一种多级分流型连铸浸入式水口制造技术

一种多级分流型连铸浸入式水口。本发明专利技术涉及钢的连续铸造技术领域，尤其涉及一种连铸结晶器用的浸入式水口装置。包括由侧壁和底板围成的上端开口的水口本体，所述本体限定了一个垂直的内腔，所述侧壁靠近底板上方的位置上开设有贯通侧壁的侧孔，所述侧壁垂直方向上顺次设置有至少两对侧孔，所述每一对侧孔处于侧壁的同一高度，在相邻两对侧孔之间的侧壁上设有一个向水口内腔中心方向凸出的凸阶。本发明专利技术可分散钢液冲击力，在保证水口壁面强度的情况下，使钢液合理分流，减少钢液的冲击对初生凝固坯壳的破坏和对液面的干扰，有效的改善结晶器内的流场，提高铸坯的凝固质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢的连续铸造
，尤其涉及一种连铸结晶器用的浸入式水口装 置。
技术介绍
钢的连续浇注是将具有一定过热度的液态钢水通过水冷结晶器连续冷却成具有一定形状的固态铸坯的过程，在此过程中，需要有一个耐火材料制作的套管将钢液从上游的冶金容器中注入结晶器内，该耐火材料套管被称为浸入式水口。浸入式水口是安装在中间包底板并插入结晶器液面以下，其主要作用是防止钢液的二次氧化、氮化、喷溅，同时避免液面卷渣、调节结晶器内钢液的流动模式和温度分布，从而促使结晶器内的坯壳均匀无缺陷生长，并尽量减少钢液中的气体和非金属夹杂物。由于浸入式水口对于提高铸坯质量、改善劳动条件、稳定连铸操作和防止铸坯表面和内部质量缺陷等方面均有显著的效果，因此在世界各国的连铸机上被广泛应用。但是，要使得浸入式水口能够较好的发挥其冶金作用，就必须设计合理的浸入式水口结构形状。通常情况下，浸入式水口的结构形状应满足如下要求(I)保证良好的密封效果，浇注过程不得吸入空气；(2)水口出口的注流运动应能缓和而均匀的冲洗凝固前沿，不得对初生坯壳产生过大冲击；(3)尽量降低注流的冲击深度而不引起结晶器液面的剧烈翻滚，壁面液面卷渣和弯月面过大波动；(4)始终保持结晶器液面的高温，促进坯壳合理生长；(5)尽量保证结晶器横向温度和成分的均匀性。据此，应根据结晶器断面尺寸、钢种及拉坯速度对浸入式水口进行适当的设计。现有技术下，板坯连铸结晶器主要采用双侧孔浸入式水口浇注，大方坯(指铸坯断面尺寸大于200mmX 200mm的方坯)连铸结晶器可以采用双侧孔水口或者四侧孔水口进行浇注。目前的板坯和大方坯结晶器所采用的侧开孔浸入式水口主体结构是耐火材料压制而成的上端开口、底端封闭、侧面开孔的空心管道，上端开孔的中心内腔和靠近底板的侧开孔相互连通，并构成浇注时钢液的流动通道。实际浇注时，上游冶金容器的钢液从浸入式水口的内腔上开口流入，从靠近底面的侧壁上的侧孔流出，并进去结晶器内。通过对钢液流动行为的分析可以发现，现用的侧开孔浸入式水口其实存在以下两个不利因素第一，水口侧孔数量有限，不能很好的使钢液分散流入结晶器中，使得钢液对初生凝固坯壳的冲击较大，容易破坏初生坯壳的形成，特别是钢液流量较大，这种问题就会更突出。而对于常浇的板坯和方坯用浸入式水口而言，在同一高度的侧壁开多个孔会破坏水口壁面强度，增加水口损坏几率，同时，为了保证较好的流场，在浸入式水口同一高度的侧壁上，一般板坯开孔为双孔，方坯最多为四孔。第二，对于现有的浸入式水口结构而言，当侧孔面积较小时，钢液流股的冲击强度就会很大，对初生坯壳的冲击力和对液面的干扰也会很强；而当侧孔的面积较大时，钢液由于受重力作用，总是会从侧孔下部分流出来，侧孔上部分钢液流动速度很小，甚至不流动，这种情况就是通常所说的侧孔填充度很低，也就是侧孔的有效利用面积很小，因此，在钢液流量较大时，仅仅增大侧孔面积并不能真正的增大钢液的出口面积，减少钢液的冲击力度，避免初始凝固坯壳的破坏和液面剧烈波动。在授权公告号为CN201603853U的技术专利中，公开了一种用于浇注常规板坯的放钢液湍流的四孔浸入式水口，该浸入式水口的主要技术方案是水口本体的下部管壁上分别设置有不在同一高度的一对钢液上吐出孔和一对钢液下吐出孔。这种浸入式水口的上下不同高度的侧孔对于分散钢液有一定的作用，但由于钢液受重力作用，总是向下流动，因此下面侧孔的钢液流股冲击依然很强，上面侧孔流出的钢液很少，钢液并不能很好的均匀分散至各个侧孔。即使下面的侧孔很小，在自上而下的钢液重力压迫下，下面侧孔钢液的冲击力很强。因此，这种设计方式并不能很好分配出口的钢液流动，减少钢液对坯壳的冲击破坏作用。因此，随着铸坯拉速普遍提高，现场浇注时的钢液流量也不断增大，采用常规水口浇注时造成的钢液冲击力过大的问题就显得更为突出，为解决这一问题，就有必要对常规浸入式水口的结构进行改进，以更好的适当于现代高效连铸技术的发展
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可分散钢液冲击力，在保证水口壁面强度的情况下，使钢液合理的分配至多个侧孔，减少钢液的冲击对初生凝固坯壳的破坏和对液面的干扰，有效的改善结晶器内的流场，提高铸坯的凝固质量的浸入式水口。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多级分流型连铸浸入式水口 包括由侧壁和底板围成的上端开口的水口本体，所述本体限定了一个垂直的内腔，所述侧壁靠近底板上方的位置上开设有贯通侧壁的侧孔，所述侧壁垂直方向上顺次设置有至少两对侧孔，所述每一对侧孔处于侧壁的同一高度，在相邻两对侧孔之间的侧壁上设有一个向水口内腔中心方向凸出的凸阶。本专利技术为解决现有技术单纯多开的侧孔不能有效利用的问题，将多个侧孔分为两两一对，并由上到下分层级布置在侧壁上，在每对侧孔之间设置凸阶用于分层级减缓钢液流速并配合侧孔分流钢液，以达到较好的分散钢液冲击力的效果，在保证了水口壁面强度的情况下，使钢液合理的分配至多个侧孔，减少钢液的冲击对初生凝固坯壳的破坏和对液面的干扰，有效的改善了结晶器内的流场，提高了铸坯的凝固质量。作为优选，所述侧孔为三对，从下到上依次为第一对侧孔、第二对侧孔和第三对侧孔，在第一对侧孔与第二对侧孔之间的侧壁上设有一个向水口内腔中心方向凸出的第一凸阶，第二对侧孔与第三对侧孔之间设有一个向水口内腔中心方向凸出的第二凸阶，所述第一凸阶的面积大于第二凸阶。第一凸阶用于保证部分钢液能从凸阶上流入第二对侧孔中并流入结晶器中，第二凸阶用于保证从内腔流下的部分钢液能进入第三对侧孔并流入结晶器中。作为优选，所述第二凸阶和第一凸阶的横截面形状与内腔相同，所述第二凸阶、第一凸阶与内腔底板横截面的面积比为1:2:3。该结构可以保证进入第一对侧孔的钢液量、进入第二对侧孔的钢液量和进入第三对侧孔的钢液量近似相等，非常有利于钢液均匀分散流出，避免局部冲击过大。作为优选，所述第一对侧孔的下沿与水平方向呈-10° 10°的倾角，所述第二对侧孔下沿与水平方向呈向下15°至向上5°的倾角，第三对侧孔下沿与水平方向呈向下25。至0°的倾角。该结构可以使处于水口下端的第一对侧孔流出的钢液冲击深度不至于过大，而处于上端的第三对侧孔流出的钢液对液面的扰动也较小。作为优选，所述每对侧孔的大小相等、形状相同，每一对侧孔均沿水口内腔的中心线呈轴对称。该结构保证钢液流出比较均匀。作为优选，所述侧孔为带倒角的方形，且其横向边长长于纵向边长。该结构在保证足够多分流层级的情况下确保较大的出液口。作为优选，所述凸阶上表面与侧孔下沿齐平。采用该结构对钢液的导流更流畅，效果更好。 作为优选，所述凸阶上表面为倾斜面，所述倾斜面由靠近水口内腔中心位置处向下倾斜延伸至侧壁。该结构可以很好的将从水口内腔流下的钢液导入第二对侧孔和第三对侦吼中。作为优选，所述水口本体的横截面为圆形、椭圆形、倒角的方形或者前后两边为直线、左右两边为弧线的扁形。作为优选，所述侧壁外表面呈环套状设置有渣线。该结构可以较好地保护水口。本专利技术相对于现有技术的有益效果是 (O由于采用了凸阶引流的多孔结构，因此可以使钢液从浸入式水口的侧孔均匀分配出去，可以减轻钢液的冲击速度和强度，避免钢液对初生凝固坯壳的破坏作用，还可以减小钢液对液面的扰动作用，防止液面卷渣和弯月面处形成裂纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级分流型连铸浸入式水口，包括由侧壁（2）和底板（3）围成的上端开口的水口本体（1），所述本体（1）限定了一个垂直的内腔（5），所述侧壁靠近底板（3）上方的位置上开设有贯通侧壁（2）的侧孔，其特征在于：所述侧壁（2）垂直方向上顺次设置有至少两对侧孔，所述每一对侧孔处于侧壁的同一高度，在相邻两对侧孔之间的侧壁上设有一个向水口内腔中心方向凸出的凸阶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海伦，青雪梅，马春武，幸伟，徐永斌，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：