CN202506836U - 一种连铸品种钢矩形坯用大通量出钢的整体浸入式水口 - Google Patents

Abstract

一种连铸品种钢矩形坯用大通量出钢的整体浸入式水口，是由钢水流入端1、中间连接部分2，钢水出钢口端3等三部分构成一个整体。其中，钢水出钢口端设计有对称的扁平状侧孔出钢口和底部中心出钢口等三个出钢口构成。钢水出钢口上端与水平方向形成一个导流倾角α，10°-20°之间；钢水出钢口下端与水平方向另一个导流倾角β，10°-20°之间；钢水出钢口端宽度方向最大尺寸M在160-200mm之间，水口底部出钢口直径L在20-30mm之间；出钢口端底部厚度尺寸为b在20-30mm之间，且侧出钢口端长度方向尺寸a在50-80mm之间；出钢口端厚度方向最大尺寸为N在80-120mm之间。

Description

一种连铸品种钢矩形坯用大通量出钢的整体浸入式水口

技术领域

本实用新型涉及一种连铸品种钢矩形坯用大通量出钢的整体浸入式水口，是属于钢铁冶金用连铸功能耐火材料技术领域。 

背景技术

钢铁冶金连铸技术是区别与传统模铸铸钢生产工艺，其中水冷铜板模具称为结晶器，由耐火材料制作的浸入式水口将结晶器与中间包进行连接，钢液通过水口的导流传输被从中间包里连续不断的注入结晶器中受到水冷而凝固结晶，从而形成铸坯。浸入式水口出钢口端通常根据不同连铸坯型的需要被设计成不同形状以满足钢水在结晶器中获得良好的流场及温度场要求，而浸入式水口钢水输入端常为圆管型，钢水输入端和出钢口端是一个连续过渡的简体，有时浸入式水口也会被分成上下两段，上端镶嵌在中间包包底称为上水口，下端的钢水输入端与上水口相连，出钢口插入在结晶器中，可在连续铸钢生产中得到快速更换。 

与典型的薄板坯、宽厚板坯、方坯以及圆坯生产不同的是，矩形坯的连铸生产介于板坯和方坯之间，比之典型板坯要窄和薄，而比之方坯又比较宽，其典型铸坯厚度尺寸在130-160mm，宽度尺寸在400-600mm之间。目前通常的做法是借用板坯的双侧孔浸入式水口(如图1)或方坯连铸的直通孔浸入式水口(如图2) 

浸入式水口内部流钢通道、出钢口结构及角度、水口外壁距离结晶器铜板的距离等技术参数是构成一相互联系的系统。即使将水口的出钢口端加工成扁平形状，其结构与结晶器宽度方向平行，钢水从水口出钢口端出钢并流进结晶器中，钢水的流场分布和温度场分布均也不能达到良好的冶金效果，会对夹杂物的排除、保护渣的卷入、凝固坯壳的形成以及铸坯微观结晶组织等都有较大的影响。 

此外，结晶器保护渣是一种可防止钢水二次氧化的粉末，同时又在钢水和结晶器铜板之间起到润滑剂的作用，但其需接受高温钢水提供的热量方能熔化起作用。结晶器保护渣如未能充分熔化并注入到钢水与结晶器之间，容易导致结晶器拉漏钢的质量事故及铸坯质量问题。因此，这就要求钢水经从水口出钢后能在结晶器钢水液面的上部得到均匀分布，以使钢水到很好的流场分布和温度场分布，以保证保护渣在钢水液面充分熔化。 

而矩形坯因其与典型板坯、方坯的显著特点，如其采用传统方坯连铸用直通孔结构的浸入式水口(如图1)，钢水经水口出钢口端后具有直向射流特点，向结晶器表面熔池反向回流高温钢水太少，无法获得优良的流场分布和温度场分布，从而无法促进夹杂物上浮排除，也 无法保证结晶器保护渣的充分熔化和铸坯微观结晶组织形成的效果。 

如使用典型板坯双侧孔出钢口结构的浸入式水口(如图2)，钢水经双侧孔射流后，不能兼顾结晶器中心线附近的流场分布和温度场分布的均匀，也无法达到对夹杂物的排除、保护渣的卷入、凝固坯壳的形成以及铸坯微观结晶组织等的冶金效果。 

随着钢铁冶金工业的发展，市场对品种钢需求旺盛，这对钢水洁净度、二次氧化以及夹杂物排除提出更高要求，传统的外挂式浸入式水口(如图1和2)无法解决与中包上水口配合过程容易吸氧导致钢水氧化的问题。 

基于以上分析的原因和问题，实现在设计和开发浸入式水口方面，需要解决以下四个问题：首先，实现浸入式水口出钢口射流的高温钢水可部分回流至结晶器上部，有利于夹杂物上浮排除，有效促进保护渣熔化。第二，浸入式水口出钢口端面既要保证在宽度方向满足坯型要求，又要保证在厚度方向与结晶器铜板保持距离，避免卷渣影响水口使用寿命，又须使得高温钢水在结晶器内流场分布均匀。第三，浸入式水口出钢口结构需要保证钢水射流后在结晶器中心线位置获得良好流场和温度场分布，以达到促进夹杂物的排除及铸坯微观结晶组织等的冶金效果。第四，实现浸入式水口对钢水输送的全程保护，避免吸氧对钢水二次氧化。 

实用新型内容

为解决存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种结构合理，制作简单，效果显著的用于连铸品种钢矩形坯用大通量出钢的整体浸入式水口。 

本实用新型的解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种连铸品种钢矩形坯用大通量出钢的整体浸入式水口，是由钢水流入端、中间连接部分、钢水出钢口端三部分构成一个整体；钢水出钢口端设计有三个出钢口，分别是一对称的扁平状侧孔出钢口以及一个底部中心出钢口。 

钢水流入端带有锥度的碗部结构；钢水出钢口端为具有两侧出钢及底部中心孔出钢的结构；中间部分是一个由出钢口端向钢水流入端由宽到窄渐变的结构。 

所述的钢水流入端为带一具有碗状结构的圆筒结构。 

所述的中间连接部分是一个由出钢口端向钢水流入端的方向上，在其外在结构和内腔结构均是由宽到窄扁平渐变的结构。 

所述的水口出钢口端为对称设计的扁平状侧孔出钢口以及底部中心出钢口的结构为，钢水出钢口上端与水平方向形成一个导流倾角α，α在10°-20°之间；钢水出钢口下端与水平方向另一个导流倾角β，β在10°-20°之间；钢水出钢口端宽度方向最大尺寸M在160-200mm之间，水口底部出钢口直径L在20-30mm之间；出钢口端底部厚度尺寸为b在20-30mm之间，且侧出钢口端长度方向尺寸a在50-80mm之间；出钢口端厚度方向最大尺寸为N在80-120mm之间。 

本实验新型较现行使用的双侧孔水口或直通孔水口具有以下显著技术优势： 

(1)对称设计的扁平状侧孔出钢口以及底部中心出钢口等三个出钢口结构，可实现大通钢量出钢，实现高温钢水在结晶器上部的均匀分布，可有效避免直通孔水口的高温射流钢水中心温度高两侧温度低的问题，也可避免双侧孔水口高温射流钢水两侧温度高中心温度低问题，有利于实现夹杂物上浮，铸坯微观结晶等冶金功能，提高钢水铸坯品质。 

(2)出钢口部位的导流倾角α，β，有效调节并促进高温钢水在结晶器中的回流，促进夹杂物上浮排除、保护渣的卷入、凝固坯壳的形成以及铸坯微观结晶组织等的冶金效果。 

附图说明

附图1是现有直通孔浸入式水口； 

附图2是现有双侧孔浸入式水口； 

附图3是本实用新型结构示意图； 

附图4是本实用新型侧视图； 

附图5是本实用新型A-A横向剖面图； 

附图6是本实用新型B-B横向剖面图。 

具体实施方式

实施例1： 

一种连铸品种钢矩形坯用大通量出钢的整体浸入式水口，是由钢水流入端1、中间连接部分2，钢水出钢口端3等三部分构成一个整体。其中，钢水出钢口端设计有对称的扁平状侧孔出钢口和底部中心出钢口等三个出钢口构成。 

所述的钢水流入端1为碗状结构，钢水出钢口端3为带3个出钢口的扁平结构，中间连接部分2是其外在结构和内腔结构均是由宽到窄扁平渐变的结构。 

所述的钢水出钢口端的出口上沿与其水平方向形成一个导流倾角α，α为10°；钢水出钢口下端与水平方向另一个导流倾角β，β为15°；钢水出钢口端宽度方向最大尺寸M在160mm，水口底部出钢口直径L为20mm；出钢口端底部厚度尺寸为b为20mm之间，且侧出钢口端长度方向尺寸a在60mm；出钢口端厚度方向最大尺寸为N在80mm。 

实施例2： 

结构于实例1相同，其差别在于，两个出钢口上沿导流倾角α，α为15°；钢水出钢口下端与水平方向导流倾角β，β为12°；钢水出钢口端宽度方向最大尺寸M在180mm，水口底部出钢口直径L为25mm；出钢口端底部厚度尺寸为b为25mm之间，且侧出钢口端长度方向尺寸a在75mm；出钢口端厚度方向最大尺寸为N在90mm。 

Claims (2)

1.一种连铸品种钢矩形坯用大通量出钢的整体浸入式水口，是由钢水流入端(1)、中间连接部分(2)、钢水出钢口端(3)三部分构成一个整体；其特征是，钢水出钢口端(3)设计有三个出钢口，分别是一对称的扁平状侧孔出钢口以及一个底部中心出钢口。

2.如权利要求1中所述的连铸品种钢矩形坯用大通量出钢的整体浸入式水口，其特征在于：对称设计的扁平状侧孔出钢口以及底部中心出钢口的结构为，钢水出钢口上端与水平方向形成一个导流倾角α，α在10°-20°之间；钢水出钢口下端与水平方向另一个导流倾角β，β在10°-20°之间；钢水出钢口端宽度方向最大尺寸M在160-200mm之间，水口底部出钢口直径L在20-30mm之间；出钢口端底部厚度尺寸为b在20-30mm之间，且侧出钢口端长度方向尺寸a在50-80mm之间；出钢口端厚度方向最大尺寸为N在80-120mm之间。 

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