CN203209685U

CN203209685U - Ftsc薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口

Info

Publication number: CN203209685U
Application number: CN 201320217213
Authority: CN
Inventors: 陈永范; 李波; 李涛
Original assignee: Ustl Oriental Giant Advanced Ceramic Co ltd; University of Science and Technology Liaoning USTL
Current assignee: Ustl Oriental Giant Advanced Ceramic Co ltd; University of Science and Technology Liaoning USTL
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2023-04-25

Abstract

本实用新型涉及冶金连铸设备水口领域，尤其涉及一种FTSC薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口，包括上部的钢液流入端、中部流道、下部流出端依次相连，所述下部流出端上设有两侧对称的吐出孔，吐出孔之间设有分流体，其特征在于，所述吐出孔内设有中间导流体，在下部流出端形成四路吐出通道。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1）采用方向基本向下的合适开口度的四个吐出孔的下部扁平类型结构，有利于水口周围钢水的流动和防止凝固中的坯壳与水口粘连；2）水口的钢液内通道和流出端的结构尺寸经过优化设计，在其两个吐出口的四路通道下方形成的两个对称的回旋区的涡心位置比较高，特别有利于非金属夹杂物的上浮被保护渣吸收去除。

Description

FTSC薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口

技术领域

本实用新型涉及冶金连铸设备水口领域，尤其涉及一种FTSC薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口。

背景技术

意大利达涅利公司开发的the Flexible Thin Slab Caster（FTSC）薄板坯连铸生产的铸坯厚度一般在65～92mm之间，宽度约为900～1650mm。FTSC薄板坯连铸机有别于常规板坯连铸机常用的平板式结晶器，FTSC薄板坯连铸机的结晶器和CSP薄板坯连铸机相似，其宽面铜板都具有由连续弧线过渡组成的曲面，整个结晶器呈“漏斗状”，但两种结晶器的“漏斗”曲面形状大小尺寸不同。漏斗型结晶器内钢液熔池上部空间增大，使得薄板坯连铸采用浸入式水口和连铸保护渣成为可能，但漏斗型结晶器内上部空间增大幅度是有限度的，因此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，即其沿结晶器宽度方向的尺寸要明显大于沿厚度方向的尺寸。

浸入式水口与中间包相连接的钢液流入端通常为圆管形，因而连接流入端和流出端的是一个截面形状光滑连续过渡的管状通道。

为了防止连铸生产过程中钢液发生二次氧化，需要向结晶器钢液熔池液面上添加固体颗粒保护渣，使其与高温钢液接触要吸收热量而熔化，这样才可能使连铸保护渣起到防止钢液二次氧化的保护剂的作用，流入凝固坯壳与结晶器铜板之间的渣膜能起到降低拉坯阻力以及吸收从钢液中上浮的非金属夹杂物等作用。由于连铸保护渣熔化状况和喂入结晶器铜板与凝固坯壳之间渣膜的好坏对连铸生产顺行和铸坯内外质量有重要影响，这就要求来自浸入式水口在结晶器内形成的钢液回旋流能把高温钢液合理的带到结晶器熔池上部，以利于保证连铸保护渣的合理熔化和喂入；同时，也要防止因来自浸入式水口在结晶器内形成的钢液回旋流造成熔池液面的起伏和波动过大而使保护渣卷入凝固坯壳或钢液，进而造成铸坯质量问题和生产事故。因此，浸入式水口的整体结构（尤其内流通道截面积变化和钢液流出端结构）在此就起到极其重要作用。

根据上述对FTSC薄板坯连铸结晶器内熔池钢液运动行为的研究和认识，目前，国内外生产FTSC薄板坯连铸机结晶器用的浸入式水口多采用四开孔扁平水口（参见附图7、附图8）。图7所示四孔浸入式水口通过两个向上吐出孔（7）直接将高温钢液输送到水口周围的熔池液面，较好地实现了熔池钢液高温区上移，但由于上吐出孔钢液射流对结晶器钢液熔池液面的冲击波动较为严重，而且熔池钢液面高温区也仅仅集中在水口周围，使整个钢液面温度分布不均匀。图8所示属于改进的四孔浸入式孔水口，依靠上部的向上吐出孔（7）形成的基本水平流出的钢液射流压制了向下吐出孔（8）的钢液射流引起的结晶器内循环流，而使熔池钢液面波动有一定幅度改善，但同时也造成了非金属夹杂物上浮不利的负面作用，故不适宜对钢坯洁净度要求高的品种钢连铸生产。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口，用于FTSC薄板坯连铸机长漏斗型结晶器，降低结晶器内熔池液面的起伏和波动，促使结晶器内钢液熔池高温区上移并且钢液面温度分布均匀，改善钢液凝固坯壳的均匀性，并有利于钢液中的非金属夹杂物上浮被连铸保护渣吸收；同时能提高浸入式水口下部流出端的材料结构强度和抵抗高温钢液冲刷使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

FTSC薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口，包括上部的钢液流入端、中部流道、下部流出端依次相连，所述中部流道的截面从上部入口到下部出口越来越扁、越来越宽，所述下部流出端上设有两侧对称的吐出孔，吐出孔之间设有分流体，所述吐出孔内设有中间导流体，在下部流出端形成四路吐出通道。

所述中间导流体沿吐出孔内液体流向设置，其导流角δ为24～25°、宽度c2为15～16mm、长度c3为86～87mm；两中间导流体相对水口中心轴线对称分布，两中间导流体的上端间距c5为104～105mm、下端间距c4为150～152mm，下端距水口底端距离h2为59～60mm。

所述中部流道的截面从上部入口到下部出口是连续过渡的，中部流道的入口截面为圆管形，内径d1为78～80mm，外径D1为130～132mm；中部流道的控制截面一为扁圆管形，内径长轴b2为192～193mm，内径短轴d2为36～37mm，外径长轴B2为250～252mm，外径短轴D2为92～94mm；中部流道的控制截面二为扁圆管形，内径长轴b3为216～217mm，内径短轴d3为32～33mm，外径长轴B3为276～278mm，外径短轴D3为87～89mm；中部流道的控制截面三为带两条筋的扁圆管形，内径长轴b4为272～273mm，内径短轴d4为28～29mm，外径长轴B4为308～310mm，外径短轴D4为74～76mm；入口截面距控制截面一的距离为400～422mm，控制截面一距控制截面二的距离为78～80mm，控制截面二距控制截面三的距离为133～135mm。

所述吐出孔的侧倾角α为21～22°、高h为133～135mm、宽d为28～29mm。

所述分流体的导流角β为13～14°、宽c1为38～39mm、高h1为54～55mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1）采用了方向基本向下的合适开口度的四个吐出孔的下部扁平类型结构，增大了浸入式水口外壁与结晶器铜板间的距离，有利于水口周围钢水的流动和防止凝固中的坯壳与水口粘连；

2）水口的钢液内通道和流出端的结构尺寸经过优化设计，使其工作时从工作端吐出口流出的钢水射流速度减小，在其两个吐出口的四路通道下方形成的两个对称的回旋区的涡心位置比较高，特别有利于钢液中非金属夹杂物的上浮被保护渣吸收去除；

3）本水口在浸入120～200mm深度工作范围内以4.0～5.0m/min基本工作拉速生产断面宽度1350mm以下的铸坯时具有非常小的钢液面波动幅度（±2mm），特别有利于避免结晶器内钢液面卷渣现象的发生；

4）在4.0～5.0m/min基本工作拉速及浸入120～200mm深度工作范围内工作生产断面宽度1350mm以下的铸坯时，结晶器内熔池液面的钢液温度分布均匀，特别有利于钢液凝固形成四周厚度均匀的初生结晶坯壳，进而保证薄板坯的表面质量。

5）本水口在流出端内设置了中间导流体，提高浸入式水口下部流出端的材料结构强度和抵抗高温钢液冲刷使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是图1中沿D-D线剖视图；

图4是图1中沿E-E线剖视图；

图5是图1中沿F-F线剖视图；

图6是图1中沿G-G线剖视图；

图7是现有技术水口一；

图8是现有技术水口二。

图中：1-钢液流入端 2-中部流道 3-下部流出端 4-吐出孔5-分流体 6-中间导流体 7-向上吐出孔 8-向下吐出孔

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1、图2，是本实用新型薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口实施例结构示意图，包括上部圆管状钢液流入端1、中部流道2、下部流出端3依次相连，中部流道2的截面从上部入口到下部出口越来越扁、越来越宽，下部流出端3上设有两侧对称的吐出孔4，吐出孔之间设有分流体5，吐出孔4内设有中间导流体6，在下部流出端3分成四路吐出通道，改变了目前FTSC薄板坯连铸结晶器多数采用的四孔结构，使本实用新型在FTSC薄板坯连铸结晶器内能形成以两个对称的主要回旋流为特征的更合理的钢液流场和温度场。

经过水力学模型和计算机仿真模拟分析优化设计的整体结构和尺寸如下：吐出孔4的侧倾角α为21～22°、高h为133～135mm、宽d为28～29mm。分流体5的导流角β为13～14°、宽c1为38～39mm、高h1为54～55mm。

中间导流体6沿吐出孔4内液体流向设置，其导流角δ为24～25°、宽度c2为15～16mm、长度c3为86～87mm；两中间导流体6相对水口中心轴线对称分布，两中间导流体6的上端间距c5为104～105mm、下端间距c4为150～152mm，下端距水口底端距离h2为59～60mm。

见图3至图6，中部流道2的截面从上部入口到下部出口是连续过渡的，中部流道的入口截面(D-D剖面)为圆管形，内径d1为78～80mm，外径D1为130～132mm；

中部流道的控制截面一（E-E剖面）为扁圆管形，内径长轴b2为192～193mm，内径短轴d2为36～37mm，外径长轴B2为250～252mm，外径短轴D2为92～94mm；

中部流道的控制截面二（F-F剖面）为扁圆管形，内径长轴b3为216～217mm，内径短轴d3为32～33mm，外径长轴B3为276～278mm，外径短轴D3为87～89mm；

中部流道的控制截面三（G-G剖面）为带两条筋的扁圆管形，内径长轴b4为272～273mm，内径短轴d4为28～29mm，外径长轴B4为308～310mm，外径短轴D4为74～76mm；入口截面距控制截面一的距离为400～422mm，控制截面一距控制截面二的距离为78～80mm，控制截面二距控制截面三的距离为133～135mm。

Claims

1.FTSC薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口，包括上部的钢液流入端、中部流道、下部流出端依次相连，所述中部流道的截面从上部入口到下部出口越来越扁、越来越宽，所述下部流出端上设有两侧对称的吐出孔，吐出孔之间设有分流体，其特征在于，所述吐出孔内设有中间导流体，在下部流出端分成四路吐出通道。

2.根据权利要求1所述的FTSC薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口，其特征在于，所述中间导流体沿吐出孔内液体流向设置，其导流角δ为24～25°、宽度c2为15～16mm、长度c3为86～87mm；两中间导流体相对水口中心轴线对称分布，两中间导流体的上端间距c5为104～105mm、下端间距c4为150～152mm，下端距水口底端距离h2为59～60mm。

3.根据权利要求1或2所述的FTSC薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口，其特征在于，所述中部流道的截面从上部入口到下部出口是连续过渡的，中部流道的入口截面为圆管形，内径d1为78～80mm，外径D1为130～132mm；中部流道的控制截面一为扁圆管形，内径长轴b2为192～193mm，内径短轴d2为36～37mm，外径长轴B2为250～252mm，外径短轴D2为92～94mm；中部流道的控制截面二为扁圆管形，内径长轴b3为216～217mm，内径短轴d3为32～33mm，外径长轴B3为276～278mm，外径短轴D3为87～89mm；中部流道的控制截面三为带两条筋的扁圆管形，内径长轴b4为272～273mm，内径短轴d4为28～29mm，外径长轴B4为308～310mm，外径短轴D4为74～76mm；入口截面距控制截面一的距离为400～422mm，控制截面一距控制截面二的距离为78～80mm，控制截面二距控制截面三的距离为133～135mm。

4.根据权利要求1所述的FTSC薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口，其特征在于，所述吐出孔的侧倾角α为21～22°、高h为133～135mm、宽d为28～29mm。

5.根据权利要求1所述的FTSC薄板坯连铸结晶器用准四孔式浸入式水口，其特征在于，所述分流体的导流角β为13～14°、宽c1为38～39mm、高h1为54～55mm。