一种用于薄板坯连铸机的四孔浸入式水口制造技术

一种用于薄板坯连铸机的四孔浸入式水口，用于提供一种优化设计的薄板坯连铸机浸入式水口结构。所述水口由钢液流入端、钢液流出端、以及连接钢液流入端和钢液流出端的细长筒状过渡段组成，钢液流出端设有左右对称的钢水上吐出孔、下吐出孔和中心导流体，改进后：所述两上吐出孔上缘由内到外其截面逐渐收缩，两上吐出下缘的水平导流倾角α为15-20?之间，两个下吐出孔的水平导流倾角β为55-62°。本实用新型专利技术能使结晶器熔池上部温度提高，分布均匀，保护渣熔化良好，同时熔池液面波动幅度被控制在很低范围，满足薄板坯连铸的生产要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种连铸设备，特别是用于薄板坯连铸机的四孔浸入式水口，属冶金连铸设备

技术介绍
连续铸钢(简称连铸)是将钢液连续冷凝成铸坯的技术，其中水冷铜制模具称为结晶器。由含碳无机非金属材料制成的浸入式水口将其与中间包连接在一起，钢液通过浸入式水口连续不断地注入结晶器。薄板坯连铸生产的铸坯厚度一般在50-90 mm之间，宽度约在860-1730 mm的范围。薄板坯连铸结晶器通常采用宽面铜板具有由连续弧线过渡组成的曲面的漏斗型结晶器，漏斗型结晶器实现了钢液熔池上部空间的扩大，使得采用浸入式水口连续注入钢液成为可能。受漏斗型结晶器上部空间的限制，薄板坯连铸机用浸入式水口的钢液流出端一般要加工成扁平形状，即沿结晶器宽度方向的尺寸要明显大于沿厚度方向的尺寸。而浸入式水口与中间包相连接的钢液流入端通常为圆管形，连接流入端和流出端的是一个截面形状光滑连续过渡的细长筒状体。为防止钢液与空气接触而受到氧化以及为降低凝固坯壳与结晶器铜板之间的运动阻力，结晶器钢液熔池液面必须添加固体颗粒保护渣，并利用高温钢液提供热量而将其熔化为具有一定粘度的液态。保护渣熔化状况和喂入结晶器铜板与凝固坯壳之间的好坏对连铸生产和铸坯表面质量有显著影响，这就要求来自浸入式水口的高温钢水相对集中在结晶器熔池上部，尤其要保证浸入式水口与结晶器铜板之间熔池液面的活跃程度。受薄板坯连铸机漏斗型结晶器空间和浸入式水口本身体积的限制，如何利用来自浸入式水口的高温钢水保证和促进熔池液面的活跃一直是浸入式水口结构设计的重要内容，浸入式水口钢液流出端的结构将起到重要作用。但活跃结晶器钢液熔池液面也要控制适当，过分活跃会加剧熔池液面起伏和波动，进而造成卷渣并引发铸坯质量和工艺操作事故。针对薄板坯连铸结晶器熔池钢液运动行为的控制要求，西马克公司CSP薄板坯连铸机漏斗型结晶器采用了大开度双侧孔扁平浸入式水口如图2所示，这种浸入式水口属于普通双侧孔水口，依靠大开度侧孔结构设计可降低钢液流出水口的射流强度，可在一定程度上减小对结晶器钢液熔池的冲击；达涅利公司薄板坯连铸机的H2结晶器采用了四开孔扁平浸入式水口如图3所示，通过上吐出孔直接将高温钢液输送到水口周围的熔池液面，较好地实现了高温区上移，但由于上吐出孔钢液射流基本上垂直向上，对结晶器熔池液面的冲击较为严重；鞍山市东方巨业高级陶瓷有限公司开发的高通量四开孔扁平浸入式水口和四开孔异型浸入式水口如图4、图5所示，图4所示的浸入式水口较好的解决了高通量下水口射流速度过大的问题，但上吐出孔钢水流量过小使熔池液面的高温区主要围绕在水口周围；图5所示的四开孔异型浸入式水口对解决结晶器熔池液面波动、高温区上移和低压抽引区的问题有所改善，但仍然存在水口流出端较大，易造成凝固坯壳与水口粘连以及上吐出孔钢水流量较小、结晶器熔池液面波动与高温区上移的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术之缺陷，提供一种可提高铸坯质量的用于薄板坯连铸机的四孔浸入式水口。本技术所称问题是由以下技术方案解决的—种用于薄板坯连铸机的四孔浸入式水口，它由钢液流入端、钢液流出端、以及连接钢液流入端和钢液流出端的细长筒状过渡段组成，所述钢液流出端设有左右对称的钢水上吐出孔、下吐出孔和中心导流体，特别之处是所述两上吐出孔上缘由内到外其截面逐渐收缩，两上吐出下缘的水平导流倾角α为15° -20°之间，两个下吐出孔的水平导流倾角β 为 55° -62°。上述用于薄板坯连铸机的四孔浸入式水口，所述钢液流出端头部截面为梯形平头，其宽度方向尺寸L2在250 - 290 mm之间，上吐出孔上缘距端部水平面的垂直距离L1在 90-130mm之间，水口总长尺寸Lci在1100-1160mm之间。上述用于薄板坯连铸机的四孔浸入式水口，所述中心导流体的水平导流倾角Y 为 105° -110° 。本技术根据板坯连铸结晶器熔池钢液运动行为的控制要求，针对现有薄板坯连铸机浸入式水口流出端较大、上吐出孔钢水流量较小，易造成凝固坯壳与水口粘连结晶器熔池液面波动等问题进行了改进，其主要特点如下1.优化设计水口头部钢液流出端及两个上吐出孔的结构、尺寸，使得钢液自两个上吐出孔流出时，呈水平射流状态，能够降低结晶器熔池中钢液的回旋流动对熔池液面起伏波动的影响，使结晶器液面波动幅度明显降低；2.内腔主流道及中间导流体尺寸与角度的设计，使两个上吐出孔的钢液流量占总流量的21-25%，有利于高温区上移，在水口周围及结晶器钢液熔池液面形成高温区；3.流出端宽度尺寸及长度方向尺寸的设计，明显减小水口浸没入结晶器钢液面以下的体积，从而使浸入式水口本身的体积在漏斗形结晶器中所占的比例明显减小，以消除凝固坯壳与水口粘连的可能性，并同时提高水口宽面与结晶器铜板之间的钢液温度的均勻性。综上所述，本技术能使结晶器熔池上部温度提高，分布均勻，保护渣熔化良好，同时熔池液面波动幅度被控制在很低范围，满足薄板坯连铸的生产要求。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2-5分别是现有几种薄板坯连铸机浸入式水口结构示意图。附图中标号表示如下1.上吐出孔；2.下吐出孔；3.中心导流体；4.钢液流入端；5、细长筒状过渡段；6.钢液流出端。具体实施方式参看图1，本技术由钢液流入端4、钢液流出端6、以及连接钢液流入端和钢液流出端的细长筒状过渡段5组成，钢液流出端设有左右对称的钢水上吐出孔1、下吐出孔2 和中间导流体3。对比图2-5的水口，本技术的设计要点如下1、本技术水口钢液流出端成“梯形”平头形状，水口整体形状明显区别于其它水口。2、本技术的两个上吐出孔1上缘采用由内到外截面逐渐收缩的方式、下缘的水平导流倾角α在15°-20°之间，两个下吐出孔2的水平导流倾角β在55 ° -62°之间， 中心导流体3的水平导流倾角γ在105 ° -110°之间，这种结构设计使得钢液自两个上吐出孔流出时，呈水平射流状态，结合下吐出孔较大的水平倾角，能够降低结晶器熔池中钢液的回旋流动对熔池液面起伏波动的影响，使结晶器液面波动幅度明显降低。而图2-5所示的其他四孔结构的浸入式水口，其两个上吐出孔的射流状态都以一定角度倾斜向上(水平导流倾角α都在25°以上)，会引起结晶器液面波动幅度增加。3、内腔主流道及中间导流体尺寸与角度的设计，使两个上吐出孔的钢液流量占总流量的21-25%，其比例明显高于图2-5所示的四孔结构的浸入式水口(<20%)。更有利于高温区上移，在水口周围及结晶器钢液熔池液面形成高温区。4、所述水口流出端宽度1^2在250-290111111之间，长度尺寸Ztl在1100-1160mm之间，该结构尺寸的设计，使得浸没入结晶器钢液面以下的水口流出端的体积，比图2-5所示的各浸入式水口明显减小，使浸入式水口本身的体积在漏斗形结晶器中所占的比例明显减小， 以消除凝固坯壳与水口粘连的可能性，并同时提高水口宽面与结晶器铜板之间的钢液温度的均勻性。权利要求1.一种用于薄板坯连铸机的四孔浸入式水口，它由钢液流入端(4)、钢液流出端(6)、 以及连接钢液流入端和钢液流出端的细长筒状过渡段(5)组成，所述钢液流出端设有左右对称的钢水上吐出孔(1 )、下吐出孔(2)和中心导流体(3)，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓江，杨杰，李波，孙彩君，董福胜，王爱东，陈永范，刘宏伟，李涛，郭连英，郝常鑫，付建军，王占国，
申请(专利权)人：河北钢铁股份有限公司唐山分公司，
类型：实用新型
国别省市：