[實用新型]中間包氣動旋流水口

有效

• 申請號: 201320314088.5
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN203356556U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 江中塊;管燦
• 申請（專利權）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/10
• 分類號: B22D11/10;B22D11/117;B22D41/58
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域：

本實用新型涉及一種中間包氣動旋流水口，屬于鋼鐵冶金技術領域。

背景技術：

在當前連鑄生產工藝流程中,中間包內的鋼水經過中間包上水口和外裝浸入式水口或者中間包內裝浸入式水口進入結晶器內,鋼水在結晶器內不斷凝固成鑄坯坯殼。水口通道在澆鋼過程中會附著三氧化二鋁類的夾雜物,造成水口通著內局部或者全部堵塞,造成鋼水在結晶器內發生偏流影響鑄坯質量,嚴重時會因水口堵塞造成連鑄機發生斷澆事故。為了緩解水口通過堵塞，除了不斷降低鋼水內的夾雜物含量和優化夾雜物種類之外，還在水口通道內吹入一定量的惰性氣體以改善水口內通道的流動狀態。通過連鑄生產實踐表明，當前連鑄中間包水口澆注具有以下缺點：

（1）中間包塞棒或水口滑板處于半開度狀態時，鋼流在浸入式水口通道內處于非充滿狀態，鋼流在水口通道內不是垂直向下的，而是擺動向下的，因而鋼流流出浸入式水口兩吐出孔時會產生偏流現象，會造成結晶器液面卷渣問題，加劇板坯皮下夾渣缺陷的發生率；

（2）中間包上水口和外裝浸入式水口或者中間包內裝浸入式水口的通道內有夾雜物粘附時，鋼流也會擺動向下，形成結晶器偏流問題，加劇板坯皮下夾渣缺陷的發生率；

（3）為了改善鋼水在中間包上水口和外裝浸入式水口或者中間包內裝浸入式水口通道內的流動狀態，在通著內吹入一定量的惰性氣體如氬氣，讓鋼流膨脹，既可減緩水口堵塞，又可以改善水口偏流現象，然而帶來一個負面效應即是隨鋼流進入結晶器內未及時上浮的氣泡粘附到鑄坯殼上，形成鑄坯皮下氣泡或夾渣型氣泡。

為了改善浸入式水口偏流和板坯皮下氬氣泡問題，目前所采用的主要技術手段有：

（1）改進中間包滑動水口結構，例如由兩板式改為三板式，鋼水偏流有所改善，但改善效果不明顯；

（2）改進中間包上水口和浸入式水口的內腔設計，例如采用環形臺階、收縮型、變徑內螺紋型等水口，這些方案的工藝條件適應性差，改善流的程度也很有限；

（3）日本住友金屬公司等近年開發了機械式旋流水口，對改善偏流有一定效果，但由于螺旋葉片壽命低、極易發生粘結夾雜物而堵塞，工業應用受到限制；

（4）東北大學開發了電磁旋流水口，使用電磁力代替機械螺旋葉片，能夠改善水口偏流和水口堵塞的效果，但由中間包水口位置空間用限，設計便于操作的電磁旋流裝置比較困難，而且還要考慮與電磁結晶器液面高度傳感器干擾問題，因此工業化過程比較慢長。

實用新型內容：

本實用新型的目的是針對上述存在的問題提供一種中間包氣動旋流水口，能有效解決連鑄機結晶器內鋼液偏流、堵塞和板坯皮下氬氣泡問題。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

中間包氣動旋流水口，包括水口本體，所述的水口本體里面具有內襯，所述的內襯里面具有內腔通道，所述的內襯上沿圓周方向和垂直方向均勻分布一組惰性氣體吹入孔，所述的水口本體與所述的內襯之間具有氣室環縫，所述的水口本體上具有連通所述的氣室環縫的通氣孔。

所述的中間包氣動旋流水口，所述的惰性氣體吹入孔的孔徑為0.1~20mm之間。

有益效果：

1.本實用新型通過使用中間包氣動旋流水口，可以有效地消除中間包浸入式水口偏流問題，延緩水口內腔堵塞，氬氣泡在結晶器內易長大上浮，從而大大降低了板坯皮下夾渣和氣泡缺陷的概率，因而鋼板坯質量會得到大幅度地提高。。

2.本實用新型結構簡單，成本低，該技術易于實施和推廣使用。

附圖說明：

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是圖1的A-A剖面圖。

圖中：1、水口本體；2、內襯；3、內腔通道；4、惰性氣體吹入孔；5、氣室環縫；6、通氣孔。

具體實施方式：

如圖1所示：本實用新型的中間包氣動旋流水口，包括水口本體1，所述的水口本體里面具有內襯2，所述的內襯里面具有內腔通道3，所述的內襯上沿圓周方向和垂直方向均勻分布一組惰性氣體吹入孔4，所述的水口本體與所述的內襯之間具有氣室環縫5，所述的水口本體上具有連通所述的氣室環縫的通氣孔6。

實施例2：

實施例1所述的中間包氣動旋流水口，所述的惰性氣體吹入孔的孔徑為0.1~20mm之間。

設計原理：

目前使用的中間包上水口或內裝浸入式水口，大部分通道的上部都透氣結構，氬氣從透氣耐火材料的顆粒間隙內吹出來，達到膨脹內部鋼流作用。然而，因為耐火材料的不均勻性，沿水口通道圓周上不同位置很難做到出氣量一致的情況，很容易產生一側氣量大一側氣量小，使通道內鋼流擺動變得更大，加劇了水口偏流問題；另外，水口透氣耐火材料因制造工藝一般采用一定顆粒大小的散裝料等靜壓制成，因而氣孔的大小不受控制，大小不一，大的氣泡容易隨鋼流逸出結晶器鋼液面，小的氣泡不容易溢出結晶器鋼液面，往往容易與初生的鑄坯坯殼粘附在一起，板坯皮下形成氣泡缺陷或粘附夾雜的氣泡缺陷，嚴重影響了軋制鋼板的表面質量。理論研究表明，越小的氣泡，具有越大的表面張力，捕捉到鋼水中的夾雜物的能力就越強，然而少的氣泡浮力小，粘附夾雜物后上浮能力更差，因而這類帶夾雜物的氣泡在板坯皮下分布很多。而本實用新型的中間包氣動旋流水口，在中間包上水口或浸入式水口的通道內布置大量、一定孔徑的吹入惰性氣體的通道，并且沿著一定角度布置，可以得到理想大小的惰性氣體泡，并且在旋流的作用下,氣泡碰撞長大的幾率增加,容易在結晶器內逸出，同時惰性氣體流沿鋼流圓周方向產生旋轉，使鋼流在水口通道圓周方向上分布更均勻，減緩甚至消除了偏流現象。