[发明专利]板坯连铸用浸入式水口

说明书

技术领域

本发明涉及钢水连铸领域，尤其涉及一种板坯连铸用浸入式水口。

背景技术

目前，钢水连铸是将钢包中的钢水通过中间包过渡，再浇入结晶器进行冷却并连续凝固成坯壳的技术。为防止连铸过程中钢水的氧化，需进行全封闭浇注，其中在中间包到结晶器过程中需要采用浸入式水口进行保护。浸入式水口作为连铸关键功能耐火材料，其质量好坏以及设计是否合理直接关系到连铸工艺的顺行和产品质量。目前的水口设计改进都是基于减少堵塞或减少钢流的冲击强度来进行的，如将传统的直腔式结构水口改进成阶梯环状式内腔水口，从理论上分析，采用该结构以后，由于阶梯环的束流作用，h面以下的内壁不会受钢水流直接冲刷，从而减轻了A1₂O₃等夹杂物粘附。但实际生产中效果并不理想。还有的设计就是通过改变吐出孔的角度来减少冲击深度，从而促进夹杂物上浮。也有通过在水口内腔加装一个螺旋叶片来减弱出口处的钢流冲击强度或水口内壁设计成带有凸起的来减弱钢流速度，从而改善质量。但这些设计对结晶器内的流场很难起到根本性的改善作用。现有技术的水口如图1、2所示，其吐出孔3大多设置在水口本体2底部两侧，一对吐出孔3对称设置在两侧壁的中线处，其浇铸时结晶器4内的流场如图3所示，结晶器4内靠近中线的区域，此处两个相对方向流动的钢水产生碰撞，变为流动死区1，所以无法使钢流在结晶器4内产生搅拌效果的流场。随着连铸工艺技术特别是电磁冶金技术的发展，如图4所示，在结晶器4内通过电磁搅拌装置5促使钢流搅拌，可以起到减少皮下夹杂、气泡的良好效果，而且在工业大生产中已得到证明，但对于没有电磁搅拌装备的连铸机来说，要达到这种效果很难或要增加较大的投资对连铸结晶器进行改造，成本很高，而且电磁搅拌装备工作时功率利用效率非常低，使用成本也很高，并且浪费了大量的能源。

能产生类似电磁场搅拌效果的水口如专利99101507.X中公开了一种能使结晶器内钢水自旋转的“X”形浸入式水口，通过在水口内设置两个呈X形布置的圆弧板，使流出的钢水产生漩涡，起到对结晶器内的钢水搅拌的作用；但是这种水口内部增加的导流板不但制作难度大，而且其依靠向下的吐出孔产生钢流旋转，受钢水流速影响仅能在水口附近有效，离水口距离远的地方就无效果。所以其对板坯这样的大体积浇铸而言，是搅不动的，显然在工业大生产中无法实施，没有可行性。而且其为了产生漩涡式的钢水流，吐出孔向下，对板坯而言没有侧面出孔，会导致结晶器弯月面钢水温度低，出现严重热量不足，保护渣熔化不良，会产生漏钢事故或严重表面的缺陷；水口内部增加导流板，增加了钢水的流动阻力，这种水口很快就会因夹杂物在导流板上的粘附和聚集而堵塞，造成浇铸终断；一旦导流板固定不牢而脱落，会进入钢水中无法上浮，成为大型夹杂物，对产品危害极大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种板坯连铸用浸入式水口，本浸入式水口通过水口吐出孔布局改进，在结晶器内形成搅拌流场，可以起到减少皮下夹杂、气泡的良好效果。

本发明是这样实现的：一种板坯连铸用浸入式水口，水口本体底部两侧设有一对吐出孔，所述的一对吐出孔偏心设置，两个吐出孔分别在水口本体底部中线的两边，其中一个吐出孔贴近水口本体底部的一侧内壁，另一个吐出孔贴近水口本体底部对角线的另一侧内壁。

所述吐出孔向下倾斜，吐出孔与水平面角度为0~30°。

所述吐出孔向下倾斜，吐出孔与水平面角度为15°。

本发明板坯连铸用浸入式水口通过水口吐出孔布局改进，在结晶器内形成搅拌流场，形成类似于电磁搅拌装置产生的钢液流动，可以起到减少皮下夹杂、气泡的良好效果，同时消除了流动死区，能均匀钢液温度，有利于保护渣的熔化和均匀流入，从而提高板坯表面质量；吐出孔在侧面，非常适合板坯连铸的浇铸状况，结晶器弯月面热量充足，有利于保护渣熔化，润滑良好，确保安全生产，适于大规模工业生产。本发明的水口内部结构简单，与传统大生产水口一样，无导流装置等障碍物，不会导致水口内部堵塞，可靠性高；本发明与电磁搅拌装备相比，可以大幅度减少投资，同时也容易在现有的铸机上的实现，无需对连铸机结晶器进行复杂的改造，改造和使用成本都很低，节能环保，具有广泛的推广应用价值。

附图说明

图1为现有的浸入式水口结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为现有浸入式水口浇铸时结晶器内钢水流场示意图；

图4为现有浸入式水口浇铸中同时使用电磁搅拌装置的结晶器内钢水流场示意图；

图5为本发明板坯连铸用浸入式水口结构示意图；