本发明专利技术涉及金属的凝固与连续铸造领域，特别涉及一种捕获连铸夹杂物的方法及其新型浸入式水口。该带有捕获连铸夹杂物功能的新型浸入式水口(1)，由上下两部分组成：水口上部(2)有水口侧出孔(5)，具有常规钢水导流功能；水口上部(2)增加一个紧密相连的水口下部(3)，该水口下部(3)具有捕获夹杂物功能，使得旋转钢水中的夹杂物被水口下部(3)捕获并聚集在水口下部(3)的外表面(9)，起到有效去钢水中除夹杂物的作用。本发明专利技术的新型浸入式水口使用寿命长，可以有效去除钢水中的夹杂物，提高铸坯质量，并延长结晶器的使用寿命。
Method for capturing continuous casting inclusion and novel submerged nozzle thereof
The invention relates to the field of solidification and continuous casting of metals, in particular to a method for capturing continuous casting inclusions and a new submerged nozzle. New Sen with the capture function of casting inclusions (1), composed of two parts: the upper nozzle (2) with a nozzle side hole (5), with conventional steel guide function; the upper nozzle (2) added a closely linked lower nozzle (3), the lower part of the nozzle (3) with capture inclusion function, the inclusions in molten steel is lower rotating nozzle (3) captured and gathered in the lower nozzle (3) of the outer surface (9), in addition to play an effective role of inclusions in molten steel. The new immersion nozzle of the invention has long service life, can effectively remove inclusions in molten steel, improve the quality of casting billet and prolong the service life of the crystallizer.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属的凝固与连续铸造领域，特别涉及一种捕获连铸夹杂物的方法及其新型浸入式水口。
技术介绍
随着冶金技术的不断进步，国民经济发展对钢铁产品的高强度、高韧性以及使用寿命的要求越来越高。特别是汽车、高速火车、钢索桥等对钢材疲劳寿命的要求提高，对钢材中夹杂物的控制越来越严格，钢中夹杂物的总量(通常用全氧含量表示)已由过去的几十个ppm、十几个ppm减少到几个ppm，钢材的使用寿命和安全性能得到提高。目前，钢铁生产流程中，夹杂物的去除主要依靠钢包精炼来完成，如通过钢包吹氩搅拌、LF精炼炉、真空精炼炉等有效去除钢中脱氧产物和夹杂物。在随后的钢水从大包到中间包的过程，一般都是增加污染的过程，因此进行合理的中间包设计也是去除夹杂物的一个重要方面。在钢水进入结晶器后，有效去除结晶器内钢水中的夹杂物，是减少钢中夹杂物总量的最后一个环节。在现有的技术中，在结晶器内的钢水中去除夹杂物，一般都是通过优化浸入式水口设计来完成。优化设计后的浸入式水口可以有效促进钢水中夹杂物的上浮， 并被覆盖在钢液表面的保护渣吸附、去除。中国技术专利ZL03211455. 9(公开号C拟607214Y)公开了一种‘连铸结晶器浸入式水口，，系连铸大方坯多孔浸入式水口，其目的是通过不同形状和角度的水口侧出孔设计，以达到减缓水口注流的动能及注流对结晶器壁的冲击，在提高结晶器使用寿命的同时，减少对结晶器内钢液面的扰动，稳定结晶器内流场、有效促进夹杂物上浮。中国外观设计专利ZL03351513. 1 (公开号CN3383817)则提供了一种‘浸入式水口’的外观设计。上述两种浸入式水口的设计和功能与目前冶金企业通用的浸入式水口相同，一般都是通过浸入式水口以及水口侧出孔的形状设计达到钢水的导入、减少液面扰动、 促进夹杂物上浮等功效。因此，这类水口的底部一般都是平的，而且水口底部到水口侧出孔底部的距离较短，一般为30-60mm。较短的水口底部设计只是起到结构和支撑的作用。在现有的浸入式水口装置中，对浸入式水口本身黏附和去除夹杂物的能力考虑不够或没有考虑。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种捕获连铸夹杂物的方法及其新型浸入式水口。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案本专利技术的第一方面，是提供了一种捕获连铸夹杂物的方法使用一个具有捕获连铸夹杂物功能的新型浸入式水口(1)，该浸入式水口由上下两部分组成水口上部( 有水口侧出孔(5)，具有常规钢水导流功能；水口上部( 增加一个紧密相连的水口下部(3)，该水口下部C3)具有捕获夹杂物功能，使得旋转钢水中的夹杂物被水口下部C3)捕获并聚集在水口下部(3)的外表面(9)，起到有效去钢水中除夹杂物的作用。浸入式水口中L/h = 2. 5-15，其中h为水口侧出孔(5)的下沿到水口上部O)的下沿线(7)的距离，L为水口上部⑵的下沿线(7)到水口下部(3)下端的长度。在水口下部(3)的外表面涂覆含氧化钙的涂层，用于吸附钢水中的氧化铝、氧化硅夹杂，形成氧化钙和氧化铝、氧化钙和氧化硅的复合夹杂。所述含氧化钙的涂层为厚度l-3mm、材质为氧化钙、或氧化钙加氧化镁、或氧化钙加氧化硅的涂层。本专利技术的第二方面，是提供一种带有捕获连铸夹杂物功能的新型浸入式水口(1)， 它由上下两部分组成水口上部( 有水口侧出孔(5)，具有常规钢水导流功能；水口上部 (2)增加一个紧密相连的水口下部(3)，该水口下部C3)具有捕获夹杂物功能，使得旋转钢水中的夹杂物被水口下部(3)捕获并聚集在水口下部(3)的外表面(9)，起到有效去钢水中除夹杂物的作用。浸入式水口中L/h = 2. 5-15，其中h为水口侧出孔(5)的下沿到水口上部O)的下沿线7的距离，L为水口上部⑵的下沿线(7)到水口下部(3)下端的长度。水口上部( 和水口下部C3)是一个整体式或两者连接的组合式；两者的材质为相同或不同。水口上部O)与水口下部(3)的连接是固定连接或可拆卸连接。水口下部(3)是与水口上部⑵相同的柱状或上大下小的台状。水口下部(3)的底部是内凹的空心结构(8)。水口下部(3)的外表面(9)是光滑的或带凸起的块状或沟槽状。在使用时，浸入式水口(1)插入钢水中的深度是保持水口的钢水侧出孔(5)的上沿到钢水液面(6)的距离H为50-150mm, L为50-300mm, h为20_80mm。水口上部O)中水口侧出孔(5)为两个或两个以上；在俯视方向上，水口侧出孔 (5)的中心线与水口的中心线成值为0-35°的夹角α ；在垂直方向上，水口侧出孔(5)的中心线与水平线成值为0-30°的夹角β。水口上部O)的材质为铝-碳质、铝-锆-碳质、镁-碳质、铝-钙质、熔融石英质中的一种。水口下部(3)的材质是氧化锆、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化硅等，或是它们两种或多种的组合。在水口下部(3)的外表面涂覆厚度为l_3mm、材质为氧化钙、或氧化钙加氧化镁、 或氧化钙加氧化硅的涂层，用于吸附钢水中的氧化铝、氧化硅夹杂，形成氧化钙和氧化铝、 氧化钙和氧化硅的复合夹杂。在与钢和渣接触的渣线部分，在水口的外部镶套锆质、锆碳质的防侵蚀环。本专利技术中，水口下部3与钢水夹杂之间的反应机理在于，由于结晶器内钢水中的夹杂物在水平截面上靠钢水的旋转作用向中心移动，钢水中的氧化铝、氧化硅等夹杂很容易被水口下部3的碱性氧化物如氧化钙吸附。实际工业使用中，结晶器电磁搅拌的位置都安装在结晶器的中下部，也就是钢水旋转的最快区域在结晶器中下部。本专利技术的关键是增加了水口下部的长度，这样可以将浸入式水口伸入到钢水的强旋转区，大大的增加了钢水中的夹杂物与浸入式水口表面碰撞的概率，提高了浸入式水口对钢水中夹杂物的捕获机会；另一方面，增加水口下部长度同样会起到增加钢水中的夹杂物与浸入式水口表面碰撞的概率、提高浸入式水口对钢水中夹杂物的捕获机会的作用。现有水口侧出孔(5)的下沿到水口上部O)的下沿线(7)的距离很短，一般也只有20-80mm，而水口的侧出孔位置是比较固定的，显然这对把水口伸入到结晶器内的强旋转区以及提高浸入式水口对钢水中夹杂物的捕获机会都是不利的。与现有的浸入式水口相比，本专利技术的优点为1.延长了浸入式水口下部的长度，在电磁搅拌有效作用区域内，提高钢水中向中心聚积的夹杂物与水口下部的碰撞机会；2.设置了夹杂物捕获装置，有效去除钢水中的夹杂物；3.在俯视方向上，水口侧出孔的中心线与水口的中心线成角度α，提高了电磁搅拌的作用效果；4.在垂直方向上，水口侧出孔的中心线与水平线成角度β，提高了钢水对结晶器保护渣的融化能力，并可防止卷渣的产生；本专利技术的浸入式水口使用寿命长，能有效去除钢水中的夹杂物，提高铸坯质量，并延长结晶器的使用寿命。附图说明图1本专利技术的带有捕获夹杂物功能的新型浸入式水口；图2材质相同的整体式的新型浸入式水口；图3不同材质的组合式的新型浸入式水口(压制或浇铸成形)；图4不同材质的组合式的新型浸入式水口(螺纹连接)；图5柱状的水口下部，其表面带有凸起的块状；图6台状的水口下部，其表面为沟槽状；图7多个水口侧出孔的结构俯视图。附图标记1新型浸入式水口2水口上部3水口下部4结晶器5水口侧出孔6钢水液面7水口上部2的下沿线78水口下部3底部的空心结构9水口下部3的外表面10水口上部2和水口下部3的连接螺纹H水口侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种捕获连铸夹杂物的方法，其特征在于：使用一个具有捕获连铸夹杂物功能的新型浸入式水口（１），该浸入式水口由上下两部分组成：水口上部（２）有水口侧出孔（５），具有常规钢水导流功能；水口上部（２）增加一个紧密相连的水口下部（３），该水口下部（３）具有捕获夹杂物功能，使得旋转钢水中的夹杂物被水口下部（３）捕获并聚集在水口下部（３）的外表面（９），起到有效去钢水中除夹杂物的作用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：干勇，张慧，吴夜明，王明林，席常锁，姬秀琴，王玫，陶红标，吕晓军，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，中达连铸技术国家工程研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11
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