一種厚板坯和大方坯結晶器用浸入式水口的製作方法

2023-06-09 14:37:36 1

專利名稱：一種厚板坯和大方坯結晶器用浸入式水口的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於鋼坯連鑄結晶器浸入式水口裝置，主要涉及厚板坯和大方坯連鑄時結晶器所用(此處的厚板坯是指厚度大於250mm的連鑄板坯，大方坯一般是指鑄坯橫斷面尺寸大於200mmX200mm的連鑄方坯)的浸入式水口裝置。
背景技術：
在鋼的連續澆注過程中，需要通過由耐火材料製備的浸入式水口裝置將中間包內的鋼液連續不斷的輸送至結晶器內。浸入式水口不僅可以防止鋼液暴露在空氣中產生氧化，還可以調節鋼液在結晶器內的流動模式，使鋼液在結晶器內以較好的狀態進行凝固。鑄坯質量的保證和連鑄工藝的順行都和結晶器內的鋼液流動行為有密切的聯繫，而控制結晶器內鋼液流動行為的最主要手段就是選擇合適的浸入式水口結構尺寸來滿足結晶器澆注斷面、拉速以及鋼種等澆注條件的要求。一般認為，衡量浸入式水口結構尺寸是否合理就是看採用該浸入式澆注時結晶器內流場是否滿足以下三點(1)合適的液面波動，既能避免保護渣翻卷和彎月面破壞等問題，又能有效化渣；(2)結晶器橫向上均勻的溫度和成分分布，可以防止熱應力過大產生縱裂和成分不均勻產生偏析，又能避免局部過冷結殼；(3)鋼水熱中心儘量上移，可以促進初生坯殼合理生長和夾雜、氣泡的有效上浮。現有技術下，厚板坯結晶器主要採用雙側孔浸入式水口澆注；大方坯根據澆注要求不同可以採用直通型水口、雙側孔水口以及四側孔水口。厚板坯和大方坯所採用的雙側孔水口主體結構基本相同，均是由垂直方向的內腔和與內腔相連的左右對稱的兩個側孔組成，澆注時側孔對準結晶器窄面中心，側孔形狀可以為倒角長方形、圓形、橢圓形和上下為半圓、中間為矩形的近橢圓形。該類型側孔的一個突出特點是，側孔上下壁面與水平方向呈一定的傾角，但左右兩壁面保持水平，與結晶器寬面相平行。厚板坯結晶器和大方坯結晶器採用現有雙側孔水口澆注時，由於結晶器窄面寬度遠大於水口側孔的寬度，而側孔兩側壁面又與窄面垂直，因而，鋼液從水口運行至結晶器窄面時，只能射流至窄面中間的部位， 在橫向上不能分布至整個窄面，使結晶器橫向上的溫度和成分難以均勻，容易產生縱向裂紋或成分偏析等缺陷。特別是角部，由於本身是二維冷卻，又得不到水口流出高溫鋼液的補充，常常出現結冷鋼或保護渣結塊等問題，嚴重影響了連鑄工藝順行和連鑄坯質量。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術的上述不足，提供一種厚板坯和大方坯結晶器用浸入式水口，使得厚板坯和大方坯結晶器內得到較好的鋼液流動模式，在橫向上得到均勻的溫度和成分分布，有效的避免角部結冷鋼或保護渣結塊等生產問題，保證連鑄工藝順行和鑄坯質量。為達到上述目的，本實用新型的技術方案是一種厚板坯和大方坯結晶器用浸入式水口，包括側壁、與側壁相連的底部，水口上部敞開，側壁與底部圍成垂直方向的中空環體內腔，側壁上開設兩個形狀、大小相同，與內
3腔相連通並且沿內腔中心線呈軸對稱的側孔，側孔上下壁面為平面且與水平方向呈傾斜角度，側孔左右兩壁面為平面；其特徵在於側孔左右兩壁面均由內向外傾斜、呈外擴的喇叭狀。側孔左右兩壁面均由內向外傾斜、傾角範圍為5° 45°。側孔上下側面均由內向外同時向下或向上傾斜、並與水平面呈-25° 15°的傾角。水口的內腔截面為圓形、橢圓形或者扁平形；內腔下端的水口底部為凸底、平底或者凹底。本實用新型的雙側孔浸入式水口，相對於現有技術，存在如下有益效果由於側孔左右壁面有外擴的傾角，從水口側孔流出的鋼液可以在外擴傾角的導流作用下向窄面靠近角部的兩側運動，使鋼液在橫向上能夠均勻的分布至整個窄面。這樣可以防止鋼液橫向溫度和成分不均勻導致的裂紋或偏析等質量缺陷，同時，還可以使高溫鋼液直接運行至結晶器的角部，有效的避免角部因過冷產生的結冷鋼和保護渣結塊等澆注問題，使結晶器流場達到較為理想的狀態，從而更好的滿足生產需求。

圖1是本實用新型雙側孔浸入式水口的結構示意圖；圖2是側孔A向視圖；圖3是浸入式水口 B-B向剖視圖；附圖中標號如下，1-側壁，2-底部，3-內腔，4-側孔。
具體實施方式
以下結合實施例及附圖1-3對本實用新型作進一步說明，但不限定本實用新型。參見圖1 圖3，一種厚板坯和大方坯用浸入式水口，包括水口側壁1，所述水口側壁1最下端為封閉的底部2，底部2可以為凸形、平形或者凹形。側壁1與底部2圍成的中心空間為內腔3，所述內腔的截面形狀可以為圓形、橢圓形或者扁平型。位於水口本體1的底部2上側開有一對側孔4，兩側孔4與水口內腔3相通，大小相等，且沿內腔3中心線呈軸對稱。側孔4上下壁面同時由內向外往下傾斜，並與水平方向呈-25° 15°的夾角，如在 0°時上下壁面水平。所述側孔4兩側壁面由內向外存在一定的角度β (5°)， 形成一種兩側壁面向外傾斜的、呈外擴的喇叭狀側孔，具體如圖3所示。以上所揭露的僅為本實用新型的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利範圍，因此依本實用新型申請專利範圍所作的等效變化，仍屬本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種厚板坯和大方坯結晶器用浸入式水口，包括側壁、與側壁相連的底部，水口上部敞開，側壁與底部圍成垂直方向的中空環體內腔，側壁上開設兩個形狀、大小相同，與內腔相連通並且沿內腔中心線呈軸對稱的側孔，側孔上下壁面為平面且與水平方向呈傾斜角度，側孔左右兩壁面為平面；其特徵在於側孔左右兩壁面均由內向外傾斜、呈外擴的喇叭狀。
2.根據權利要求1所述的水口，其特徵在於側孔左右兩壁面均由內向外傾斜、傾角範圍為5° 45°。
3.根據權利要求1或2所述的水口，其特徵在於側孔上下側面均由內向外同時向下或向上傾斜、並與水平面呈-25° 15°的傾角。
4.根據權利要求1或2所述的水口，其特徵在於水口的內腔截面為圓形、橢圓形或者扁平形；內腔下端的水口底部為凸底、平底或者凹底。
5.根據權利要求3所述的水口，其特徵在於水口的內腔截面為圓形、橢圓形或者扁平形；內腔下端的水口底部為凸底、平底或者凹底。
專利摘要本實用新型涉及一種厚板坯和大方坯結晶器用浸入式水口，包括側壁、與側壁相連的底部，側壁與底部圍成的垂直方向的內腔或中心孔、以及側壁上與內腔相連的左右對稱的兩側孔。所述側孔上下壁面與水平方向呈傾斜角度，其特徵在於側孔左右兩壁面均由內向外傾斜、呈外擴的喇叭狀。由於側孔左右壁面外擴，從水口側孔流出的鋼液可在外擴傾角的導流作用下向窄面靠近角部的兩側運動，使鋼液在橫向上能夠均勻分布至整個窄面。能防止鋼液橫向溫度和成分不均勻導致的裂紋或偏析等質量缺陷，同時還能使高溫鋼液直接運行至結晶器的角部，有效的避免角部因過冷產生的結冷鋼和保護渣結塊等問題。
文檔編號B22D41/50GK202224648SQ201120322989
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者葉理德, 徐海倫, 邵遠敬, 馬春武 申請人:中冶南方工程技術有限公司