浸入式水口制造技术

本发明专利技术的浸入式水口具有沿上下纵向呈管状的直筒部（１０）和左右对称的一对流钢孔（１２）；该直筒部（１０）用于使钢水从设于上端的钢水导入部（９）朝下方通过；该一对流钢孔（１２）设于该直筒部（１０）的下部，使钢水从直筒部的侧面朝横向排出；各流钢孔（１２）的内壁面平行于该流钢孔（１２）的中心轴的纵向，而且由该内壁面形成的导出部的长度为４５ｍｍ以上；设流钢孔的总截面积为（Ｓ１）、直筒部流钢孔上端位置的与直筒部轴向成直角的直筒部内孔截面积为（Ｓ２），（Ｓ１／Ｓ２）的比在０．８以上１．８以下；流钢孔的中心轴与水平所成的角度（θｔ）朝下设定在０≤θｔ≤２０°的范围。这样，可抑制从浸入式水口的流钢孔流出的钢水流的衰减，沿尽可能长的距离直线地获得期望的方向的流速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种浸入式水口 (/X^)，特别是涉及一种将钢水注入到长边为2000mm以上而且短边为150mm以下的大宽度结晶器 的连铸用的浸入式水口。
技术介绍
在钢水的连铸中，制造被称为所谓的板坯的铸坯时钢水注入用结 晶器的宽度尺寸以前不到约2000mm。最近，出现了由宽度尺寸大的 特别是约2000mm以上而且短边150mm以下的大宽度结晶器进行的 高速操作。在这样的大宽度结晶器的浇注中，从浸入式水口的流钢孔流出的 钢水流扩散到结晶器端部附近，流速变弱，而且还在拉坯的影响下， 偏往流钢孔位置下方，容易在结晶器端部的上侧产生缺乏流动性的滞 留部分。另外，结晶器内的流动也不稳定，在结晶器内的各种各样的 部分不规则地发生反流和其它局部的偏流随时间经过不停地变化等钢 水流的紊流，以及它们导致的液面变动("波动"、"起伏"、"流动方向 的转换")等，在铸坯的端部附近夹杂物不能充分上浮，保护渣不能均 匀地移动到铸坯表面，导致保护渣、夹杂物不均匀地巻入到铸坯内部 等。此外，还产生难以获得对于钢水的凝固过程中的坯壳形成所需要 或理想的结晶器内钢水的温度分布等问题。这样，对铸坯质量的不良 影响、拉漏的危险性等也增大。为了解决这样的问题，需要在结晶器宽度方向端部附近也尽可能 地降低流速，稳定地形成或维持在结晶器端部的上升流、在结晶器整 体的钢水表面附近朝中心部的流动即所谓反流等钢水流。然而，仅是 调整流钢孔的角度、流钢孔的面积等时，钢水流的扩散、衰减大，不3能获得上述那样的必要的钢水流。作为其对策，进行了这样的尝试，即，朝上方向设定浸入式水口 的流钢孔的角度等，使得直到结晶器端部附近的位置可获得液面上附 近的流动地形成从该浸入式水口的流钢孔流出的钢水流动。然而，即 使在该直筒部的壁厚范围内改变穿设于直筒部的壁的一部分的流钢孔 的角度，也不能在大宽度结晶器的端部获得足够的流动。另外，作为控制钢水流的手段，例如在专利文献1中公开了一种 浸入式水口 ，该浸入式水口超过直筒部的壁厚地使流钢孔朝侧方突出得长一些，在该流钢孔内安装以CaO为主成分的格子状、杆状等的 CaO含有体。然而，该浸入式水口虽然通过使流钢孔朝侧方延伸从而 可确定排出的钢水的流动方向，但由于在该内部形状具有一定角度， 在流钢孔内设置格子或杆状的CaO含有体等，使得钢水流动緩慢(倒 是有意这样做)，所以，不能直到大宽度结晶器的端部稳定地形成在 液面附近所需要的钢水流。另外，在专利文献2中公开了这样的构成，即，在浸入式水口的 流钢孔的上部和下部中的任一方或双方设置伸出部。然而，虽然通过 设置伸出部，可抑制下降流的形成，但当没有伸出部时，特别是钢水 流扩散而变得緩慢，特别是不能直到大宽度结晶器的端部稳定地形成 液面附近所需要的钢水流。这样的以前的由浸入式水口的流钢孔形状控制钢水流的尝试，都 不以大宽度结晶器为对象，另外，将结晶器的钢水流的减緩作为基本 要素，依然未公开直到大宽度结晶器的端部稳定地形成液面附近所需 要的钢水流的手段。[专利文献1日本实开昭63-85358号公报[专利文献2日本特开2004-344900号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种浸入式水口 ，该浸入式水口可抑制从 浸入式水口的流钢孔流出的钢水流的衰减，沿尽可能长的距离直线地获得期望方向的流速；本专利技术的目的特别是在于提供一种浸入式水 口，该浸入式水口可直到长边约为2000mm以上而且短边为150mm 以下的大宽度结晶器的端部直线地形成期望的钢水流，而且稳定地形 成结晶器端部附近的上升流和结晶器整体的钢水表面附近所需要的钢 水流。另外，本专利技术的目的还在于稳定和提高铸坯的质量以及提高连铸 工序的安全性等。在本专利技术中，"期望方向"指在长边为2000mm以上而且短边为 150mm以下的结晶器中按浇注速度为1.8t/min~4.5t/min浇注钢水时 的大多数操作条件下可设定的、钢水从浸入式水口的流钢孔流出的方 向。由于个别连铸设备.机械的规格、运行条件、电磁搅拌的有无或具 有电磁搅拌的场合的搅拌方向、程度等各企业的个别操作条件的不 同，对最佳的钢水流的方向也产生影响，所以，这样的"期望方向"应 相应于这些各个的条件对设计进行进行微调，在本专利技术中，该方向并 非以特定严格精度下的钢水流方向为前提。本专利技术者发现，为了对连铸，特别是将钢水注入到宽度约 2000mm以上而且短边150mm以下的结晶器中的连铸，解决上述问 题，尽可能不扩散地以直线形成从设置于其中央附近的浸入式水口的 流钢孔流出的时刻的钢水流很重要。另外还发现，浸入式水口的流钢孔内壁面的形状为直线，即平行 于该流钢孔的中心轴的纵向，而且由该内壁面形成的导出部的长度在 45mm以上，从而可获得抑制了上述那样的扩散的直线的钢水流。此外还得知，设流钢孔的总截面积为Sl，设直筒部的流钢孔上端 位置处的与直筒部的轴向成直角的直筒部内孔的截面积为S2，通过设 Sl/S2的比在0.8以上1.8以下，从而可^f吏从直筒部朝铅直方向落下的 钢水从流钢孔按期望的流动排出。另外还判明，通过将流钢孔的中心轴与水平所成的角度et朝下设定在0^et^20。的范围，从而可获得尽可能不扩散地按直线形成钢水 流的效果。由这样的流钢孔的构成获得的效果特别是在按浇注速度1.8t/min~4.5t/min将钢水浇注到长边2000mm以上而且短边150mm 以下的结晶器时可发挥出最显著的效果。即，本专利技术的浸入式水口具有沿上下纵向呈管状的直筒部(图2 中的符号10)和左右对称的一对流钢孔(图2中的符号12);该直筒 部用于使钢水从设于上端的钢水导入部(图2中的符号9)朝下方通 过；该一对流钢孔设于该直筒部的下部，使钢水从直筒部的侧面朝横 向排出；其第1必要条件在于上述各流钢孔的内壁面(图3中的符 号L1)平行于该流钢孔的中心轴的纵向(图3中的符号Dt)，而且由 该内壁面形成的导出部的长度为45mm以上。其中，各流钢孔部的内壁面平行于该流钢孔的中心轴纵向，是指 形成流钢孔的空间的浸入式水口的耐火材料的壁面(图3中的符号LI 的面)平行于贯通流钢孔的钢水流出方向的截面中心的轴向(图3中 的符号Dt)，换言之，意味着与流钢孔的钢水流出方向截面的形状无 关，由连接流钢孔的浸入式水口内面侧端面与浸入式水口外面侧端面 的线围成的立体相对流钢孔中心的轴向没有角度，呈圆柱形或具有多 边形等截面、沿流钢孔轴向的柱状。但是，由于制造上需要，也可具 有达到2。左右的锥度。通常，浸入式水口在铸造开始(钢水向结晶器开始注入)时刻需 要迅速地将钢水供给到结晶器，为了满足该供给速度而符合所需要的 内孔面积等地进行设计，成为在浸入式水口的内孔中没有钢水的停滞 部分的流动状态，然而在此后的稳定运行状态下，相应于拉坯速度成 为所谓的节流注入，因而产生钢水的滞留部分等。根据这样的钢水供 给能力与钢水供给速度的差距， 一般钢水流朝比流钢孔的角度(图11 (a)中的Dt)更往下方(图11 U)中的Dm)等的与流钢孔的角度 不同的方向流出(图11 (a)中的Ae的偏差)。特别是在将钢水注入到宽度(图1中的Mw)约2000mm以上的 大宽度结晶器的场合，为了对于钢水供给量确保浸入式水口内孔的必 要面积，要求浸入式水口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浸入式水口，具有沿上下纵向呈管状的直筒部和左右对称的一对流钢孔；该直筒部用于使钢水从设于上端的钢水导入部朝下方通过；该一对流钢孔设于该直筒部的下部，使钢水从直筒部的侧面朝横向排出；其特征在于：　上述各流钢孔的内壁面平行于该流钢孔的中心轴的纵向，而且由该内壁面形成的导出部的长度为４５ｍｍ以上；　设流钢孔的总截面积为Ｓ１、直筒部的流钢孔上端位置处的与直筒部的轴向成直角的直筒部内孔的截面积为Ｓ２，Ｓ１／Ｓ２的比在０．８以上１．８以下；　流钢孔的中心轴与水平所成的角度θｔ朝下设定在０≦θｔ≦２０°的范围。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：城户孝治，栗栖穰二，沟部有人，大塚博，吉田政英，
申请(专利权)人：黑崎播磨株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]