一种超薄异型坯中心点浇铸浸入式水口制造技术

本发明专利技术公开了一种超薄异型坯中心点浇铸浸入式水口，属于异型坯连铸技术领域。浸入式水口本体包括竖直段和水平段，竖直段与水平段中心位置一体式相接，竖直段包括碗口部、等径段，碗口部位于等径段上端，等径段的内横截面形状为椭圆形，椭圆形横截面长轴与水平段中心线平行；水平段内径相等，关于竖直段对称面对称，内竖截面形状呈椭圆形，椭圆形截面与竖直段中心线平行，水平段两端设有通孔；水平段底端对称设有至少两个向下倾斜的水孔。本发明专利技术能优化浸入式水口的结构，结晶器内部的温度场和流场稳定，提高钢液流动的均匀性，以及减少连铸浇铸造成的缺陷，提高超薄异型坯连铸的品质，具有结构简单、设计合理、易于制造的优点。

A submerged nozzle for center point casting of ultra-thin shaped billet

The invention discloses a submerged nozzle for center point casting of ultra-thin shaped billet, which belongs to the technical field of shaped billet continuous casting. The submerged nozzle body consists of vertical section and horizontal section, and the vertical section is connected with the central position of the horizontal section. The vertical section includes the bowl mouth and the equal diameter section. The bowl mouth is located at the upper end of the equal diameter section. The shape of the inner cross section of the equal diameter section is ellipse, and the long axis of the ellipse cross section is parallel to the central line of the horizontal section; the inner diameter of the horizontal section is equal, and the shape of the inner vertical section is symmetrical and symmetrical. The ellipse section is parallel to the center line of the vertical section, and there are through holes at both ends of the horizontal section; at least two downward inclined holes are symmetrically arranged at the bottom of the horizontal section. The invention can optimize the structure of submerged nozzle, stabilize the temperature field and flow field inside the mould, improve the uniformity of molten steel flow, reduce the defects of continuous casting and improve the quality of ultra-thin shaped billet continuous casting, and has the advantages of simple structure, reasonable design and easy manufacture.

【技术实现步骤摘要】
一种超薄异型坯中心点浇铸浸入式水口
本专利技术涉及异型坯连铸
，更具体的说，涉及一种超薄异型坯中心点浇铸浸入式水口。
技术介绍
自二十世纪五十年代起，钢水逐渐凝固并通过拉矫机直接生产的连续铸钢法开始流行，除生产普通小方坯、大方坯、板坯外，也出现了连铸轧制工字梁的设想，同时提出了“异型坯”的概念。在不断的实验探究和现场实践后，由西马克-德马克(原康卡斯特)公司在加拿大的安大略湖于1968年建成投产了世界上第一台工字型坯连铸机。随后在日本多家钢铁公司建成投产异型坯连铸机。在二十世纪末，国内多家钢铁公司相继引进了该技术并建设异型坯生产线。因具有缩减工序，降低能耗等优势，异型坯连铸生产技术成为研究热点。超薄异型坯相较于普通板坯结构较复杂，腹板间距较小，要求结晶器中钢液流场各处均匀稳定，避免钢液在结晶器中液面波动剧烈，对结晶器产生不良影响。对于这种特殊的超薄异型坯，由于异型坯尺寸大小有一定的限制，若在异型坯两侧翼缘三角区设置两个浸入式水口，鉴于水口间距太小，水口上方无法放置两组塞棒装置，故只能采用单个浸入式水口浇铸，单个浸入式水口一般置于异型坯左侧或右侧，即单侧非对称水口，此种布置方式容易造成一侧冲刷已凝固坯壳严重，另一侧流动不均的现象，致使结晶器内流场混乱，不易控制，从而会导致结晶器内温度场不均匀。此种浇铸方式同时会造成液面波动大，因液面不稳定产生的卷渣现象(保护渣卷入钢液)，严重影响了钢坯质量，导致钢材质量下降。此外由于浇铸的超薄异型坯中间宽度太小，最小规格仅有90mm，水口需要与结晶器保持一定距离，并且水口构造最外侧的耐火材料需要一定厚度，在此条件下，常规的圆形水口内径太小难以保证浇铸流量，水口直径太大难以插入结晶器或对中间腹板造成冲刷，不能适应连铸生产的需要。对于异型坯，采用单水口中心点插入浸入式水口浇铸，翼缘部分不利于钢水充满，角部钢液流动较弱，凝固较快，致使异型坯出现裂纹等缺陷。故此，需要一种适用于超薄异型坯单点浇铸浸入式水口，在满足连续浇铸流量不变的基础上，减少对腹板的冲刷，使得翼缘部分钢液流动状况良好，不易出现缺陷。经检索，期刊文献《近终型异型坯连铸用扁平浸入式水口的设计开发》，发文日期为2010年7月，其披露了超薄异型坯单点浇铸用的浸入式水口的设计开发的思路和使用现状，其中说明了一种扁平状的浸入式水口；由于受结晶器腹板厚度的限制，水口渣线部位的壁厚已接近最小极限，同时翼缘处坯壳距水口较近又容易受到水口射流冲刷的问题，提供了一种扁平状的浸入式水口，水口中心段与下端两端的断面均为类似箱形的扁平状，即为箱形水口；在解决了腹板厚度限制的情况下，能够解决水口渣线厚度过厚的问题，同时，翼缘处坯壳受水口射流冲刷也较小。但对于箱形水口存在一些缺陷，专著《现代连续铸钢实用手册》中对于箱形水口的缺陷进行了说明：“水力学模型表明，使用圆柱形水口时，由侧孔出来的流股造成的上下两相反方向上出现的两对回流始终是均匀而对称的，但使用箱形水口时，从水口侧孔出来的水流很容易发生偏流造成两侧流动不均匀和不对称的情况”，圆形水口造成的缺陷率总和约为6.8％，箱形水口造成的缺陷率总和约为20.8％，整体的缺陷率是圆形水口的三倍，不利于异型坯的连铸成型。中国专利技术专利申请号为201210242264.9，申请日为2012.07.13的“板坯连铸浸入式水口”，其披露了一种板坯连铸用的浸入式水口，由竖直段和水平段组成，在靠近底部上方的侧壁上设有一对侧孔，两侧孔与空心内腔相连通，侧孔四周的壁面向水平方向延伸，形成水平段，水平段的壁面围成与侧孔形状相同的管状通道，管状通道一端与侧孔相连，另一端形成半封闭面，管状通道的上端壁面设置有与水平段长度相同的狭长形开口。其使得钢液流出通道增大，钢液可充分的扩散至整个结晶器的横截面上，保证了结晶器横向的温度和成分均匀性，使浇注的高温钢液的热中心上移，保证合理的温度梯形，利于铸坯的正常生长和非金属夹杂物和气泡的上浮去除，避免了坯壳重熔和破坏；但其并不适用于超薄异型坯中心点浇铸，超薄异型坯的腹板处相对较薄，使用上述结构的浸入式水口，水口直径过大，不易放置在结晶器内，水口钢液流出端距离腹板较近，对腹板的冲刷较大。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有浸入式水口在浇铸过程中，由于超薄异型坯结晶器腹板厚度的限制，造成超薄异型坯缺陷较多，影响合格率的问题，本专利技术提供了一种超薄异型坯单点浇铸浸入式水口，优化浸入式水口的结构，使得结晶器内部的温度场和流场相对稳定，提高钢液流动的均匀性，减少或消除偏流现象，减少连铸中浇铸造成的缺陷，提高超薄异型坯连铸的品质。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种超薄异型坯单点浇铸浸入式水口，包括浸入式水口本体，所述的浸入式水口本体包括竖直段和水平段，所述竖直段与水平段中心位置一体式相接，竖直段包括碗口部、等径段，碗口部位于等径段上端且与等径段构成竖直段整体，所述等径段的内横截面形状为椭圆形，椭圆形横截面长轴与水平段中心线平行；所述水平段内径相等，关于竖直段对称面对称，水平段的内竖截面形状呈椭圆形，水平段椭圆形截面与竖直段中心线平行，水平段两端设有通孔；所述水平段底端对称设有至少两个向下倾斜的水孔。优选的，所述的通孔内侧中心点位于水平段两端椭圆形内截面短轴线上或短轴线下侧。优选的，所述的通孔为倾斜向下的方形孔或圆形孔或椭圆形孔，通孔中心线与水平段中心线夹角为30°-60°。优选的，所述的通孔的数量为一对以上。优选的，所述的水平段长度为所需浇铸异型坯长度的40％-80％。优选的，所述的向下倾斜的水孔中心线与水平段中心线的夹角为30°-50°。优选的，所述的向下倾斜的水孔为两个，两对称水孔距竖直段中心线距离为水平段整体长度的5％-15％。优选的，所述的竖直段还设有铝锆碳渣线部，所述的铝锆碳渣线部距离浸入式水口底部80mm至150mm。优选的，所述的碗口部内径大于竖直等径段椭圆形长轴长度，碗口部内沿周向呈倒圆台状，碗口部内沿延长线与竖直段中心线夹角为15°-30°。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的一种超薄异型坯中心点浇铸浸入式水口，由单口的竖直段和水平段构成T形浸入式水口，浸入式水口上方与上水口连接，连接部位采用惰性气体密封，上水口与中间包连接，通过塞棒进行控流，浸入式水口插入点为异型坯结晶器中心位置，单点浇铸克服了由于异型坯结晶器尺寸的限制，使得中间包内不能安置两组塞棒的问题，同时在异型坯中心点的平衡浇铸，使得结晶器内钢液的流场和温度场相对稳定，减少了铸坯的缺陷，优化了铸坯的质量，增大铸坯的合格率；(2)本专利技术的一种超薄异型坯中心点浇铸浸入式水口，浸入式水口竖直段和水平段的横截面均为椭圆形，一方面克服了超薄异型坯中心点浇铸时，所面临的腹板宽度对结晶器的限制，不能满足连铸生产的流量需要，若中心处插入圆形浸入式水口，在保证流量的基础上，水口距离结晶器腹板处距离过小，容易对结晶器腹板处造成冲刷，引起结晶器腹板处的侵蚀，减少结晶器腹板的使用寿命，不利于生产；另一方面，在不改变流量的基础上，椭圆形浸入式水口相对于箱形水口有天然的优势，椭圆形水口的流场和温度场是均匀而对称的，箱形水口易造成偏流，引起两侧的钢液流动不均匀和不对称，从而使得铸坯的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄异型坯单点浇铸浸入式水口，其特征在于：包括浸入式水口本体(1)，所述的浸入式水口本体(1)包括竖直段(2)和水平段(3)，所述竖直段(2)与水平段(3)中心位置一体式相接，竖直段(2)包括碗口部(4)、等径段(5)，碗口部(4)位于等径段(5)上端且与等径段(5)构成竖直段(2)整体，所述等径段(5)的内横截面形状为椭圆形，椭圆形横截面长轴与水平段(3)中心线平行；所述水平段(3)内径相等，关于竖直段(2)对称面对称，水平段(3)的内竖截面形状呈椭圆形，水平段(3)椭圆形截面与竖直段(2)中心线平行，水平段(3)两端设有通孔(7)；所述水平段(3)底端对称设有至少两个向下倾斜的水孔(6)。

【技术特征摘要】
1.一种超薄异型坯单点浇铸浸入式水口，其特征在于：包括浸入式水口本体(1)，所述的浸入式水口本体(1)包括竖直段(2)和水平段(3)，所述竖直段(2)与水平段(3)中心位置一体式相接，竖直段(2)包括碗口部(4)、等径段(5)，碗口部(4)位于等径段(5)上端且与等径段(5)构成竖直段(2)整体，所述等径段(5)的内横截面形状为椭圆形，椭圆形横截面长轴与水平段(3)中心线平行；所述水平段(3)内径相等，关于竖直段(2)对称面对称，水平段(3)的内竖截面形状呈椭圆形，水平段(3)椭圆形截面与竖直段(2)中心线平行，水平段(3)两端设有通孔(7)；所述水平段(3)底端对称设有至少两个向下倾斜的水孔(6)。2.根据权利要求1所述的一种超薄异型坯中心点浇铸浸入式水口，其特征在于：所述的通孔(7)内侧中心点位于水平段(3)两端椭圆形内截面短轴线上或短轴线下侧。3.根据权利要求2所述的一种超薄异型坯中心点浇铸浸入式水口，其特征在于：所述的通孔(7)为倾斜向下的方形孔或圆形孔或椭圆形孔，通孔(7)中心线与水平段(3)中心线夹角为30°-60°。4.根据权利要求3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李四军，王中学，何飞，彭永香，杜金科，韩蕾蕾，郭达，周俐，常立忠，王海军，韩震超，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团银山型钢有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37