[实用新型]一种结晶器用浸入式水口

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种炼钢用设备，具体属于一种结晶器用浸入式水口。

背景技术

薄板坯连铸过程采用扁平形双孔或四孔型的“牛鼻子”浸入式水口。钢水由水口流入结晶器，浸入式水口孔型和结构直接决定着结晶器流场分布，合理的结晶器流场可以使钢液中夹杂物和气泡上浮，防止卷渣，促使保护渣熔化良好，反之，不规律的结晶器流场分布则导致卷渣、裂纹、拉漏等质量和生产事故。

结晶器流场有单回流、双回流两种主要流态，而其流场形态主要决定于水口出口流股的流速、出口角度和在结晶器中的耗散距离。连铸生产中，浸入式水口设计已经固定，此时的结晶器流场形态主要取决于钢液的出口流速和流股在结晶器中的耗散距离，也就是取决于连铸拉速和结晶器断面。研究发现当结晶器断面小于1300mm时，高速流股冲击结晶器窄边后，形成了一个动能足够的向上流和一个向下流，结晶器向上流形成了液面流股，碰撞水口后向下汇入出口流，形成了上回流。而向下流股，则在拉速活塞流的向下牵引下，形成下回流，最终，形成大小纵横的四旋流形态流场，结晶器单侧流场呈现双回流形态。

当结晶器宽度大于1300mm时，水口出口流股耗散衰减距离增长，在冲击窄边前就减速到较低水平，所形成的向上流股已经非常微弱，上回流不明显，而向下流股，则在拉速活塞流的向下牵引下，形成单回流。

常规水口所带来的结晶器流场的问题如下：

（1）结晶器宽度≤1300mm时，上回流明显，流股到达结晶器液面后，沿液面向水口流动，与水口撞击后，再向下进入出口流股形成上环流。多次撞击，必然造成液面波动加大，和水口的机械侵蚀，最终造成结晶器卷渣，影响铸坯质量；

（2）当结晶器宽度≥1300mm时，结晶器流场呈单一下回流形态，结晶器液面缺乏新进钢液的补充，造成表面钢液温度低，保护渣熔化困难，带来铸坯裂纹等质量缺陷。

本实用新型针对上述问题，设计了一种新型薄板坯浸入式水口。该水口在浸入式水口的内侧设计了一个负压室，负压室上端有开口，开口位置在浸入式水口最低工作结晶器液面以下30-40mm，下端与结晶器出口方向平行。在出口钢流的作用下，在浸入式水口周围产生负压，负压驱动下，结晶器液面的钢液会缓慢而稳定地进入负压室，并与出口主流汇合，从而增加了宽断面结晶器，表面钢液的回动，形成了稳定的上回流。对于窄断面结晶器，则避免了表面流股与水口的碰撞，减少了结晶器卷渣的风险。从而在连铸过程中，无论结晶器宽度如何变化，均可形成稳定的双回流，达到了稳定流场的效果。

实用新型内容

本实用新型针对现有普通薄板坯浸入式水口技术存在的：在浇铸不同断面结晶器时，出现液位波动大，或表面温度低保护渣难以化透的不足，提供一种在连铸过程中，不受结晶器宽度变化的影响，均能形成稳定的双回流，达到稳定流场效果的结晶器用浸入式水口。

实现上述目的的技术措施：

一种结晶器用浸入式水口，由管体、管体上端的钢液入口、管体下端设有的钢液出口、钢液流出导流块组成，其在于：在管体内设定的最低液位线以下30~40mm处的两侧管壁上对称设有楔形负压室，在楔形负压室下端设有上回流出口，楔形负压室上部为上回流入口。

其在于：楔形负压室的下端在钢液出口高度的5~10mm处。

本实用新型在管体内设定的最低液位线以下30~40mm处的两侧管壁上对称设有楔形负压室，在楔形负压室下端设有上回流出口，楔形负压室上部有为上回流入口，其作用能够使结晶器上回流钢液在负压作用下，向出口汇聚；负压室起到传递负压，并抽吸液面附近的钢液与出口流汇合；负压室出口则是上回流钢液与出口流股的汇聚处。

本实用新型就是利用出口处的负压，在钢流出口负压最大的位置建立一条结晶器上部钢液与出口处连接的通道，利用负压驱动钢液从上表面流向出口，同时在结晶器钢水液面、结晶器侧面、水口侧面和出口流区域形成一个稳定的上回流，该上回流不在受结晶器宽度限制，有利于促进结晶器液面钢液的流动，保证结晶器保护渣的熔化。同时，能够避免表面流股与浸入式水口的碰撞，减少了结晶器卷渣的风险，达到了稳定结晶器流场的作用。

本实用新型的特点：

（1）增加了宽断面结晶器（≥1300mm）表面钢液的流动，形成了稳定的上回流，有利于促进结晶器液面钢液的流动，保证结晶器保护渣的熔化；

（2）对于窄断面结晶器（≤1300mm），避免了表面流股与水口的碰撞，减少结晶器卷渣的风险；

（3）连铸过程中，无论结晶器宽度如何变化，均可形成稳定的双回流，达到稳定流场的效果。