專利名稱：一種可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼的連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可降低鋼液沖擊的用于板坯連鑄結(jié)晶器的浸入式水口裝置。
背景技術(shù)：
在冶金工業(yè)中經(jīng)常用到浸入式水口，其主要作用是防止鋼液的二次氧化、氮化、噴濺，同時避免液面卷渣、調(diào)節(jié)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動模式和溫度分布，從而促使結(jié)晶器內(nèi)的坯殼均勻無缺陷生長，并盡量減少鋼液中的氣體和非金屬夾雜物。目前的板坯和大方坯結(jié)晶器所采用的側(cè)開孔浸入式水口主體結(jié)構(gòu)是耐火材料壓制而成的上端開口、底端封閉、側(cè)面開孔的空心管道，上端開孔的中心內(nèi)腔和靠近底板的側(cè)開孔相互連通，并構(gòu)成澆注時鋼液
的流動通道。實際澆注時，上游冶金容器的鋼液從浸入式水口的內(nèi)腔上開口流入，從靠近底面的側(cè)壁上的側(cè)孔流出，并進(jìn)去結(jié)晶器內(nèi)。通過對鋼液流動行為的分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)用的側(cè)開孔浸入式水口其實存在以下兩個不利因素第一，水口側(cè)孔數(shù)量有限，不能很好的使鋼液分散流入結(jié)晶器中，使得鋼液對初生凝固坯殼的沖擊較大，容易破壞初生坯殼的形成，特別是鋼液流量較大，這種問題就會更突出。而對于常澆的板坯和方坯用浸入式水口而言，在同一高度的側(cè)壁開多個孔會破壞水口壁面強(qiáng)度，增加水口損壞幾率，同時，為了保證較好的流場，在浸入式水口同一高度的側(cè)壁上，一般板坯開孔為雙孔，方坯最多為四孔。第二，對于現(xiàn)有的浸入式水口結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)側(cè)孔面積較小時，鋼液流股的沖擊強(qiáng)度就會很大，對初生坯殼的沖擊力和對液面的干擾也會很強(qiáng)；而當(dāng)側(cè)孔的面積較大時，鋼液由于受重力作用，總是會從側(cè)孔下部分流出來，側(cè)孔上部分鋼液流動速度很小，甚至不流動，這種情況就是通常所說的側(cè)孔填充度很低，也就是側(cè)孔的有效利用面積很小，因此，在鋼液流量較大時，僅僅增大側(cè)孔面積并不能真正的增大鋼液的出口面積，減少鋼液的沖擊力度，避免初始凝固坯殼的破壞和液面劇烈波動。在授權(quán)公告號為CN201760570U的實用新型中，公開了一種基于多出口制動的浸入式水口結(jié)構(gòu)，該浸入式水口的主要技術(shù)方案是水口本體的下部管壁上分別設(shè)置有不在同一高度的鋼液上吐出孔和鋼液下吐出孔，并且使上吐出孔傾角向下，下吐出孔傾角向上，鋼液澆注時，通過水口上下吐出孔的流股反向混合撞擊后降低鋼液的沖擊能量，減緩鋼液的流速，然而，由于浸入式水口內(nèi)的鋼液是在重力驅(qū)使下流動，因此，雖然水口下吐出孔的傾角向上，鋼液流股向下流動的慣性仍舊很大，很難與上吐出孔的流股產(chǎn)生反向沖擊；此夕卜，由于鋼液總是向下流動，因此鋼液主要從下面的側(cè)孔流出，上面?zhèn)瓤琢鞒龅匿撘汉苌?，甚至沒有，所以鋼液的自制動效果并不好，因此，非常有必要尋求一種更合理的浸入式水口結(jié)構(gòu)來降低鋼液的沖擊動能，保證高拉速澆注的順利進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供提供一種能夠降低高速澆注時鋼液的沖擊動能，使鋼液均勻而緩和的分布至結(jié)晶器內(nèi)，避免過大的液面波動和液面卷渣，促使坯殼合理生長，有利于鑄坯質(zhì)量的改善和連鑄工藝順利進(jìn)行的浸入式水口。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口 包括由側(cè)壁和底板圍成的水口本體，所述本體限定了一個垂直的中心通道，所述中心通道下部中間位置安裝有中心擋板，所述中心擋板將中心通道下部分成兩個分流通道，所述兩個分流通道兩側(cè)的側(cè)壁上開設(shè)有貫通所述側(cè)壁的兩個第一出液孔，所述中心擋板下方的底板上開設(shè)有一個與所述中心擋板形狀相同、位置相應(yīng)的通孔，使得所述中心擋板與底板之間形成兩個第二出液孔。本發(fā)明采用一個中心擋板將澆注入水口中心通道的一股鋼液在水口底板分為兩股，并將這兩股鋼液從水口底板分別通過兩個出液孔導(dǎo)流出水口，從而分化了高速澆注時單股鋼液對出液孔的沖擊。此外，由于從中心擋板和底板之間形成的兩個第二出液孔中流出的兩股鋼液的流量和流速相當(dāng)，并且屬于反方向流動，因此混合后鋼液流動動能大部分都相互抵消，流速大幅度消減，大大減輕了高速澆注的鋼液對結(jié)晶器內(nèi)的有害沖擊作用，減輕了液面波動過大、液面卷渣、坯殼重熔等技術(shù)問題。從而使鋼液均勻而緩和的分布至結(jié)晶器內(nèi)，避免了過大的液面波動和液面卷渣，促使坯殼合理生長，有利于鑄坯質(zhì)量的改善和連鑄工藝。而且，本發(fā)明浸入式水口保證了良好的密封效果，澆注過程不會吸入空氣；水口出口的注流運動能緩和而均勻的沖洗凝固前沿，不會對初生坯殼產(chǎn)生過大沖擊；降低了注流的沖擊深度而不引起結(jié)晶器液面的劇烈翻滾，壁面液面卷渣和彎月面過大 波動；可始終保持結(jié)晶器液面的高溫，促進(jìn)坯殼合理生長；提高了結(jié)晶器橫向溫度和成分的均勻性。作為優(yōu)選，所述側(cè)壁由前、后兩個豎直寬壁和左右兩個弧形窄壁圍成，所述中心擋板為方形板，所述中心擋板左、右兩邊分別通過一塊豎直板與底板連接，所述兩個第二出液孔分別位于其中一塊豎直板上。該結(jié)構(gòu)使得第二出液孔的大小和形狀能夠根據(jù)需要自由設(shè)計或改造，安裝和使用更方便。作為優(yōu)選，所述兩個第一出液孔大小相等、形狀相同，且相對于內(nèi)腔的軸線對稱。該結(jié)構(gòu)使得流出水口的鋼液均勻穩(wěn)定。作為優(yōu)選，所述第一出液孔的形狀為帶倒圓角的方形，該第一出液孔下沿相對于水平方向向下傾斜。該結(jié)構(gòu)可減少鋼液對出液口口沿的沖擊，導(dǎo)流更順暢。作為優(yōu)選，所述兩個第二出液孔大小相等、形狀相同，且相對于內(nèi)腔的軸線對稱。該結(jié)構(gòu)使得流出水口的鋼液均勻穩(wěn)定。作為優(yōu)選，所述第二出液孔的形狀為橢圓形、帶倒角的長方形、圓形或上下為半圓、中間為方形的組合形狀。該結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。作為優(yōu)選，所述第二出液孔下沿與水平方向呈-25° 15°的傾角。該結(jié)構(gòu)可減少鋼液對出液口口沿的沖擊，導(dǎo)流更順暢。作為優(yōu)選，所述中心擋板的位置高于第一出液孔的上沿。該結(jié)構(gòu)可使鋼液能夠更順利的從水口左、右側(cè)壁的第一出液孔流出。作為優(yōu)選，所述第一出液孔高于第二出液孔。該結(jié)構(gòu)可以使鋼液優(yōu)先從兩個第二出液孔流出。作為優(yōu)選，所述側(cè)壁外表面呈環(huán)套狀設(shè)置有渣線。該結(jié)構(gòu)有利于保護(hù)水口本體。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，存在如下有益效果
(I)在浸入式水口底板設(shè)計了中心擋板，從而將中心通道下部分成兩個分流通道，使從水口內(nèi)腔中心流下的單股高速鋼液經(jīng)過中心擋板的緩沖后，進(jìn)入兩個分流通道，并優(yōu)先從中心擋板和底板之間形成的兩個第二出液孔中流出，由于兩股鋼液的流量和流速相當(dāng)，并且屬于反方向流動，因此混合后鋼液流動動能大部分都相互抵消，流速大幅度消減，大大減輕了高速澆注的鋼液對結(jié)晶器內(nèi)的有害沖擊作用，減輕了液面波動過大、液面卷渣、坯殼重熔等技術(shù)問題。(2)浸入式水口中的鋼液一部分從水口左、右側(cè)壁外側(cè)面的第一出液孔流出，而另一部分鋼液可以從中心擋板和地板形成的兩個對稱的第二出液孔流出，這樣可以使結(jié)晶器內(nèi)鋼液的橫向溫度和成分非常均勻，避免了局部成分偏析和局部因溫度梯度過大而產(chǎn)生裂紋。(3)由于上述結(jié)構(gòu)的浸入式水口使得鋼液的沖擊強(qiáng)度較弱，因此，鋼液的沖擊深度很低，結(jié)晶器熱中心上移，非常有利于夾雜物的上浮。


附圖I為本發(fā)明一種可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為圖I中A-A剖視圖。附圖3為圖I中B-B剖視圖。附圖4為本發(fā)明一種可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口的使用狀態(tài)參考圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的部分實施例。實施例I :
I.參見附圖I 4，本發(fā)明一種可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，包括由側(cè)壁2和底板3圍成的水口本體1，所述側(cè)壁2由前、后兩個豎直寬壁21和左右兩個弧形窄壁22圍成的扁筒形側(cè)壁，當(dāng)然，該側(cè)壁也可以是一整個圓筒形側(cè)壁或者帶倒角的方筒形側(cè)壁等其他常見側(cè)壁。所述本體I限定了一個垂直的中心通道5，所述中心通道5下部中間位置安裝有一塊方形的中心擋板7，所述中心擋板7將中心通道5下部分成兩個分流通道10，當(dāng)然，該中心擋板的形狀也可以是前后為直線邊、左右為曲線邊或折線邊的組合形狀，或者是橫向較寬的扁圓柱形板，只要能夠減緩鋼液流速并將之分流即可。所述兩個分流通道10兩側(cè)的側(cè)壁2上開設(shè)有貫通所述側(cè)壁2的兩個第一出液孔6，所述中心擋板7下方的底板3上開設(shè)有一個與所述中心擋板7形狀相同、位置相應(yīng)的通孔8，所述中心擋板左、右兩邊分別通過一塊豎直板11與底板3連接，所述每塊豎直板11上分別開設(shè)有一個第二出液孔9。所述兩個第一出液孔6大小相等，且均為帶倒圓角的方形孔，并相對于內(nèi)腔5的軸線對稱。該第一出液孔6下沿相對于水平方向向下傾斜。所述兩個第二出液孔9的形狀均為帶倒角的長方形，且大小相等并相對于內(nèi)腔5的軸線對稱，當(dāng)然，該第二出液孔9的形狀還可以是橢圓形、圓形或上下為半圓、中間為方形的組合形狀等其他常見形狀。所述第二出液孔9下沿與水平方向呈-15°的傾角。所述中心擋板7的位置高于第一出液孔6的上沿，第一出液孔6高于第二出液孔9。所述側(cè)壁2外表面呈環(huán)套狀設(shè)置有渣線4。在實際應(yīng)用中，水口側(cè)壁2和底板3 —般是由鋁碳質(zhì)或石英質(zhì)耐火材料通過等靜壓成形，渣線4采用耐渣侵蝕性較好的氧化鋯復(fù)合材料。實際澆注過程中，浸入式水口本體I下端插入板坯結(jié)晶器12內(nèi)，板坯結(jié)晶器12的液面處于渣線4的位置。鋼液從浸入式水口中心通道5的上端流入，從中心通道5中心流下的高速鋼液碰到中心擋板7后分為兩股流并分別改變方向流入兩個分流通道10，同時，鋼液的流速降低，分流通道內(nèi)的鋼液優(yōu)先從兩個相對的第二出液孔9中流出，由于鋼液是相向流出，具有反方向的速度，因此混合碰撞后，鋼液的動能大幅度降低，然后，兩個相背的第一出液孔將過多的鋼液分流，因此，鋼液進(jìn)入結(jié)晶器的沖擊速度和強(qiáng)度均較低，不會對凝固坯殼產(chǎn)生沖擊破壞作用，還可以使高溫鋼液在結(jié)晶器橫截面均勻的分布，此外，還有利于夾雜物和氣泡的上浮，為高速澆注的板坯提供質(zhì)量保證?？傊?，本發(fā)明在浸入式水口底板設(shè)計了中心擋板，從而將中心通道下部分成兩個分流通道，使從水口內(nèi)腔中心流下的單股高速鋼液經(jīng)過中心擋板的緩沖后，進(jìn)入兩個分流通道，并優(yōu)先從中心擋板和底板之間形成的兩個第二出液孔中流出，由于兩股鋼液的流量和流速相當(dāng)，并且屬于反方向流動，因此混合后鋼液流動動能大部分都相互抵消，流速大幅 度消減，大大減輕了高速澆注的鋼液對結(jié)晶器內(nèi)的有害沖擊作用，減輕了液面波動過大、液面卷渣、坯殼重熔等技術(shù)問題。浸入式水口中的鋼液一部分從水口左、右側(cè)壁外側(cè)面的第一出液孔流出，而另一部分鋼液可以從中心擋板和地板形成的兩個對稱的第二出液孔流出，這樣可以使結(jié)晶器內(nèi)鋼液的橫向溫度和成分非常均勻，避免了局部成分偏析和局部因溫度梯度過大而產(chǎn)生裂紋。由于采用上述結(jié)構(gòu)的浸入式水口使得鋼液的沖擊強(qiáng)度較弱，因此，鋼液的沖擊深度很低，結(jié)晶器熱中心上移，非常有利于夾雜物的上浮。應(yīng)理解，上述實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，包括由側(cè)壁(2)和底板(3)圍成的水口本體(I)，所述本體(I)限定了一個垂直的中心通道(5 )，其特征在于所述中心通道(5 )下部中間位置安裝有中心擋板(7)，所述中心擋板(7)將中心通道(5)下部分成兩個分流通道(10)，所述兩個分流通道(10)兩側(cè)的側(cè)壁(2)上開設(shè)有貫通所述側(cè)壁(2)的兩個第一出液孔(6)，所述中心擋板(7)下方的底板上開設(shè)有一個與所述中心擋板(7)形狀相同、位置相應(yīng)的通孔(8)，使得所述中心擋板(7)與底板(3)之間形成兩個第二出液孔(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，其特征在于所述側(cè)壁(2)由前、后兩個豎直寬壁(21)和左右兩個弧形窄壁(22)圍成，所述中心擋板(7)為方形板，所述中心擋板左、右兩邊分別通過一塊豎直板(11)與底板(3)連接，所述兩個第二出液孔(9)分別位于其中一塊豎直板(11)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，其特征在于所述兩個第一出液孔(6)大小相等、形狀相同，且相對于內(nèi)腔(5)的軸線對稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，其特征在于所述第一出液孔(6)的形狀為帶倒圓角的方形，該第一出液孔(6)下沿相對于水平方向向下傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，其特征在于所述兩個第二出液孔(9)大小相等、形狀相同，且相對于內(nèi)腔(5)的軸線對稱。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，其特征在于所述第二出液孔(9)的形狀為橢圓形、帶倒角的長方形、圓形或上下為半圓、中間為方形的組合形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，其特征在于所述第二出液孔(9)下沿與水平方向呈-25° 15°的傾角。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，其特征在于所述中心擋板(7)的位置高于第一出液孔(6)的上沿。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，其特征在于所述第一出液孔(6)高于第二出液孔(9)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可降低鋼液沖擊的連鑄浸入式水口，其特征在于所述側(cè)壁(2)外表面呈環(huán)套狀設(shè)置有渣線(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼的連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可降低鋼液沖擊的用于板坯連鑄結(jié)晶器的浸入式水口裝置。包括由側(cè)壁和底板圍成的水口本體，所述本體限定了一個垂直的中心通道，所述中心通道下部中間位置安裝有中心擋板，所述中心擋板將中心通道下部分成兩個分流通道，所述兩個分流通道兩側(cè)的側(cè)壁上開設(shè)有貫通所述側(cè)壁的兩個第一出液孔，所述中心擋板下方的底板上開設(shè)有一個與所述中心擋板形狀相同、位置相應(yīng)的通孔，使得所述中心擋板與底板之間形成兩個第二出液孔。本發(fā)明能夠降低高速澆注時鋼液的沖擊動能，使鋼液均勻而緩和的分布至結(jié)晶器內(nèi)，避免過大的液面波動和液面卷渣，促使坯殼合理生長，有利于鑄坯質(zhì)量的改善和連鑄工藝的順利進(jìn)行。
文檔編號B22D41/50GK102886515SQ201210399539
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者徐海倫, 青雪梅, 馬春武, 幸偉, 徐永斌 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司