[發(fā)明專利]高拉速連鑄結(jié)晶器的浸入式水口

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210212118.1
• 申請(qǐng)日: 2012-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN102764865A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐海倫;青雪梅;馬春武;幸偉;徐永斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶南方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B22D11/10
• 分類號(hào): B22D11/10;B22D41/50
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 劉付興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼的連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及板坯和斷面尺寸大于200mm×200mm的大方坯連鑄結(jié)晶器用的高拉速連鑄結(jié)晶器的浸入式水口。

背景技術(shù)

鋼的連續(xù)鑄造是將具有一定過熱度的液態(tài)鋼水，通過水冷結(jié)晶器連續(xù)冷卻成具有一定形狀的固態(tài)坯殼的過程，在連續(xù)鑄鋼過程中，一個(gè)非常重要的步驟就是采用由耐火材料制作的浸入式水口裝置將中間包內(nèi)的鋼液連續(xù)注入結(jié)晶器內(nèi)，浸入式水口是安裝在中間包底部并插入結(jié)晶器液面以下的耐火材料套管，其主要作用是防止鋼液的二次氧化、氮化、噴濺，同時(shí)避免液面卷渣、調(diào)節(jié)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動(dòng)模式和溫度分布，從而促使結(jié)晶器內(nèi)的坯殼均勻無(wú)缺陷生長(zhǎng)，并盡量減少鋼液中的氣體和非金屬夾雜物。由于浸入式水口對(duì)于提高鑄坯質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件、穩(wěn)定連鑄操作和防止鑄坯表面和內(nèi)部質(zhì)量缺陷等方面均有顯著的效果，因此在世界各國(guó)的連鑄機(jī)上被廣泛應(yīng)用。

在通常情況下，浸入式水口的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)滿足如下要求：（1）水口出口的注流運(yùn)動(dòng)應(yīng)能緩和而均勻的沖洗凝固前沿；（2）盡量降低注流的沖擊深度而不引起結(jié)晶器液面的劇烈翻滾；（3）始終保持結(jié)晶器液面的高溫；（4）澆注過程不得吸入空氣；但是，要使得浸入式水口能夠較好的發(fā)揮其冶金作用，就必須設(shè)計(jì)合理的浸入式水口結(jié)構(gòu)形狀，特別是在連鑄拉速不斷提升、鑄坯質(zhì)量要求不斷提高的今天，浸入式水口的結(jié)構(gòu)類型也應(yīng)該進(jìn)行不斷的優(yōu)化和改進(jìn)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，板坯連鑄結(jié)晶器主要采用雙側(cè)孔浸入式水口澆注，鑄坯斷面尺寸大于200mm×200mm的大方坯連鑄結(jié)晶器可以采用雙側(cè)孔水口或者四側(cè)孔水口進(jìn)行澆注。目前的板坯和大方坯結(jié)晶器所采用的側(cè)開孔浸入式水口主體結(jié)構(gòu)是耐火材料壓制而成的上端開口、底端封閉、側(cè)面開孔的空心管道，上端開孔的中心內(nèi)腔和靠近底部的側(cè)開孔相互連通，并構(gòu)成澆注時(shí)鋼液的流動(dòng)通道。

現(xiàn)有技術(shù)中的側(cè)開孔浸入式水口具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)，第一，浸入式水口內(nèi)腔的底面呈光滑的平面或光滑的斜面；第二，所開側(cè)孔四周的壁面呈光滑的平面或斜面。上述特點(diǎn)造成浸入式水口在澆注時(shí)存在以下不利因素：其一，由于水口內(nèi)腔的底面是光滑的平面或斜面，使得鋼液沖擊底面后，造成較為強(qiáng)烈的沖擊反彈，無(wú)論水口底部是凸底、平底還是凹底，對(duì)鋼液的緩沖和動(dòng)能消耗都比較小，高拉速澆注時(shí)鋼液沖擊較強(qiáng)，使得出口流股對(duì)初生凝固坯殼沖擊較大，同時(shí)，液面波動(dòng)也很劇烈，不利于坯殼的正常生長(zhǎng)；其二，由于水口側(cè)孔四周的壁面也是呈光滑的平面或斜面，使得側(cè)孔壁面與鋼液的接觸面積有限，不能很好的利用側(cè)壁與鋼液之間的摩擦效應(yīng)降低鋼液的沖擊動(dòng)能，使得鋼液對(duì)坯殼和液面的沖擊較大，造成鑄坯質(zhì)量問題，同時(shí)，從側(cè)孔流出流股的穩(wěn)定性也較差，不利于坯殼生長(zhǎng)的均勻性。尤其是隨著高效連鑄的發(fā)展，鑄坯拉速普遍提高，連鑄時(shí)鋼液的流量相對(duì)較大，采用常規(guī)水口澆注時(shí)造成的上述不足就顯得更為突出，這就需要對(duì)常規(guī)水口進(jìn)行必要的改進(jìn)，以適當(dāng)于現(xiàn)代高效連鑄技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高拉速連鑄結(jié)晶器的浸入式水口。，通過本技術(shù)方案，能夠緩沖鋼液的沖擊能量，增大壁面對(duì)鋼液的摩擦力，降低流股的沖擊強(qiáng)度，削弱鋼液對(duì)初生凝固坯殼的破壞和對(duì)結(jié)晶器液面的擾動(dòng)，促進(jìn)結(jié)晶器內(nèi)坯殼的均勻合理生長(zhǎng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種高拉速連鑄結(jié)晶器的浸入式水口，包括有側(cè)壁和封底，所述側(cè)壁的外表面上設(shè)置有渣線，所述封底封裝在側(cè)壁下端上，所述側(cè)壁圍成具有垂直方向上開口的內(nèi)腔，靠近封底上方的側(cè)壁上開設(shè)有一個(gè)以上的側(cè)孔，所述側(cè)孔與側(cè)壁內(nèi)腔相連通，所述側(cè)壁內(nèi)腔底部側(cè)壁內(nèi)腔底部上表面低于任意一個(gè)側(cè)孔下沿，使側(cè)壁內(nèi)腔底部形成凹型，鋼液經(jīng)側(cè)壁內(nèi)腔的上開口流入，沖擊側(cè)壁內(nèi)腔底部后反彈，并從側(cè)壁的側(cè)孔中流出。

所述側(cè)壁內(nèi)腔底部上表面水平方向設(shè)置有橫直交錯(cuò)的波浪形凹槽。

所述側(cè)壁上的側(cè)孔孔壁設(shè)置成高低起伏的波浪形曲面。

所述側(cè)壁構(gòu)成的外表面和側(cè)壁內(nèi)腔構(gòu)成的內(nèi)表面的截面形狀分別為圓形、帶有倒角的矩形或前后面為平面、左右兩側(cè)為弧面的馬鞍型。

所述位于側(cè)壁上的側(cè)孔中心線與水平面間的夾角為-25°～15°。