Ftsc薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口的製作方法

2023-11-03 18:03:22

專利名稱：Ftsc薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金連鑄設備水口領域，尤其涉及一種FTSC薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口。
背景技術：
義大利達涅利公司開發的the Flexible Thin Slab Caster (FTSC)薄板還連鑄生產的鑄坯厚度一般在65 92mm之間，寬度約為900 1650mm。FTSC薄板坯連鑄機有別於常規板坯連鑄機常用的平板式結晶器，FTSC薄板坯連鑄機的結晶器和CSP薄板坯連鑄機相似，其寬面銅板都具有由連續弧線過渡組成的曲面，整個結晶器呈「漏鬥狀」，但兩種結晶器的「漏鬥」大小尺寸不同。漏鬥型結晶器內鋼液熔池上部空間增大，使得薄板坯連鑄採用浸入式水口和連鑄保護渣成為可能，但漏鬥型結晶器內上部空間增大幅度是有限度的，因此薄板坯連鑄機用浸入式水口的鋼液流出端一般要加工成扁平形狀，即其沿結晶器寬度方向的尺寸要明顯大於沿厚度方向的尺寸。浸入式水口與中間包相連接的鋼液流入端通常為圓管形，因而連接流入端和流出端的是一個截面形狀光滑連續過渡的管狀通道。為了防止連鑄生產過程中鋼液發生二次氧化，需要向結晶器鋼液熔池液面上添加固體顆粒保護渣，使其與高溫鋼液接觸要吸收熱量而熔化，這樣才可能使連鑄保護渣起到防止鋼液二次氧化的保護劑的作用，流入凝固坯殼與結晶器銅板之間的渣膜能起到降低阻力以及吸收從鋼液中上浮的非金屬夾雜物等作用。由於連鑄保護渣熔化狀況和餵入結晶器銅板與凝固坯殼之間渣膜的好壞對連鑄生產順行和鑄坯內外質量有重要影響，這就要求來自浸入式水口在結晶器內形成的鋼液迴旋流能把高溫鋼液合理的帶到結晶器熔池上部，以利於保證連鑄保護渣的合理熔化和餵入；同時，也要防止因來自浸入式水口在結晶器內形成的鋼液迴旋流造成熔池液面的起伏和波動過大而使保護渣捲入凝固坯殼或鋼液，進而造成鑄坯質量問題和生產事故。因此，浸入式水口的整體結構(尤其內流通道截面積變化和鋼液流出端結構)在此就起到極其重要作用。根據上述對FTSC薄板坯連鑄結晶器內熔池鋼液運動行為的研究和認識，目前，國內外生產FTSC薄板坯連鑄機結晶器用的浸入式水口多採用四開孔扁平水口(參見附圖6)，四孔浸入式水口通過兩個向上吐出孔(9)直接將高溫鋼液輸送到水口周圍的熔池液面，較好地實現了熔池鋼液高溫區上移，但由於上吐出孔鋼液射流基本上垂直向上，對結晶器鋼液熔池液面的衝擊較為嚴重，而且熔池鋼液面高溫區也僅僅集中在水口周圍，使整個鋼液面溫度分布不均勻。附圖7所示屬於改進的四孔浸入式孔水口，依靠上部的向上吐出孔(9)形成的基本水平流出的鋼液射流壓制了向下吐出孔(10) 的鋼液射流引起的結晶器內循環流，而使熔池鋼液面比較平穩，但同時也造成了非金屬夾雜物上浮不利的負面作用，故不適宜對鋼坯潔淨度要求高的品種鋼連鑄生產。
發明內容[0006]本實用新型的目的是提供一種FTSC薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口，是用於FTSC薄板坯連鑄機長漏鬥型結晶器，降低結晶器內熔池液面的起伏和波動，促使結晶器內鋼液熔池高溫區上移並且溫度分布均勻，改善鋼液凝固坯殼的均勻性，並有利於鋼液中的非金屬夾雜物上浮被連鑄保護渣吸收。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是FTSC薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口，包括上部的鋼液流入端、中部流道、下部流出端依次相連，所述中部流道的截面從上部入口到下部出口越來越扁、越來越寬，所述下部流出端上設有兩側對稱的吐出孔，吐出孔之間設有分流體，其特徵在於，所述吐出孔為兩個，所述吐出孔的側傾角a為11 13°、高H為133 138mm、寬d為27 28mm。所述中部流道的截面從上部入口到下部出口是連續過渡的，中部流道的入口截面為圓管形，內徑dl為79 80mm,外徑Dl為120 125mm ;中部流道的控制截面為扁圓管形，控制截面內徑長軸a2為188 190mm，內徑短軸d2為37 38mm，外徑長軸L2為250 255mm，外徑短軸D2為93 95mm ;中部流道的出口截面為扁圓管形，內徑長軸a3為260 262mm,內徑短軸d3為28 29mm，外徑長軸L3為310 315mm，外徑短軸D3為74 76mm，所述控制截面與入口截面的間距為418 420mm,控制截面與出口截面的間距為188 190mmo所述分流體設在下部流出端中心軸線上，其導流角P為13 14°、寬b為38 40mm、高 h 為 53 55mm。所述下部流出端的底端面長a為150 155mm、寬c為59 61mm。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是I)採用了方向基本向下的合適開口度的兩個吐出孔的下部扁平類型結構，增大了浸入式水口外壁與結晶器銅板間的距離，有利於水口周圍鋼水的流動和防止凝固中的坯殼與水口粘連；2)水口的鋼液內通道和流出端的結構尺寸經過優化設計，使其工作時從工作端吐出口流出的鋼水射流速度減小，在其兩個吐出口下方形成的兩個對稱的迴旋區的渦心位置比較高，特別有利於鋼液中非金屬夾雜物的上浮被保護渣吸收去除；3)本水口在浸入120 200mm深度工作範圍內具有非常小的鋼液面波動幅度(±3mm)，特別有利於避免結晶器內鋼液面卷渣現象的發生；4)在4.0 4. 5m/min基本工作拉速及浸入120 200mm深度工作範圍內工作時，結晶器內熔池液面的鋼液溫度分布均勻，特別有利於鋼液凝固形成四周厚度均勻的初生結晶坯殼，進而保證薄板坯的表面質量。

圖I是本實用新型實施例結構示意圖；圖2是圖I中沿A-A線剖視圖；圖3是圖I中沿B-B線剖視圖；圖4是圖I中沿C-C線剖視圖；圖5是圖I的仰視圖；圖6是現有技術水口一 ；[0023]圖I是現有技術水口二。圖中1-鋼液流入端2-中部流道3-下部流出端4-入口截面5-控制截面6-出口截面7-吐出孔8-分流體9-向上吐出孔10-向下吐出孔
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明見圖I至圖5，是本實用新型FTSC薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口實施例結構示意圖，包括上部圓管狀鋼液流入端I、中部流道2、下部流出端3依次相連，中部流道2的截面從上部入口到下部出口越來越扁、越來越寬，下部流出端3上設有兩側對稱的吐出孔7，吐出孔7為兩個，改變了目前FTSC薄板坯連鑄結晶器多數採用的四孔結構，使本實用新型在FTSC薄板坯連鑄結晶器內能形成以兩個主要迴旋流為特徵的更合理的鋼液流場和溫度場，本實用新型經過水力學模型和計算機仿真模擬分析優化設計的整體結構和尺寸如下吐出孔7的側傾角a為11 13。、高H為133 138_、寬d為27 28_，吐出孔7之間設有分流體8，分流體8設在下部流出端中心軸線上，其導流角P為13 14°、寬b為38 40臟、高h為53 55臟。中部流道2的截面從上部入口到下部出口是連續過渡的，中部流道的入口截面4為圓管形，內徑dl為79 80mm,外徑Dl為120 125mm ;中部流道的控制截面5為扁圓管形，控制截面5內徑長軸a2為188 190mm,內徑短軸d2為37 38mm,外徑長軸L2為250 255mm，外徑短軸D2為93 95mm ;中部流道的出口截面6為扁圓管形，出口截面6內徑長軸a3為260 262mm，內徑短軸d3為28 29mm，外徑長軸L3為310 315mm，外徑短軸D3為74 76mm，控制截面5與入口截面4的間距為418 420mm，控制截面5與出口截面6的間距為188 190mm。下部流出端3的底端面長a為150 155mm、寬c為59 61mm。
權利要求1.FTSC薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口，包括上部的鋼液流入端、中部流道、下部流出端依次相連，所述中部流道的截面從上部入口到下部出口越來越扁、越來越寬，所述下部流出端上設有兩側對稱的吐出孔，吐出孔之間設有分流體，其特徵在於，所述吐出孔為兩個，所述吐出孔的側傾角a為11 13°、高H為133 138mm、寬d為27 28mm。
2.根據權利要求I所述的FTSC薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口，其特徵在於，所述中部流道的截面從上部入口到下部出口是連續過渡的，中部流道的入口截面為圓管形，內徑dl為79 80mm,外徑Dl為120 125mm ;中部流道的控制截面為扁圓管形,控制截面內徑長軸a2為188 190臟，內徑短軸d2為37 38mm，外徑長軸L2為250 255mm，外徑短軸D2為93 95mm ;中部流道的出口截面為扁圓管形，內徑長軸a3為260 262mm，內徑短軸d3為28 29mm，外徑長軸L3為310 315mm，外徑短軸D3為74 76mm，所述控制截面與入口截面的間距為418 420mm，控制截面與出口截面的間距為188 190mm。
3.根據權利要求I或2所述的FTSC薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口，其特徵在於，所述分流體設在下部流出端中心軸線上，其導流角P為13 14°、寬b為38 40mm、高h為53 55mm。
4.根據權利要求3所述的FTSC薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口，其特徵在於，所述下部流出端的底端面長a為150 155mm、寬c為59 61mm。
專利摘要本實用新型涉及冶金連鑄設備水口領域，尤其涉及一種FTSC薄板坯連鑄結晶器用兩孔式浸入式水口，包括上部的鋼液流入端、中部流道、下部流出端依次相連，所述下部流出端上設有兩側對稱的吐出孔，吐出孔之間設有分流體，其特徵在於，所述吐出孔為兩個，所述吐出孔的側傾角α為11～13°、高H為133～138mm、寬d為27～28mm。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是1)有利於水口周圍鋼水的流動和防止凝固中的坯殼與水口粘連；2)有利於鋼液中非金屬夾雜物的上浮被保護渣吸收去除；3)有利於避免結晶器內鋼液面卷渣現象的發生；4)有利於鋼液凝固形成四周厚度均勻的初生結晶坯殼，進而保證薄板坯的表面質量。
文檔編號B22D41/50GK202356618SQ20112051612
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者李波, 李濤, 王仁貴, 陳永範 申請人:遼寧科大東方巨業高級陶瓷有限公司, 遼寧科技大學