[实用新型]板坯连铸浸入式水口

说明书

技术领域

本实用新型属于钢的连续铸造技术领域，更确切的说，涉及一种板坯连铸浸入式水口。 

背景技术

钢的连续浇注是将具有一定过热度的液态钢水通过水冷结晶器连续冷却成具有一定形状的固态铸坯的过程，在此过程中，需要有一个耐火材料制作的套管将钢液从上游的冶金容器中注入结晶器内，该耐火材料套管被称为浸入式水口；浸入式水口上端垂直安装于上游冶金容器的底部，下端插入结晶器钢液面以下，其主要作用是防止钢液的二次氧化、氮化、喷溅，同时避免液面卷渣、调节结晶器内钢液的流动模式和温度分布，从而促使结晶器内的坯壳均匀无缺陷生长，并尽量减少钢液中的气体和非金属夹杂物，由于浸入式水口对于提高铸坯质量、改善劳动条件、稳定连铸操作和防止铸坯表面和内部质量缺陷等方面均有显著的效果，因此在世界各国的连铸机上被广泛应用。 

通常，要使得浸入式水口能够较好的发挥其冶金作用，就必须设计合理的浸入式水口结构形状，从而得到适应于当前浇注条件的合理结晶器流场和温度场，一般而言，合理的结晶器流场和温度场包含以下三个方面：（1）适当的结晶器液面波动和表面流速，其目标是既能防止液面裸露、保护渣翻卷以及弯月面破坏等不利因素，同时又能保证保护渣的正常熔化；（2）结晶器横向上均匀的温度和成分分布，其目的是防止横向热应力过大产生的纵裂和成分不均匀产生的偏析；（3）结晶器纵向上合理的温度梯度；为了促进坯壳较好的凝固，在保证上述两个条件下应该尽量提高钢液的热中心，使结晶器内形成上部温度高下部温度低的合理温度梯度，这样既可以尽量提高铸坯内部质量，又可以防止结晶器出口坯壳过薄而漏钢。 

现有技术下，板坯连铸结晶器主要采用双侧孔浸入式水口浇注，其主体结构是由耐火材料压制而成的底端封闭的管道，包含上开口的垂直方向的内腔和与内腔相连的左右对称的两个侧孔，浇注时两侧孔对准结晶器两边窄面中心，上游冶金容器的钢液从浸入式水口的内腔上开口流入，从靠近底面的侧壁上的两个对称侧孔流出，并进入结晶器内，钢液从侧孔流出撞击结晶器窄面后反弹，并形成上循环流和下循环流，上循环流对结晶器液面和保护渣形成冲击，下循环流进去结晶器底部。 

结合前面提到合理的结晶器流场和温度场的基本特点可知，采用现有的双侧孔浸入式水口浇注时，通常会存在以下三个弊端：第一，由于高温钢液从浸入式水口内腔垂直流下后直接从侧孔流出，缺少必要的缓冲，因此钢液的冲击速度很大，对结晶器窄面的初生凝固坯壳造成破坏，还会造成坯壳的重熔，不利于坯壳的正常生长；第二，由于钢液从水口侧孔流出的有效面积较小，因此钢液流股比较集中，对结晶器窄边附近的局部冲击较大，可能造成窄面附近的弯月面出现较大液面波动或液面卷渣，而靠近水口的液面位置又会出现钢液流动的死区，钢液温度较低，严重时会出现保护渣结壳，同时，这种钢液流动状态也不利于结晶器横向温度和成文的均匀化。第三，由于钢液冲击结晶器窄面后，形成上下两个回流，多数情况下，下部钢液的循环流数量更多，这样会使得结晶器下部温度较高，上部温度偏低，不能在纵向上形成合理的温度梯度，这样恶化铸坯的内部质量，同时不利于钢液中夹杂物和气泡的上浮去除。 

在公告号为CN201082465Y的实用新型专利中，公开了一种连铸用浸入式水口，该浸入式水口的其中一个重要特征是水口侧孔的出口具有延长段，此延长段可以起到较好的导流和缓冲作用，但是，由于水口侧孔延长段阻止了钢液的扩散，使得水口出口的流股会更集中的冲击结晶器窄面的凝固坯壳，破坏了窄面坯壳的正常生长，同时，也非常不利于结晶器横向钢液温度和成分的均匀性，当然，也不能使钢液在纵向上保持上部温度高、下部温度低的合理模式，因此，该浸入式水口并不能有效的解决上述弊端。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足而提供一种板坯连铸浸入式水口，通过本技术方案，能够有效的优化板坯连铸结晶器内流场和温度场，避免钢液流股对窄面坯壳的冲击，增加结晶器横断面的温度和成分均匀性，并使钢液热中心尽量上移，促进坯壳的合理生长和夹杂物及气泡的迅速上浮。