[發明專利]板坯連鑄用浸入式水口

無效

• 申請號: 201110147683.X
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102189251A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 何宇明;胡兵;李玉剛;王謙;何生平
• 申請（專利權）人: 重慶鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: B22D41/50
• 分類號: B22D41/50
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及一種鑄造時引導金屬鋼液的水口，特別涉及一種浸入式水口。

背景技術

連鑄是將鋼液連續冷凝成鑄坯的技術，其中水冷銅制模具稱為結晶器，由耐火材料制成的浸入式水口將其與中間包連接在一起，鋼液通過水口被連續不斷地注入結晶器中接受冷卻從而凝固成具有一定厚度初生坯殼。由于進入結晶器的高溫鋼液具有較大的動能，所以對卷渣、凝固傳熱、結晶器內的溫度場分布、凝固殼厚度分布都有重要影響，從而最終影響到連鑄坯的質量。

板坯連鑄一般采用雙側孔水口進行澆注，使用雙側孔水口進行澆注時，鋼液流股垂直向下到達水口底部后，受水口底部結構的影響而改變方向，由水口側孔流出，形成傾斜向下的射流。鋼液射流到達結晶器窄面后，受到結晶器窄面的阻擋而分成上下兩股，形成上下兩個循環區。受水口插入深度的影響，上循環區的區域較小，鋼液流速較快，鋼液流股到達鋼液表面后使鋼液表面產生一定的波動；下循環區的區域較大，流速明顯小于上循環區。

結晶器內的鋼液流場是影響鑄坯質量和連鑄順行的重要因素，其中對鑄坯質量和連鑄順行影響最顯著的是鋼液流股對結晶器液面的擾動情況。鋼液對結晶器液面的擾動或波動存在兩種情形：鋼液表面波動過大會將覆蓋在鋼液表面上保護渣卷入結晶器中，會造成鑄坯表面出現渣坑以及鑄坯內部的夾雜物含量提高，影響鑄坯的質量；反之，鋼液表面的流速過小，會使鋼液表面過于平靜，上回流區鋼液向鋼液表面提供的熱量不足，造成保護渣熔化不良，無法形成均勻的液渣膜，從而導致結晶器與鑄坯之間傳熱和潤滑的不均勻，嚴重時還會發生粘結甚至造成粘結漏鋼。

一般情況下，結晶器內的鋼液流場主要通過水口的側孔面積和傾角來控制，使用傳統水口進行澆注時，從水口側孔流出的鋼液流股到達結晶器窄邊后沿上循環區鋼液表面流向結晶器中部的過程中，由于結晶器寬度較大，流股經過較長距離的流動，速度衰減較大，使得結晶器中部表面的鋼液流速較慢，鋼流傳遞出的熱量較少，從而造成保護渣熔化不良。為了增加結晶器中部表面的鋼液流速，需要減小側孔的面積，增加鋼液流股的速度，但這樣又會使結晶器角部液面波動過大，造成結晶器角部的卷渣。

為了解決生產過程中結晶器流場不合理的問題，提高產品質量，保證生產順行，設計適合的浸入式水口十分必要。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種能控制結晶器角部和中部鋼液表面的波動大小，提高結晶器鋼液表面溫度，滿足板坯連鑄工藝要求的浸入式水口。

本發明板坯連鑄用浸入式水口，包括豎直的鋼液通道，所述鋼液通道的末端為封閉結構，所述鋼液通道的末段側壁設置有鋼液出孔，所述鋼液出孔的中心線向斜下方傾斜，鋼液出孔的橫截面積與鋼液通道末段的橫截面面積比為1.8～2.2。

進一步，所述鋼液出孔的橫截面的高寬比為2.0～2.5；

進一步，鋼液出孔的中心線與水平面的夾角為12°～15°；

進一步，所述水口包括進口段、出口段和連接進口段與出口段的過渡段，進口段的鋼液通道橫截面為圓形，出口段的鋼液通道橫截面為腰形，過渡段的鋼液通道橫截面由進口端的圓形圓滑過渡到出口端的腰形；所述鋼液出孔設置于出口段的鋼液通道腰形窄邊壁上。

本發明的有益效果：本發明板坯連鑄用浸入式水口，其鋼液出孔的設置位置，以及鋼液出孔和鋼液通道的橫截面面積比例選擇范圍，可保證其流速不會使鋼液表面產生過大波動，結晶器角部不會產生卷渣現象；同時，鋼液出孔的高寬比較大，可增加鋼液流股的外表面積，外表面積增加使得鋼液流股在向前流動時與周圍鋼液的能量交換增加，從而增加了結晶器中部的溫度；同時，通過側孔的下傾角度來控制側孔鋼液流股的出流傾角，從而控制鋼液流股的流動路徑長度。在鋼液流股的流動過程中，本發明水口的鋼液出孔可以使鋼液流股與周圍鋼液之間的能量交換增加，使得鋼液流股流向窄邊的過程中速度衰減增加，從而可以避免窄邊出現卷渣現象。因而本發明水口，通過控制側孔面積、側孔傾角和側孔高寬比，可很好地控制結晶器角部和中部鋼液表面的波動大小，提高結晶器鋼液表面溫度，促進保護渣均勻熔化、減少卷渣，提高鑄坯表面和內部質量，減少漏鋼，保證生產順行。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

圖1為本發明板坯連鑄用浸入式水口的俯視圖；

圖2為圖1沿A-A的剖視圖；

圖3為圖1沿B-B的剖視圖；

圖4為圖2沿C-C的剖視圖；

圖5為圖2中鋼液出孔的D向視圖。

具體實施方式