[發明專利]一種連鑄用自旋流浸入式水口

在審

• 申請號: 201810577128.2
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108526453A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 李德偉;王強;朱曉偉;吳春雷;丸川雄凈;赫冀成
• 申請（專利權）人: 東北大學秦皇島分校
• 主分類號: B22D41/50
• 分類號: B22D41/50
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

本發明屬于連續鑄造技術領域，公開了一種連鑄用自旋流浸入式水口。其由浸入式水口和旋流引導裝置組成，其特征在于，旋流引導裝置設置于浸入式水口內，所述的旋流引導裝置為螺旋狀導軌，該螺旋狀導軌的最大外徑等于浸入式水口的內徑。本發明能夠充分發揮旋流連鑄的離心效果。本發明能夠均勻水口的出流，降低結晶器彎月面處液面波動，抑制水口側開口上方的負壓，防止保護渣的卷入，使結晶器熔池高溫區充分地上移，能充分發揮旋流連鑄的效果。

技術領域

本發明屬于連續鑄造技術領域，具體涉及一種連鑄用自旋流浸入式水口。

背景技術

鋼的連續鑄造是將具有一定過熱度的液態鋼液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。隨著連鑄技術的應用和發展，特別是由于用戶對鋼材質量越來越高的要求及國際市場的激烈競爭，連鑄坯的質量越來越受到重視，嚴格控制鋼液的潔凈度，減小鑄坯缺陷已成為連鑄生產中重要的工作。

結晶器作為連鑄機的“心臟”，是連鑄坯大多數表面缺陷和內部質量問題的發源地。有統計表明，鑄坯近80％的表面缺陷起源于結晶器，同時它也是連鑄諸多工藝環節中控制鋼水質量的最后一環，決定連鑄坯的表面質量以及非金屬夾雜物含量和分布的關鍵。而結晶器內鋼液的流動狀態直接影響著鑄坯的質量及非金屬夾雜物含量和分布。目前改善結晶器內鋼液流動的方式主要是結晶器電磁攪拌，電磁制動等技術，由于結晶器是由通水的銅板制成，磁場受銅板的屏蔽，會產生很大的衰減，嚴重影響電磁場的作用和效率。

而浸入式水口(submerged entry nozzle)是連續鑄鋼設備中安裝在中間包底部并插入結晶器鋼液面以下的澆注用耐火套管，在連鑄過程中，精煉后的鋼液經過中間包處理后，通過浸入式水口被不斷地注入結晶器接受冷卻和凝固加工。浸入式水口在保護鋼流、防止鋼水二次氧化的同時，還改變著鋼液在結晶器內的流動狀態，而連鑄結晶器內流動也對連鑄坯質量及產量有重大影響。由于鋼液在浸入式水口內的偏流造成每個吐出孔的鋼液排出量不均等，造成結晶器內液面的波動，容易形成卷渣的缺陷，而且液面波動的劇烈程度會隨著連鑄拉速的提高而加劇，這就會限制高速連鑄的實施，無法獲得更大的經濟效益。還有非常重要的一點是：由于現有的浸入式水口吐出孔上部拐角，容易限制鋼液流動而形成負壓區域，造成鋼液及保護渣的吸入，并隨鋼液主流重新流入結晶器，使鋼液中的非金屬夾雜物含量增高，對鑄坯質量產生非常不良的影響。

基礎研究表明，在連鑄浸入式水口內鋼液的旋轉流動可以有效地提高水口出流的均勻性和穩定性，改善結晶器內流動狀態和溫度分布，降低結晶器內彎月面液面波動；但是水口內旋流在對結晶器內鋼液流動產生優良影響的同時，也會對結晶器內鋼液流動帶來不良的影響，例如對結晶器寬面的沖擊增大等。而現有的連鑄用浸入式水口，既無法完全發揮旋流的作用，又無法抑制水口內旋流對結晶器內鋼液流動的不良影響，無法完全滿足水口內旋流連鑄的需要。

基于上述原因，常規連鑄常用的近似圓管型的雙側孔水口由于結構的原因，無法充分發揮水口旋流作用，也無法對旋流帶來的不良影響進行有效的彌補。

發明內容

本發明是一種能使鋼液流過水口時自動產生旋流的浸入式水口，提供一種連鑄用的自旋流浸入式水口，充分發揮旋流連鑄的效果，并且不易堵塞，即使某一段旋流引導裝置斷裂也不影響旋流的產生。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種連鑄用自旋流浸入式水口，由浸入式水口和旋流引導裝置組成，旋流引導裝置設置于浸入式水口內，所述的旋流引導裝置為螺旋狀導軌，該螺旋狀導軌的最大外徑不大于浸入式水口的內徑。

進一步地，上述旋流引導裝置為一條螺旋狀導軌或者兩條及以上螺旋狀導軌交疊而成。

進一步地，上述螺旋狀導軌為變徑結構，自中間向兩端的螺旋半徑逐漸減小。

進一步地，上述螺旋狀導軌的中間最大螺旋半徑區域長度為螺旋狀導軌總長度的1/4至3/4。