CN201061828Y - 一种新型薄板坯连铸用扁平结构浸入式水口 - Google Patents

Abstract

一种涉及连铸设备的新型薄板坯连铸用扁平结构浸入式水口，它是由圆管形钢液流入端，扁平状钢液流出端，以及连接钢液流入端和钢液流出端的一个截面形状光滑连续过渡的细长筒状体三部分组成，所述的钢液流出端具有五个钢水吐出孔，其中除了呈左、右对称的两个上吐出孔和两个下吐出孔外，在水口工作端的正中心还设置了一个垂直向下的中心吐出孔。本实用新型结构特点能使结晶器熔池高温区较充分地上移和液面波动得到有效控制，并能满足高钢水通量的要求。

Description

一种新型薄板坯连铸用扁平结构浸入式水口

技术领域

本实用新型涉及冶金连铸设备，特别是与薄板坯连铸用浸入式水口有关。

背景技术

连续铸钢(简称连铸)是将钢液连续冷凝成铸坯的技术，其中水冷铜制模具称为结晶器，耐火材料制成的水口将其与中间包内连接在一起，钢液则通过水口被连续不断地注入结晶器接受冷却。

薄板坯连铸生产的铸坯厚度一般在50～90mm之间，宽度约为1000～1650mm。有别于常规板坯连铸机的平板式结晶器，薄板坯连铸结晶器的宽面铜板通常具有由连续弧线过渡组成的曲面，如西马克公司CSP薄板坯连铸机的漏斗型结晶器和达涅利公司薄板坯连铸机的H²结晶器(长漏斗型)。漏斗型结晶器实现了钢液熔池上部空间的扩大，使得采用浸入式水口注入钢液成为可能，并且为熔池表面保护渣熔化和喂入提供了基本条件。另一方面，受漏斗型结晶器上部空间增大幅度的限制，薄板坯连铸机用浸入式水口的钢液流出端一般要加工成扁平形状，即沿结晶器宽度方向的尺寸要明显大于沿厚度方向的尺寸。而水口与中间包相连接的钢液流入端通常为圆管形，连接流入端和流出端的是一个截面形状光滑连续过渡的细长筒状体。

作为一种防止钢液氧化的保护剂和降低凝固坯壳与结晶器铜板之间运动阻力的润滑剂，添加到结晶器钢液熔池液面上的固体颗粒保护渣需要由高温钢液提供热量而熔化。保护渣熔化状况和喂入结晶器铜板与凝固坯壳之间的好坏对连铸工艺顺行和铸坯表面质量有显著影响，这就要求来自浸入式水口的高温钢水相对集中在结晶器熔池上部，尤其要保证浸入式水口与结晶器铜板之间熔池液面的活跃。薄板坯连铸机漏斗型结晶器钢液熔池液面空间受到了来自铸坯厚度和浸入式水口的限制，因此，利用来自浸入式水口的高温钢水保证和促进熔池液面的活跃显得尤为重要，水口钢液流出端结构在此将起到重要作用。但活跃结晶器钢液熔池液面也要控制得当，过分活跃会加剧熔池液面起伏和波动，进而造成卷渣并引发铸坯质量和工艺操作事故。

围绕上述薄板坯连铸结晶器熔池钢液运动行为的控制趋势，西马克公司CSP薄板坯连铸机漏斗型结晶器采用了大开度双侧孔扁平水口(参见图1)，达涅利公司薄板坯连铸机的H²结晶器采用了四开孔扁平水口(参见图2)，鞍山市东方巨业高级陶瓷有限公司为CSP薄板坯连铸机开发了高通量四开孔扁平水口(参见图3)。图1所示浸入式水口属于普通双侧孔水口，依靠大开度侧孔结构设计可降低钢液流出水口的射流强度，从而在一定程度上减小对结晶器钢液熔池的冲击。图2所示四开孔浸入式水口通过上吐出孔直接将高温钢液输送到水口周围的熔池液面，较好地实现了高温区上移，但由于上吐出孔钢液射流基本上垂直向上，对结晶器钢液熔池液面的冲击较为严重。图3所示四开孔浸入式水口较好地解决了高钢水通量时水口射流速度过大的问题，能够同时实现了较小的熔池液面波动和高温区上移，但上吐出孔钢水流量较小使熔池液面附近的高温区主要围绕在水口周围。

在结晶器熔池高温区上移和控制熔池液面波动问题上，钢水通量具有决定性作用，与铸坯横断面尺寸和拉坯速度有关。随着增加连铸机产能问题的逐步提出，提高拉坯速度带来的高钢水通量使结晶器熔池液面波动明显加剧。目前，要求水口能够满足的钢水通量已达到4.0t/min.。

发明内容

为了解决上述技术存在的问题，本实用新型提供了一种能使结晶器熔池高温区上移和控制熔池液面波动，并能满足高钢水通量的浸入式水口。

本实用新型的主要技术方案如下：

一种用于薄板坯连铸机结晶器的扁平结构浸入式水口，它是由圆管形钢液流入端，扁平状钢液流出端，以及连接钢液流入端和钢液流出端的一个截面形状光滑连续过渡的细长筒状体三部分组成。其主要技术特征在于钢液流出端的结构。

本实用新型钢液流出端具有五个钢水吐出孔，其中除了呈左、右对称的两个上吐出孔和两个下吐出孔外，在水口工作端的正中心还设置了一个垂直向下的中心吐出孔。两上吐出孔的上缘采用了由内到外截面逐渐收缩的方式，下缘的水平导流倾角α在20～30°之间，外侧高度在25～55mm之间；两个下吐出孔分别由左、右两侧的上导流体和下导流体构建而成，其中下导流体的水平导流倾角β在55～65°之间；中心吐出孔建立在两个下导流体之间，呈直上直下的管状，宽度在30～60mm之间；钢液流出端水口宽度方向最大尺寸L在250～350mm之间，用来满足钢水通量大于4.0t/min.的要求。

本实用新型同现有技术相比存在以下优点：

1、渐收式的上吐出孔截面设计消除了吐出孔上沿附近的低压抽引区和回流涡旋，所形成近似水平的钢水射流的流量比例约为总流量的12～20％，该设计能够实现结晶器熔池液面的绝大部分钢水具有明显的过热度；

2、中心吐出孔垂直向下钢水射流的流量比例约为总流量的15～20％，它与上吐出孔共同减弱了下吐出孔(主孔)钢水流量负担，降低了下吐出孔的钢水射流速度，进而减小了熔池液面波动；

3、下吐出孔钢水射流的水平倾角控制在55～65°之间，这大大降低了结晶器熔池中钢液回旋流动对熔池液面起伏波动的影响。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下附图给出。

图1是西马克公司现有技术结构示意图；

图2是达涅利公司现有技术结构示意图；

图3是鞍山市东方巨业高级陶瓷有限公司现有技术结构示意图；

图4是本实用新型结构示意图；

图5是图4的A-A剖示图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体结构作进一步的说明。

如图4、5所示，本实用新型是由圆管形钢液流入端1，扁平状钢液流出端3，以及连接钢液流入端1和钢液流出端3的一个截面形状光滑连续过渡的细长筒状体2三部分组成，所述的钢液流出端具有五个钢水吐出孔，其中除了呈左、右对称的两个上吐出孔4和两个下吐出孔5外，在水口工作端的正中心还设置了一个垂直向下的中心吐出孔6。两个上吐出孔4的上缘采用了由内到外截面逐渐收缩的方式，下缘的水平导流倾角α在20～30°之间，外侧高度S₂在25～55mm之间；两个下吐出孔5分别由左、右两侧的上导流体8和下导流体7构建而成，其中下导流体7的水平导流倾角β在55～65°之间；中心吐出孔6建立在两个下导流体7之间，呈直上直下的管状，宽度S₁在30～60mm之间；钢液流出端水口宽度方向最大尺寸L在250～350mm之间。

实施例1

两上吐出孔4下缘的水平导流倾角α为26°，外侧高度S₂为30mm，下导流体7的水平导流倾角β为60°，中心吐出孔宽度S₁为55mm，钢液流出端3水口宽度方向尺寸L为290mm。

实施例2

两上吐出孔4下缘的水平导流倾角α为28°，外侧高度S₂为50mm，下导流体7的水平导流倾角β为57°，中心吐出孔宽度S₁为40mm，钢液流出端3水口宽度方向尺寸L为300mm。

Claims (1)

1.一种新型薄板坯连铸用扁平结构浸入式水口，它主要是由圆管形钢液流入端(1)，扁平状钢液流出端(3)，以及连接钢液流入端(1)和钢液流出端(3)的一个截面形状光滑连续过渡的细长筒状体(2)三部分组成，其特征在于：所述的钢液流出端具有五个钢水吐出孔，其中除了呈左、右对称的两个上吐出孔(4)和两个下吐出孔(5)外，在水口工作端的正中心还设置了一个垂直向下的中心吐出孔(6)，两上吐出孔(4)的上缘采用了由内到外截面逐渐收缩的方式，下缘的水平导流倾角α在20～30°之间，外侧高度S₂在25～55mm之间，两个下吐出孔(5)分别由左、右两侧的上导流体(8)和下导流体(7)构建而成，其中下导流体(7)的水平导流倾角β在55～65°之间，中心吐出孔(6)建立在两个下导流体(7)之间，呈直上直下的管状，宽度S₁在30～60mm之间，钢液流出端水口宽度方向最大尺寸L在250～350mm之间。

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