本技術(shù)涉及薄板坯連鑄，尤其涉及一種mccr薄板坯連鑄生產(chǎn)大、小斷面鑄坯和在高、低拉速時(shí)靈活通用的浸入式水口。

背景技術(shù)：

1、在金屬液(特別是鋼液)的連續(xù)澆鑄中，具有一定過熱度的金屬液需要通過由耐火材料制作的浸入式水口(submerged?entry?nozzle，簡寫sen)從連鑄中間包澆注到連鑄結(jié)晶器內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)澆注、防止金屬液二次氧化；同時(shí)，浸入式水口(sen)的結(jié)構(gòu)和尺寸直接影響金屬液流進(jìn)結(jié)晶器內(nèi)的流場和溫度場，進(jìn)而影響連鑄坯的內(nèi)、外部質(zhì)量和連鑄生產(chǎn)效率。

2、多模式連續(xù)鑄軋生產(chǎn)線(multi-mode?continuous?casting?and?rolling，簡稱mccr)是新一代薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。mccr連鑄坯的斷面寬度可從900mm到1500mm以上，鑄坯斷面的厚度達(dá)110mm以上，連鑄生產(chǎn)最大拉速可達(dá)5.5m/min以上。一方面，mccr薄板坯連鑄機(jī)在其正常澆次的生產(chǎn)過程中，正常要求在鑄坯拉速高達(dá)5.0m/min(金屬液通量高達(dá)6噸/分鐘)以上的情況下穩(wěn)定高質(zhì)量生產(chǎn)，而在一個(gè)連鑄澆次的中間一段時(shí)間又需要在較低拉坯速度(如3.5m/min)的較低金屬液通量情況下穩(wěn)定高質(zhì)量生產(chǎn)；另一方面，mccr薄板坯連鑄機(jī)選擇生產(chǎn)的鑄坯斷面的寬度包括從900mm到1500mm以上。因此，在不同大小的鑄坯斷面和不同拉坯速度的情況下連鑄生產(chǎn)時(shí)流過浸入式水口的金屬液通量變化很大，實(shí)際要求浸入式水口能適應(yīng)mccr薄板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)大斷面和小斷面鑄坯、在高和低拉速或高和低金屬液通量的不同情況時(shí)都確保薄板坯連鑄機(jī)漏斗型結(jié)晶器內(nèi)金屬液面的穩(wěn)定性好、液面波動(dòng)幅度小，不能產(chǎn)生“液面卷渣”現(xiàn)象；同時(shí)要求金屬液面的溫度比較高，有利于保護(hù)渣熔化及其冶金功能作用的發(fā)揮，不能產(chǎn)生液面“結(jié)冷鋼”現(xiàn)象。最終達(dá)到穩(wěn)定連續(xù)澆鑄生產(chǎn)內(nèi)、外部高質(zhì)量連鑄坯的目的。

3、目前實(shí)際生產(chǎn)中只能采用兩種不同結(jié)構(gòu)尺寸的浸入式水口來適應(yīng)不同大小斷面連鑄坯的澆鑄生產(chǎn)，如此給實(shí)際的連鑄生產(chǎn)組織帶來困難和浪費(fèi)?，F(xiàn)有mccr薄板坯連鑄使用的兩種浸入式水口如圖9和圖10所示，它們應(yīng)用在mccr薄板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)1(圖9所示)的水口是應(yīng)用在中小斷面寬度(900mm-1350mm)鑄坯的連鑄生產(chǎn)，不太適應(yīng)在1350mm以上斷面寬度的連鑄坯在高拉坯速度連鑄情況下穩(wěn)定生產(chǎn)；現(xiàn)有技術(shù)2(圖10所示)的水口是應(yīng)用在中大斷面(大于1350mm)鑄坯的連鑄生產(chǎn)，不太適應(yīng)在1350mm以下斷面寬度的連鑄坯在較低拉坯速度連鑄情況下穩(wěn)定生產(chǎn)。這兩種水口在不能適應(yīng)的鑄坯斷面寬度和相應(yīng)的拉坯速度進(jìn)行連鑄生產(chǎn)過程中都造成結(jié)晶器內(nèi)金屬液面波動(dòng)過大或結(jié)晶器內(nèi)金屬液面局部溫度過低而結(jié)冷鋼等問題，不能滿足高質(zhì)量、穩(wěn)定連鑄生產(chǎn)的要求。因此，實(shí)際生產(chǎn)需要提供一種結(jié)構(gòu)尺寸的浸入式水口(sen)就能滿足適應(yīng)mccr薄板坯連鑄機(jī)澆鑄大、小斷面鑄坯和在高、低拉速等不同工藝情況下靈活通用的連鑄生產(chǎn)“高質(zhì)量鑄坯”的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種mccr薄板坯連鑄機(jī)在生產(chǎn)大、小斷面鑄坯和在高、低拉坯速度連鑄的不同情況時(shí)能夠通用的，使結(jié)晶器內(nèi)金屬液具有更好的分散、穩(wěn)定流動(dòng)和溫度分布的一種浸入式水口，滿足實(shí)現(xiàn)mccr薄板坯連鑄在各種工藝條件下采用單一浸入式水口可穩(wěn)定生產(chǎn)高質(zhì)量鑄坯的要求。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型通過采用特定的水口內(nèi)金屬液通道的構(gòu)形和通道截面面積的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。

2、一種薄板坯連鑄浸入式水口，包括水口本體及分流體和導(dǎo)流體；所述的水口本體內(nèi)設(shè)有沿中心豎直軸線方向貫通的金屬液通道，垂直于軸線的橫截面為對(duì)稱形，金屬液通道具有一個(gè)入口；所述的水口本體是由自上而下依次連接的流入段、擴(kuò)張段和流出段組成，各段內(nèi)金屬液通道之間圓滑過渡連接，本實(shí)用新型的水口的特征在于：所述的水口本體的流出段內(nèi)設(shè)置一個(gè)中心分流體和一對(duì)軸線對(duì)稱的外側(cè)分流體及一對(duì)軸線對(duì)稱的導(dǎo)流體，使水口內(nèi)金屬液通道的流出段的端面形成五個(gè)分散出口；其中：

3、所述的中心分流體設(shè)置在水口本體的流出段內(nèi)的底部中心軸線上，所述的中心分流體具有其上頂面和下底面、一對(duì)軸線對(duì)稱的側(cè)面以及中心流出通道，中心分流體的上頂面和下底面均為水平面，在中心分流體的兩側(cè)面設(shè)有一對(duì)軸線對(duì)稱的凹槽；

4、所述的一對(duì)軸線對(duì)稱的外側(cè)分流體位于所述的中心分流器體與兩側(cè)相應(yīng)的水口側(cè)壁之間，所述的外側(cè)分流體具有其導(dǎo)流圓弧頂面、內(nèi)側(cè)導(dǎo)流斜平面、外側(cè)導(dǎo)流斜平面以及下斜底面；所述的外側(cè)分流體的內(nèi)側(cè)導(dǎo)流斜平面與同側(cè)的中心分流體的側(cè)面及水口流出段內(nèi)通道的寬面構(gòu)成了水口的主流出通道；所述的外側(cè)分流體的外側(cè)導(dǎo)流斜平面與同側(cè)的位于擴(kuò)張段的靠近水口出口金屬液通道的側(cè)弧面及水口流出段內(nèi)通道的寬面，構(gòu)成水口的外側(cè)兩個(gè)輔助流出通道；

5、所述的一對(duì)軸線對(duì)稱的導(dǎo)流體設(shè)置在所述的水口本體的流出段的上部，所述的導(dǎo)流體具有其頂面、底面、外側(cè)斜平面及其內(nèi)側(cè)斜平面，所述的導(dǎo)流體的頂面和底面為水平面，每個(gè)導(dǎo)流體的內(nèi)側(cè)斜平面、外側(cè)斜平面為相互平行；所述的導(dǎo)流體的內(nèi)側(cè)斜平面和外側(cè)斜平面的傾角與同側(cè)的所述的外側(cè)分流體的內(nèi)側(cè)導(dǎo)流斜平面的導(dǎo)流傾角相同。

6、進(jìn)一步的，所述的中心分流體的兩側(cè)面設(shè)有一對(duì)軸線對(duì)稱的凹槽底面的深度從上到下為由深到淺，其凹槽底面的上部為圓弧面再過渡到其中下部的導(dǎo)流斜平面，所述的中心分流體的側(cè)面凹槽的中下部導(dǎo)流斜平面的導(dǎo)流傾角的值是從5度且包含5度至8度且包含8度；所述的中心分流體的側(cè)面設(shè)置的凹槽寬度為所述的水口本體的流出段內(nèi)金屬液通道的橫截面的最大寬度的1/3～3/4。

7、進(jìn)一步的，所述的中心分流體的底面的寬度為70mm且包含70mm至80mm且包含80mm；所述的中心分流體的頂面的最大寬度為所述的中心分流體的底面的寬度的100％且包含100％至150％且包含150％；所述的中心分流體的高度大于所述的導(dǎo)流體的底面與所述的水口本體的底部端面的距離的1/2，且小于所述的水口本體的流出段的長度的2/5。

8、進(jìn)一步的，所述的一對(duì)軸線對(duì)稱的外側(cè)分流體的外側(cè)導(dǎo)流斜平面的導(dǎo)流傾角的值為從25度且包含25度至35度且包含35度，其內(nèi)側(cè)導(dǎo)流斜平面的導(dǎo)流傾角的值為從12度且包含12度至18度且包含18度；所述的外側(cè)分流體的下斜底面構(gòu)成所述的水口本體的流出段的底部外側(cè)斜端面的一部分，該端面的水平傾角為從40度且包含40度至50度且包含50度。

9、進(jìn)一步的，所述的一對(duì)軸線對(duì)稱的外側(cè)分流體的導(dǎo)流圓弧頂面的曲率半徑為從10mm到15mm；所述的一對(duì)軸線對(duì)稱的外側(cè)分流體的最小間距為所述的水口本體的流出段內(nèi)金屬液通道的橫截面的最大長度的70％～80％；所述的外側(cè)分流體的導(dǎo)流圓弧頂面的最高點(diǎn)距水口本體的底部端面的距離為所述的水口本體的流出段的長度的80～90％。

10、進(jìn)一步的，所述的一對(duì)軸線對(duì)稱的導(dǎo)流體的最小間距為所述的水口本體的流出段內(nèi)金屬液通道的橫截面的最大長度的25％～30％，且小于所述的一對(duì)軸線對(duì)稱的外側(cè)分流體的最小間距的50％；所述的導(dǎo)流體的外側(cè)斜平面長度大于或等于其底面的長度，且小于其底面的長度的150％。

11、進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)流體的頂面的高度位置低于所述的輔助流出通道孔的上沿即所述的水口本體的流出段的入口位置為0～10mm，且高于外分流體的圓弧頂面的最高點(diǎn)位置；所述的導(dǎo)流體的底面與所述的水口本體的底部端面的距離為所述的水口本體的流出段的長度的65％～70％，且低于所述的外側(cè)分流體的導(dǎo)流圓弧頂面的最高點(diǎn)位置。

12、進(jìn)一步的，所述的一對(duì)軸線對(duì)稱的導(dǎo)流體的水平頂面與其內(nèi)側(cè)斜平面可以采用小圓弧面或小豎直面連接。

13、進(jìn)一步的，所述的水口本體的流入段內(nèi)金屬液通道為碗狀入口的圓形通道，其入口圓截面直徑為80mm～95mm，且其入口處圓截面積是出口處圓截面積的190％～210％，所述的流入段的長度為水口本體的總長度的1/8～1/7。

14、進(jìn)一步的，所述的水口本體的擴(kuò)張段內(nèi)金屬液通道的入口與所述的流入段內(nèi)金屬液通道的出口圓橫截面一致，然后，所述的擴(kuò)張段內(nèi)金屬液通道的橫截面就為扁平橫截面，并且逐漸擴(kuò)大其橫截面積，并受三個(gè)橫截面尺寸所控制，所述的擴(kuò)張段內(nèi)金屬液通道的出口處的橫截面積是其入口處的橫截面積的255％～265％；所述的擴(kuò)張段的長度為水口本體的總長度的5/7～7/9。

15、進(jìn)一步的，所述的水口本體的流出段內(nèi)金屬液通道的橫截面的最大長度為360mm～400mm，所述的水口本體的流出段的底部中間水平端面的長度為所述的水口本體的流出段內(nèi)金屬液通道的橫截面的最大長度的50～60％，所述的水口本體的流出段的長度為水口本體的總長度的1/9～1/8。

16、進(jìn)一步的，所述的水口本體的耐火材料基本壁厚為25～40mm，水口本體在擴(kuò)張段的出口附近的側(cè)面的材料壁厚沿著側(cè)面擴(kuò)張弧面曲率半徑逐漸減薄，水口本體在流出段的寬面的材料壁厚逐漸減薄為入口處壁厚的2/3，水口本體的總長度為其組成三段(流入段、擴(kuò)張段、流出段)的長度的總和。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

18、本實(shí)用新型的一種薄板坯連鑄浸入式水口能對(duì)金屬液進(jìn)行更好地自動(dòng)分散分流作用，使薄板坯連鑄機(jī)在生產(chǎn)不同大、小斷面鑄坯、不同拉速連鑄時(shí)結(jié)晶器內(nèi)金屬液都具有更合理的流動(dòng)和更好的結(jié)晶器內(nèi)溫度分布，實(shí)現(xiàn)通用一種浸入式水口滿足各種工藝條件下穩(wěn)定地進(jìn)行高質(zhì)量連鑄坯生產(chǎn)的需求，給連鑄生產(chǎn)組織帶來方便和提高生產(chǎn)效率。

19、本實(shí)用新型的一種薄板坯連鑄浸入式水口能適應(yīng)薄板坯連鑄機(jī)以3.0～5.0m/min及以上拉速進(jìn)行穩(wěn)定地生產(chǎn)全尺寸范圍斷面的鑄坯，且避免結(jié)晶器內(nèi)“液面卷渣”現(xiàn)象的發(fā)生。

20、本實(shí)用新型的一種薄板坯連鑄浸入式水口能適應(yīng)薄板坯連鑄機(jī)對(duì)全尺寸范圍斷面的鑄坯進(jìn)行穩(wěn)定地連鑄生產(chǎn)，且在各種拉速連鑄狀態(tài)時(shí)避免結(jié)晶器內(nèi)“結(jié)冷鋼”現(xiàn)象的發(fā)生。