线。应予注意的是，等位线52是垂直于壁34c和34f延伸的，并且此处曲率为零。当等位线52向过渡部分34的中间移动时，曲率变得越来越大，并在与轴线S相应的、过渡部分34的中心处曲率为最大。因此，该过渡部分的六边形横截面可在过渡部分34本身的范围内为流线提供一个转向作用。可以认为的是，一六边形主过渡部分的平均偏转效率比由侧壁产生的明显偏转要大2/3或大约3/4或75％。
在图1-2和7-8中，在主过渡部分内，10°偏转角中有2.5°的损失可以在弯曲和笔直的部分中几乎完全得到补偿。在图9-10中，在主过渡部分内，20°偏转角中有5°的损失可在弯曲和笔直的部分中差不多得到补偿。在图11-12中，在主过渡部分内，30°偏转角中有7.5°的损失可在细长的直管段中得到大部分的补偿。
现请参见图13和14，图中示出了图1和2所示的一种变化型式，主过渡部分34上仅设有了四个壁，后壁34ab，前壁34de。沿平面6-6截取的截面可以如图6b所示大致呈矩形。或者，该截面可以具有半径为零的尖角。或者，侧壁34c和34f可以是没有笔直部分的半圆形截面，如图17b所示的那样。沿平面4-4和5-5截取的横剖面大致如图4和5所示，当然，只是后壁34a和34b以及前壁34e和34d是在一直线上。出口35和37都在平面6-6上。线35a表示进入转向部分38的、带角度的入口；而线37a则表示进入转向部分40的、带角度的入口。分流装置32具有一尖锐的导边，该导边的夹角是20度。流动流体在过渡部分34左边和右边的偏转大约是侧壁34c和34f间10°夹角的20％，或者具有正负2°的平均偏转角。转向部分38和40的带角度入口35a和37a假定为流体已经在过渡部分34内部偏转10°。转向部分38和40以及紧跟其后的直管段42和44可对过渡部分34内部的8°损失中的大部分作出补偿；但是不为人们所希望的是，自出口46和48起的偏转角度如正负30°那样大。分流装置32最好具有一圆角导边和一如图1a所示的半椭圆形或机翼形的端头(32b)。
现请参见图15和16，图中示出了如图1和2所示的相类似的另一种喷管。主过渡部分34上还是仅设有四个壁，后壁34ab，前壁34de。沿平面6-6截取的横截面可以如图6b那样带有圆角，或者可以是带尖锐角的矩形。沿平面4-4和5-5截取的横截面大致如图4和5所示，只是后壁34a和34b以及前壁34e和34d在一直线上。出口35和37都在平面6-6上。在本发明的该实施例中，出口35-37处的偏转角被假定为0°。转向部分38和40均可使相应的流动流体偏转30°。在这种情况中，如果分流装置32有一尖锐的导边，那它就具有夹角为0°的尖点这样一种性质，这种构造是不实际的。因此，壁38b和40b的半径有所减小，从而可使分流装置32的导边呈倒圆形，而且端头(32b)呈半椭圆形或机翼形。仅藉助转向部分38和40，总偏转量便可以达到正负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°的角度来设置的，这个角度就是流动流体自垂直方向起的偏转角度。
壁42a和44a显然比壁42b和44b长。由于靠近壁42a和44a的压力梯度并不理想，所以需要提供一更大的长度来进行扩散。图15-16中的直管段42和44可以用在图1-2、图7-8、图9-10和图13-14所示的喷管中。这样的直管段还可以用在图11-12所示的喷管中，但是好处不大。应予注意的是，对转向部分38和40的最初三分之一而言，壁38a和40a所提供的明显偏转要比相应的侧壁34f和34c来得小。但是，在此下游，扩张的壁38a、40a和扩张的壁42a、44a可提供比相应的侧壁34f和34c更大的表观偏转。
在与图13和14所示的相类似并且已完全试验成功的一种原始设计中，侧壁34c和34f均具有自垂直方向扩张5.2°的扩张角；而后壁34ab和前壁34de均具有自垂直方向收敛2.65°的收敛角。在平面3-3上，流动流体的横截面呈圆形，其直径为76毫米。在平面4-4上，流动流体的横截面的长为95.5毫米，宽为66.5毫米，四个角的半径为28.5毫米。在平面5-5上，横截面的长为115毫米，宽为57.5毫米，四个角的半径为19毫米。在平面6-6处，在平面5-5下方150毫米的地方，而不是151.6毫米的地方，其横截面的长为144毫米，宽为43.5毫米，四个角的半径为5毫米，流体流动的面积是6243平方毫米。转向部分38和40被略去了。直管段40、42的壁42a、44a在平面6-6内与相应的侧壁34f、34c相交。壁42和44a也是自垂直方向扩张30°，并且在平面6-6下方、朝着一第七水平面延伸95毫米。一夹角为60°的三角形分流装置32的尖锐导边(如图11)设置在该第七平面上。所述分流装置的底部在第七平面的下方延伸110毫米。每一出口46和48的倾斜长度均为110毫米。业已发现，出口46和48的顶部应该浸没在弯液面以下至少150毫米处。在以每分钟3.3吨的速度连续铸造一宽度为1384毫米的钢锭时，驻波的高度只有7到12毫米；在所述弯液面内没有形成任何的表面紊流；在模具宽度不到1200毫米的情况下，没有明显的波动；在模具宽度大于1200毫米的情况下，最终的波动也是比较小的。可以认为，这种在宽度较大的模具中产生的较小波动可能缘出于流动流体在壁42a和44a上的分离，这是因为最终的偏转非常地突然，还因为在分流装置32之尖锐导边的下游会发生流动流体的分离。在这种原始的设计中，前、后壁34ab和34de是在细长的直管段42和44中连续地收敛2.65°的。因此，这些管段就不是带有半径为5毫米转角的矩形，而是略微呈不规则四边形，出口46和48的顶部具有35毫米的宽度，而出口46和48的底部具有24.5毫米的宽度。我们将这一略微不规则的四边形看成大体上呈矩形。
现请参阅图23-图29，图中示出了本发明的其它一些实施例。这些铸造用喷管与本发明的铸造用喷管相类似，只是包括一些导流板100-106，以将流体多级地分成几股单独的液流，并将所述喷管内部的这些液流独立地偏转。但是，应予认识的是，对于本技术领域的那些熟练人员来说，各导流板不必只能与本发明的各喷管一起使用，而可与任何一种已知或已有的铸造用或入口浸没式喷管一起使用，只要各导流板100-106是用来将流体多级地分成几股单独的液流，并使喷管内部的这些液流独立偏转。
现请参阅图23-图27，图中示出了本发明的铸造用喷管30，例如，一具有过渡部分34的铸造用喷管，在该过渡部分处，有一其横截面从轴向对称至平面对称的过渡部分，从而可以使流体扩散开来或减速，由此可降低从喷管20喷出的流体的惯性力。在金属流体沿着过渡部分34前进之后，它会遇到位于喷管30内部或里面的导流板100、102。较佳的是，应该将导流板设置成使导流板100、102的上缘101、103分别位于出口46、48的上游处。导流板100、102的下游可以设置在或不设置在出口46、48的上游处，虽然较佳的是所述上游105、107位于出口46、48的上游处。
导流板100、102的作用是将流过喷管30的液态金属以多级方式扩散开来。各导流板首先是将所述流体分成三股独立的液流108、110和112。液流108、112可被视为外液流，液流114可被视为中心液流。导流板100、102分别包括上表面114、116以及下表面118、120。导流板100、102可以藉助导流板的上表面114、116使得两股外液流108、112朝着相反的方向独立地偏转。导流板100、102应该被构造和设置得能提供一与垂直方向呈近似20-90°、较佳的是30°的偏转角。中心液流114藉助导流板的下表面118、120而扩散开来。中心液流114随后藉助分流装置32被分成两股内液流122、124，它们以与外液流108、112的偏转角度相匹配的角度彼此反向地偏转，所述外液流的偏转角度是例如与垂直方向呈20-90°，较佳的是30°。
由于两股内液流122、124是以与外液流108、112的偏转角度相匹配的角度彼此反向地偏转，因此，在熔融金属液流流出喷管30并被放入一模具之前，外液流108、112将在喷管30内部，分别与内液流122、124重新混合，即，与其相匹配的液流重新混合。
由于一附加原因，外液流108、112将在喷管30内部，分别与内液流122、124重新混合。所述附加原因是，如果导流板100、102的下缘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，在液流流出喷管30之前，外液流108、112就不再是与内液流122、124物理分开的。
图28-图29示出了本发明的铸造用喷管30的另一实施例。在该实施例中，导流板104、106的上缘130、132，而不是其下缘126、128，位于出口46、48的上游处。这样就可以在喷管30内部将外液流108、112与内液流122、124完全地分开。而且，在该实施例中，外液流108、1112和内液流122、124的偏转角是不匹配的。因此，外液流108、112和内液流122、124就不会在喷管30内部重新混合。
较佳的是，导流板104、106和分流装置32被构造和设置得可使外液流108、112以自垂直方向大约45°的角度偏转，并使内液流122、124以自垂直方向大约30°的角度偏转。根据所需的模具流体分布情况，该实施例可以对外、内液流的偏转角度进行独立的调节。
现请参阅图30和图31，图中示出了本发明的另一实施例。该实施例提供了一分叉式铸造用喷管140，它具有两个出口146、148，并与本发明铸造用喷管的其它实施例相类似。但是，图30和图31所示的铸造用喷管140包括一平面式或“菱背式”内部几何形状，它将使得所述喷管在其中心轴线或中心线CL处的内部横截面面积大于其在所述喷管各边缘处的横截面面积。
在铸造用喷管140的过渡部分134的底部或出口端附近，两个带角度的、相邻边缘142从铸造用喷管140的每一内宽面的中心起、朝着出口146和148的顶部向下延伸。边缘142最好在截面B-B和C-C之间形成一向上指向进入口141的尖顶14。这些弯折面144a和144b包括喷管140的菱背形内部几何形状。它们在一中心边缘143a处收敛，并从中心边缘143a起、朝着出口146、148的方向、向外逐渐变细。
顶缘142最好大体上与出口146、148的排放角相匹配，从而有利于使液态金属流以出口146和148的理论排放角进行偏转或弯曲。出口146和148的排放角应该是自水平方向向下大约45-80°。较佳的是，所述排放角应该是自水平方向向下大约60°。
使顶缘142与出口146、148的排放角相匹配，可以最大程度地减少出口顶部的流体分离现象，并且当流体接近各出口时可最大程度地减少流体与各侧壁边缘相分离的现象。而且，正如从图30、图30C和图30D中可以最清楚地看到的那样，在同一水平横截面内，弯折面144a、144b在中心边缘143a处离开长度方向轴线LA的距离要大于其在顶缘142处的所述距离。因此，与在各边缘处相比，在铸造用喷管的中心轴线附近具有更大的内部横截面面积，
如图30EE所示，菱背形的内部几何形状使得出口146和148在出口底部的宽度要大于其在顶部处的宽度，即，如果有分流装置149，则在所述分流装置附近较宽。结果，菱背形的孔结构可以在出口146、148的区域内、更自然地与喷管140内部的流体动态压力分布情况相匹配，从而产生更稳定的出口射流。
现请参阅图320图34，图中示出了本发明的另一实施例。图32-图34所示的铸造用喷管150与本发明的铸造用喷管的其它实施例相类似。但是，铸造用喷管150被构造成可以对分布在上、下出口153和155之间的流体流量进行按比例地分配，并且可以根据流过铸造用喷管150的液态金属的通过量，使得离开上出口153的上出口射流的有效排放角有所变化。
如图32和图33所示，铸造用喷管150最好可以多级地将流体分开，如前文中所描述的本发明铸造用喷管的各实施例中的那样。铸造用喷管150包括一些导流板156，它们与侧壁160的下表面160a和导流板156的顶面156a一起，可形成通向上出口153的上出口通道152。
铸造用喷管150可以有选择地包括一个下分流装置158，所述下分流装置基本上是沿着铸造用喷管150的中心线CL设置的，并沿流体流过喷管的方向位于导流板156的下游。采用下分流装置158，导流板156的底面156a和下分流装置158的顶面158a可形成诸个通向下出口155的下出口通道154。
各侧壁160、导流板156和分流装置158最好被构造得可以使上出口的理论排放角自上出口理论排放角至少扩张大约15°。较佳的是，各侧壁160和导流板156设置有一些出口153，它们具有一自水平面向下约为0-25°、较佳的是大约7-10°的理论排放角。导流板156和下分流装置158最好设置有一些下出口155，这些下出口具有一自水平面向下大约45-80°、较佳的是大约60-70°的理论排放角
。如果铸造用喷管150没有分流装置158，那么，铸造用喷管150就只有一个由各导流板156的底面156b形成的下出口155(未图示)。下出口155的理论排放角约为45-90°。
现请参阅图32-34，在实际工作中，各导流板156最初是将流过内孔151的液态金属流分成三股独立的液流：即，两股外液流和一股中心液流。所述的两股外液流被上出口153偏转了自中心线CL起、朝着彼此相反的方向、自水平方向向下大约0-25°的理论偏转角。这些外液流如同上出口射流那样从上出口153排放到所述模具内。
与此同时，中心液流向下行进流过内孔151，并位于导流板156之间。该中心液流藉助下分流装置158被进一步分成两股内液流，所述的两股内液流根据导流板156的底面156b和下分流装置158的顶面158a的曲率、朝着彼此相反的方向、偏离喷管150的中心线CL。
导流板156的顶面156a的曲率或形状，或者导流板156自身的形状应该足以将两股外液流引导成自水平面偏转大约0-25°的上出口153的理论排放角，尽管大约7-10°的理论排放角是较佳的。而且，包括顶面156a的曲率或斜率在内，侧壁下表面160a和导流板156的结构和形状应该足以使上出口通道152至上出口153的横截面面积基本上保持恒定。
导流板156的底面156b的曲率或形状和分流装置158的顶面158a应该足以将两股内液流自水平面向下偏转大约45-80°的下出口155的理论排放角，尽管大约60-70°的下出口理论排放角是较佳的。这样，与上出口153的大约7-10°的较佳理论排放角相比，就有显著的扩张。
导流板156的导边156a相对于所述铸造用喷管内孔的横截面而言刚好位于导边156c的上方，这种位置，例如，图32E，决定了被分割在外液流和内液流之间的流体之流量的理论比例分配。较佳的是，将导流板156定位得可以对称地分割所述流体(即，使流过上出口153的每一外液流的流量相等)、
较佳的是，总流体中分配给中心液流的比例要大于分配给外液流的比例。在实际工作中，有利的是，对铸造用喷管150进行构造，并使导流板156的导边156c相对于所述铸造用喷管150的横截面定位，使之刚好位于导边156c上方，这样，流过铸造用喷管150的总流体中就有大约15-45％、较佳的是大约25-40％的流体与两股外液流和上出口153有关，而总流量中剩余的55-85％、较佳的是60-75％的流体就与当两股内液流流过下出口155使被排放的中心液流有关(如果铸造用喷管150不包括下分流装置158，或者与流过下出口155的一股中心液流有关)。上、下出口153和155之间的流体流量的比例是这样的，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，如上面所描述的那样，这也将使得从上出口153流出的流体的有效排放角受到总流体通过量的影响。
图34A-图34C示出了流过上、下出口的出口射流的有效排放角随流体通过量而变化的情况。图34A-图34C示出了出口射流分别以低、中和高流体通过量流过铸造用喷管150时的有效排放角。例如，低流体通过量将小于或约为1.5至2吨/分钟，中流体通过量约为2-3吨/分钟，高流体通过量约为3吨/分钟或之上。
流体以图34A所示的低流体通过量流过时，由箭头162示出的、从上出口153流出的出口射流与由箭头164示出的下出口射流是无关的，并且基本上可达到上出口153的流量排放角(较佳的是与水平面呈大约7-10°)。
当流体通过量如图34B和图34C所示的那样增大时，上出口射流162就在与自下出口135流出的下出口射流164有关的较大冲力的作用下、朝着铸造用喷管150的中心线CL方向、向下喷出。因此，当流体通过量增大时，上出口射流162的有效排放角就自理论排放角开始增大(自水平方向向下的一较大角)。当流体通过量增大时，上出口射流162的有效排放角度自所述下出口射流的理论排放角扩张的程度也变得越来越小。
当流体通过量如图34B和图34C所示的那样增大时，从下出口155流出的下出口射流164也稍有变化。下出口射流164朝着离开铸造用喷管150的中心线CL的方向稍稍向上喷出。因此，当流体通过量增大时，下出口射流164的有效排放角是稍稍自理论排放角下降(自水平方向向下的较小角度)。
应该清楚的是，对于本发明的目的来说，低、中、高流体通过量具体为何值是完全不重要的。唯一重要的是，不管所述的各值具体是多少，当流体通过量增大时，上出口射流的有效排放角是自理论排放角开始增大(自水平方向向下的一较大角)。
上出口射流162的有效排放角随流体通过量而变化的变化率是非常有用的。流体以低流体通过量流过时，人们希望的是可将所输入的热的液态金属均匀地传送至所述模具内的液体隆凸区域内，从而有利于将适量的热量传递给模具用粉末，以便进行适当的润滑。当流体以较低的流体通过量流过时，上出口射流62的较小的有效排放角可以实现该目的。相反，当流体以较高的流体通过量流过时，由出口射流传送给模具的混合能量要高得多的多。因此，就会基本上增大出现过度紊流和/或模具内弯液面受到扰动的可能性。浸得越深，或者越向下，以较高的流体通过量流过时，上出口射流162的有效排放角可以有效地降低这种紊流或弯液面受扰的现象。因此，图32-图34所示的铸造用喷管150可以在铸造用喷管150的流体通过量在一较大的范围内提高将液态金属传送并适当地分布到模具内部的性能。
现请参阅图35和图36，图中示出了本发明的另一实施例。图35和图26所示的铸造用喷管170将图30-图31所示铸造用喷管140的特征和图32-图34所示铸造用喷管150的特征结合在了一起。
铸造用喷管170具有图30-图31所示铸造用喷管140的多面式、菱背形的内部几何形状，因此，弯折面174的顶缘172与下出口175的理论排放角、即自水平方向向下大约45-80°是相一致的，尽管大约60-70°的理论排放角是较佳的。因此，弯折面174大体上是设置在流动在各导流板178之间的中心液流附近。菱背形的内部几何形状有利于朝着下出口176的排放角的方向将中心液流更顺畅地转向和分流，而不会使得流体沿着导流板178的底面178a分开。如图35RR所示，下出口176最好是其底部宽度大于其顶部宽度，即，在分流装置180附近较宽。如图35QQ所示，上出口182最好是其顶部宽度大于其底部宽度，即，在侧壁184的下表面184af附近较宽。
而且，如果具有如图32-34所示的铸造用喷管150，流过铸造用喷管170的流体最好是被导流板178分成几股分别通过上、下出口182和176排放出去的液流，而且，流过铸造用喷管170的流体最好是按比例分配的，以根据流体通过量来改变从上出口流出的液流的有效排放角。
上出口182的有效排放角将以一种与图34A-图34C所示铸造用喷管150相类似的方式发生变化。但是，由于铸造用喷管170的多面菱背形内部几何形状，铸造用喷管170可以从下出口176以高流体通过量喷出更为流畅的出口射流，而且与铸造用喷管150相比，有效排放角的变化较小，并且可以更为协调地控制因模具内的波动和紊流而引起的弯液面变化情况。
而且，铸造用喷管170的多面式菱背形内部几何形状有助于对流体进行更为有效的比例分配，即，使较大比例的流体从下出口176流出，使较小比例的流体从上出口182流出。菱背形内部几何形状最好被构造得可使总流体流量中15-45％左右、较佳的是25-40％左右的流体从各上出口182流出，并使总流体流量中55-85％左右、较佳的是60-75％左右的流体从各下出口176中流出，或者如果铸造用喷管170不包括分流装置160，将从一个出口176中流出。
可以看到的是，我们已经完成了本发明的至少一些目的。通过在入口管和出口之间设置使流体扩散和减速的部分，可以降低从出口流出的流体流速，并且还可以使沿着出口的长度和宽度方向的速度分布大体均匀，而且还可以减少模具中的驻波振荡。藉助提供一设置在过渡部分的下方、从轴向对称至平面对称的分流装置可使两股方向相反的液流偏转。通过使流动流体在过渡部分中扩散和减速，可以获得一个自垂直方向偏转30°的总液流偏转角，同时还可以在出口处提供一个稳定、均匀的速度。
此外，使两股方向相反的液流发生偏转部分地可以藉助在液流的外部施加一负压来完成。这些负压部分地是通过增大主过渡部分下游处的侧壁的扩张角来产生的。通过设置那些其中内半径是外半径的一个相当大的分数的弯曲管段可以产生偏转。通过为过渡部分设置一具有各对前后壁并且各壁间夹角不超过180°的六边形截面，可以在主过渡部分的自身范围内完成流动流体的偏转。所述分流装置上设有一个具有足够大的曲率半径的圆角导边，以防止由于制造或由于轻微的流体波动而使滞流点出现想不到的变化，从而使流体在向下游延伸的导边处产生分离。
图23-图28所示的铸造用喷管可以提高与藉助一铸造用喷管将液态金属导引入一模具内的作业有关的流体流动特性。在已有技术的喷管中，在喷管内孔中流动的液态金属的高惯性力可以使流体在各出口区域内发生流体分离现象，从而会使得流速较高，并会使各出口射流不稳定、出现紊流，而且不能到达明显的流体偏转角。
如果采用图23-图28所示的铸造用喷管，通过在喷管的孔内、以一种多级方式、将流体分成各股单独和独立的液流，可以将所述惯性力分摊开来并加以良好控制。这样就可以减轻流体的分离，由此可以降低紊流、稳定出口射流，并可以获得理想的偏转角。
而且，图28-图29所示的铸造用喷管具有可使外、内液流的偏转角彼此不受影响的能力。这些铸造用喷管特别适用于那些其中模具的形状受到限制的铸造作业。在这些情况中，人们希望的是可以使液态金属更为扩散地散布开来。
如果采用图30-图31所示的铸造用喷管，它采用了一种多面式的内部几何形状，其中，喷管内孔在喷管中心线处的厚度要大于其在各边缘处的厚度。结果，可以将更多的敞口区域设计到铸造用喷管内孔中，而不会增大围绕窄面侧壁边缘的喷管外部尺寸。因此，这种喷管可以提供改进了的流体减速作用、流体扩散作用，并可以使喷管内孔内部中的流体稳定，从而可以以一种平静和顺畅的方式将液态金属传送至模具内。而且，这种菱背形的几何形状特别适于这样一种隆凸的或冠形的模具，其中，模具宽面中部的厚度较厚，而各窄面侧面处的模具厚度较薄，这是由于铸造用喷管可以较好地利用模具内部的有效空间以使其内的流体流动图案更为适当。
如果采用图32-图34所示的多口式铸造用喷管，可以在流过所述铸造用喷管的总流体流量的一较宽的有用范围内更好地使液态金属传送到模具内，并使液态金属更好地分布到模具内部。通过对分布在所述多口式铸造用喷管的上、下出口之间的流体流量进行按比例的分配，并通过使上、下出口的理论排放角隔开至少15°左右，可以使上出口的有效排放角随着铸造用喷管的流体通过量的增大和减小、以一种有利的方式发生变化。这种变化的结果是可以使模具内的弯液面光滑、平静，并且能以低流体通过量将适当的热量传递给所述模具粉末，而且可以有助于以高流体通过量流过时的弯液面的稳定性。因此，与已有技术的铸造用喷管相比，可以在工作流体通过量的一较宽的有用范围内做到不降低流体流动的特性。
图35和图36所示的铸造用喷管，其上出口的有效排放角能以一种与图32-34所示铸造用喷管相类似的方式随着流体通过量有利地产生变化，而且，还把一种与图30-图31所示铸造用喷管相类似的菱背形多面式的内部几何形状结合入内，图35和图36所示的铸造用喷管就能以较小的有效排放角的变化量、模具内弯液面变化较为恒定的控制、高流体通过量地从下出口喷出流畅的出口射流。
应该理解的是，某些特征和子组合是有实用性的，而且可不管子组合的其它特征而被采用。这是应予考虑到的，并且是在本发明权利要求范围内的。因此，应予理解的是，本发明不应受以到以上所述的和所示出的种种特定细节的限制。