[发明专利]双水口浇注特厚板坯的连铸方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及特厚板坯(厚度在400mm以上的板坯)连铸技术领域，具体涉及一种双水口浇注特厚板坯的连铸方法和装置。

背景技术

钢液的连续浇注过程中，浸入式水口具有保护钢流、防止钢液二次氧化的功能外，还可以改变注流在结晶器内的流动状态，并分散注流带入的热量，促进坯壳的均匀生长。在常规的方坯、板坯、圆坯连铸过程中，均采用单个水口进行浇注，只用一个浸入式水口将钢液从中间包流入结晶器。

为了使结晶器内钢液流场和温度场合理，保证铸坯出结晶器形成一定的坯壳厚度，板坯连铸水口通常采用双侧孔型的单个浸入式水口，浇注时，沿侧面出口流出的钢液一方面直线运动，一方面扩张流向结晶器的窄面，在到达结晶器窄面时分为向上和向下两个流股，这两个流股对夹杂物的上浮、液面波动和温度场分布有着重要的影响，两者的相对强度具有相互矛盾又相互约束的关系。向上的流股在液面附近形成一个漩涡回流区，此回流对结晶器液面的波动起着至关重要的影响，对保护渣的熔化起决定性的作用。向下的流体也形成了与上部循环方向相反、范围较大的回流区，其强度随着向下距离的延伸而减弱，过强的向下流动不利于夹杂物和气泡上浮以及初生坯壳的长大。由此可见，钢液流动行为决定了钢液温度场，影响钢液初期凝固、保护渣功效发挥以及夹杂物上浮，进而影响铸坯质量。

在进行特厚板坯浇注过程中，随着厚度增大，由侧孔流出的钢液射流分散，冲击力减小，边部钢液与中心区域钢液温差增大，坯壳易生长得厚薄不均，出现裂纹倾向。同时，在拉速不大的条件下，从结晶器浸入式水口流出的流股很难冲击到结晶器窄面，不能形成向上的回流区，使结晶器液面不活跃，钢液向熔池上表面传递的热量下降，不利于保护渣熔化，不能发挥保护渣的润滑和传热控制能力，铸坯表面纵裂纹发生几率高。此外，流股向下冲击，中间包进入结晶器的钢液中的夹杂物上浮机会减少，会有更多的高温钢液被带到结晶器下部，影响凝固坯壳的增长速度，发生漏钢的可能性增大。因此，采用单水口不适合浇注特厚板坯。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种工艺简单的双水口浇注特厚板坯的连铸方法和装置，能避免单水口浇注特厚板坯时出现的不合理钢液流场和温度场，保证铸坯凝固坯壳均匀生长。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

双水口浇注特厚板坯的连铸方法，在一个特厚板坯连铸结晶器内竖直插入第一和第二两个浸入式水口进行浇注，其特征在于：每个水口上端分别与中间包相连通，各水口下部与结晶器连通，由此在中间包和结晶器之间形成两个独立的通道；中间包内的钢液分别通过该两个独立的通道注入结晶器中；所述中间包内每个水口上方均用一支塞棒对水口进行流量控制以实现结晶器的液位控制。

两个水口布置在结晶器的两个宽面之间的对称轴上，并以两个窄面之间的对称轴呈轴对称，两个水口的中心间距为600～1200mm。

各水口本体为圆柱形筒体，上端开口、底部封闭、中间为浇注腔，在水口本体的环体外周侧面开设三个沿周向分布的侧孔，侧孔间夹角α在90°～120°。

在环体外周侧面同一高度沿周向分别开设三个侧孔。

侧孔间夹角α为120°。

两个塞棒均为圆柱形棒，上端外露于中间包的上方，下端为能与各水口上端结合密封的半球形或椭球形头部；使用时各塞棒头部均插入对应的水口上方，通过控制塞棒头部到水口的位置来调节进入结晶器的钢液流量。

所述中间包中设置有坝及挡墙。

各浸入式水口能够在既不敞开浇注且结晶器不断流的前提下在线更换，更换一支水口，另一支仍处于工作状态，由此提高中间包浇注时间。

浇注时，两个水口将从中间包到结晶器的钢液与空气隔绝；从各水口侧孔流出的钢液扩张流向结晶器的角部，在到达结晶器宽面或窄面时形成向上和向下两个流股，均匀边部钢液与中心区域钢液温度，并同时向熔池上表面传递热量。

双水口浇注特厚板坯的连铸装置，主要包括：第一塞棒、第二塞棒、中间包、第一浸入式水口、第二浸入式水口、结晶器；第一浸入式水口和第二浸入式水口竖直插入结晶器内，其特征在于：每个水口上端分别与中间包相连通，各水口下部的侧孔与结晶器连通，由此在中间包和结晶器之间形成两个独立的通道；中间包内的钢液分别通过该两个独立的通道注入结晶器中；所述中间包内每个水口上方均用一支塞棒对水口进行流量控制以实现结晶器的液位控制。

两个水口布置在结晶器的两个宽面之间的对称轴上，并以两个窄面之间的对称轴呈轴对称，两个水口的中心间距为600～1200mm。