[实用新型]结晶器扰流浸入式水口

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢铁行业冶金连铸领域，具体地指一种结晶器扰流浸入式水口。

背景技术

液态钢水的连续浇注是将具有一定过热度的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，浸入式水口位于中间包和结晶器之间，将钢液从上游的中间包注入结晶器内。浸入式水口的作用是防止钢水二次氧化、飞溅、控制进入结晶器内钢流在结晶器内的分布，避免热流集中以利于坯壳的均匀生长，消除铸坯表面纵裂，有利于夹杂物的上浮及防止保护渣卷入。浸入式水口的形状是影响结晶器内的钢流流动、夹杂物与气泡上浮的重要影响因素。在使用滑板控流的浇铸系统中，钢流在水口内部通过时会出现不同程度的偏流现象，偏流会对结晶器内钢液的流动产生恶劣的影响，不利于结晶器内流场和温度场的均匀性。偏流通常会导致以下弊端：在钢液流股比较集中地方，钢流速度比较大，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导致浇注不顺畅或液面卷渣；在钢液流股比较少地方，会出现钢液流动的死区，钢液温度较低，这种钢液流动状态也不利于结晶器横向温度均匀化，从而导致坯壳生长的不均匀，并进一步导致铸坯裂纹。而且钢流流速较大时，钢流的冲击深度也会比较大，不利于钢液中夹杂物和气泡的上浮去除。

要使浸入式水口能够较好的发挥其冶金作用，就必须对浸入式水口结构形状进行合理设计，从而得到适应于当前浇注条件的结晶器流场和温度场。现用的连铸结晶器浸入式水口的主体结构是耐火材料管道，管道的直径基本上恒定不变的，钢液在水口管道内垂直向下，然后流经管道的底端侧孔进入结晶器内。这种结构的水口对结晶器内的钢液流动基本不产生什么影响，对于水口内钢液偏流现象的偏流现象无能为力。

发明内容

本实用新型的目的就是要克服现有浸入式水口存在的缺陷，提供一种能够有效地消除钢液的偏流现象、混匀钢液、降低钢液的流股速度，从而优化板坯连铸结晶器内流场和温度场，降低结晶器内钢液的液面波动的结晶器扰流浸入式水口。

为实现上述目的，本实用新型所设计的结晶器扰流浸入式水口，包括耐火管道，所述耐火管道尾部设置有出钢口，其特殊之处在于：所述耐火管道具有大内径段和至少两段间隔于大内径段布置的小内径段；所述小内径段内壁设置有若干条扰流槽。

进一步地，所述若干条扰流槽相对于耐火管道的轴心线倾斜布置，且沿所述小内径段内壁周向均匀分布。这样，可以对经过此处的钢液进行导向，使其产生旋流。

进一步地，相邻所述小内径段内壁上设置的扰流槽倾斜方向相反。这样，可以降低经过此处钢液的流速，并且产生扰动，均匀钢液。

进一步地，所述扰流槽沿小内径段内壁设置有4～6条，每条扰流槽的槽宽为15～25mm，每条扰流槽的槽底与大内径段内壁处在同一圆周上。这样，可以优化该处对钢液的扰流效果，降低结晶器内的液面波动。

进一步地，所述小内径段的直径为大内径段直径的70～90％。这样，可以缓解耐火管道内钢液的偏流现象。

进一步地，所述小内径段长度为50～100mm，相邻小内径段的间隔为50～100mm。

本实用新型的作用原理如下：所设计结晶器扰流浸入式水口，当钢液进入耐火管道后，流经小直径段时，由于管壁内径减小，将钢液向耐火管道中间聚拢，这样，可以缓解耐火管道内钢液偏流的情况；同时，原来沿内壁直下的部分钢液流经扰流槽时路径发生变化，顺着扰流槽产生一定的旋转，当钢液流经下一段小直径段时，由于扰流槽的方向相反，部分钢液会产生和上面相反的旋转，这样既能使钢液流的速度下降，减轻结晶器内的液面波动，还能能使钢液流在水口内部充分混合，产生减轻甚至消除偏流的效果。

本实用新型的优点在于：通过采用上述结构的结晶器扰流浸入式水口，能够有效地消除钢液的偏流现象、混匀钢液、降低钢液的流股速度，从而优化板坯连铸结晶器内流场和温度场，降低结晶器内钢液的液面波动；根据水模实验结果，在其他工况条件相同的情况下，采用该种水口的结晶器液面波动要比常规水口降低30％以上，结晶器内的钢液流速降低20％以上，水口偏流现象基本消失；结晶器内温度场分布相对均匀，有利于坯壳的均匀生长，降低裂纹的发生率，还有利于降低结晶器的液面波动，促进夹杂物的上浮，从而提高铸坯质量。

附图说明

图1为本实用新型结晶器扰流浸入式水口的剖视结构示意图。

图2为图1中小直径段1.2的展开结构示意图。

图3为图1中小直径段1.21的展开结构示意图。

具体实施方式