[發明專利]一種多級分流型連鑄浸入式水口

無效

• 申請號: 201210391635.X
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102873290A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 徐海倫;青雪梅;馬春武;幸偉;徐永斌
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: B22D11/10
• 分類號: B22D11/10;B22D41/50
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明涉及鋼的連續鑄造技術領域，尤其涉及一種連鑄結晶器用的浸入式水口裝置。?

背景技術

鋼的連續澆注是將具有一定過熱度的液態鋼水通過水冷結晶器連續冷卻成具有一定形狀的固態鑄坯的過程，在此過程中，需要有一個耐火材料制作的套管將鋼液從上游的冶金容器中注入結晶器內，該耐火材料套管被稱為浸入式水口。浸入式水口是安裝在中間包底板并插入結晶器液面以下，其主要作用是防止鋼液的二次氧化、氮化、噴濺，同時避免液面卷渣、調節結晶器內鋼液的流動模式和溫度分布，從而促使結晶器內的坯殼均勻無缺陷生長，并盡量減少鋼液中的氣體和非金屬夾雜物。由于浸入式水口對于提高鑄坯質量、改善勞動條件、穩定連鑄操作和防止鑄坯表面和內部質量缺陷等方面均有顯著的效果，因此在世界各國的連鑄機上被廣泛應用。但是，要使得浸入式水口能夠較好的發揮其冶金作用，就必須設計合理的浸入式水口結構形狀。通常情況下，浸入式水口的結構形狀應滿足如下要求：（1）保證良好的密封效果，澆注過程不得吸入空氣；（2）水口出口的注流運動應能緩和而均勻的沖洗凝固前沿，不得對初生坯殼產生過大沖擊；（3）盡量降低注流的沖擊深度而不引起結晶器液面的劇烈翻滾，壁面液面卷渣和彎月面過大波動；（4）始終保持結晶器液面的高溫,促進坯殼合理生長；（5）盡量保證結晶器橫向溫度和成分的均勻性。據此，應根據結晶器斷面尺寸、鋼種及拉坯速度對浸入式水口進行適當的設計。

現有技術下，板坯連鑄結晶器主要采用雙側孔浸入式水口澆注，大方坯（指鑄坯斷面尺寸大于200mm×200mm的方坯）連鑄結晶器可以采用雙側孔水口或者四側孔水口進行澆注。目前的板坯和大方坯結晶器所采用的側開孔浸入式水口主體結構是耐火材料壓制而成的上端開口、底端封閉、側面開孔的空心管道，上端開孔的中心內腔和靠近底板的側開孔相互連通，并構成澆注時鋼液的流動通道。實際澆注時，上游冶金容器的鋼液從浸入式水口的內腔上開口流入，從靠近底面的側壁上的側孔流出，并進去結晶器內。通過對鋼液流動行為的分析可以發現，現用的側開孔浸入式水口其實存在以下兩個不利因素：第一，水口側孔數量有限，不能很好的使鋼液分散流入結晶器中，使得鋼液對初生凝固坯殼的沖擊較大，容易破壞初生坯殼的形成，特別是鋼液流量較大，這種問題就會更突出。而對于常澆的板坯和方坯用浸入式水口而言，在同一高度的側壁開多個孔會破壞水口壁面強度，增加水口損壞幾率，同時，為了保證較好的流場，在浸入式水口同一高度的側壁上，一般板坯開孔為雙孔，方坯最多為四孔。第二，對于現有的浸入式水口結構而言，當側孔面積較小時，鋼液流股的沖擊強度就會很大，對初生坯殼的沖擊力和對液面的干擾也會很強；而當側孔的面積較大時，鋼液由于受重力作用，總是會從側孔下部分流出來，側孔上部分鋼液流動速度很小，甚至不流動，這種情況就是通常所說的側孔填充度很低，也就是側孔的有效利用面積很小，因此，在鋼液流量較大時，僅僅增大側孔面積并不能真正的增大鋼液的出口面積，減少鋼液的沖擊力度，避免初始凝固坯殼的破壞和液面劇烈波動。

在授權公告號為CN201603853U的實用新型專利中，公開了一種用于澆注常規板坯的放鋼液湍流的四孔浸入式水口，該浸入式水口的主要技術方案是：水口本體的下部管壁上分別設置有不在同一高度的一對鋼液上吐出孔和一對鋼液下吐出孔。這種浸入式水口的上下不同高度的側孔對于分散鋼液有一定的作用，但由于鋼液受重力作用，總是向下流動，因此下面側孔的鋼液流股沖擊依然很強，上面側孔流出的鋼液很少，鋼液并不能很好的均勻分散至各個側孔。即使下面的側孔很小，在自上而下的鋼液重力壓迫下，下面側孔鋼液的沖擊力很強。因此，這種設計方式并不能很好分配出口的鋼液流動，減少鋼液對坯殼的沖擊破壞作用。

因此，隨著鑄坯拉速普遍提高，現場澆注時的鋼液流量也不斷增大，采用常規水口澆注時造成的鋼液沖擊力過大的問題就顯得更為突出，為解決這一問題，就有必要對常規浸入式水口的結構進行改進，以更好的適當于現代高效連鑄技術的發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可分散鋼液沖擊力，在保證水口壁面強度的情況下，使鋼液合理的分配至多個側孔，減少鋼液的沖擊對初生凝固坯殼的破壞和對液面的干擾，有效的改善結晶器內的流場，提高鑄坯的凝固質量的浸入式水口。