[发明专利]一种连铸用自旋流浸入式水口

说明书

本发明属于连续铸造技术领域，公开了一种连铸用自旋流浸入式水口。其由浸入式水口和旋流引导装置组成，其特征在于，旋流引导装置设置于浸入式水口内，所述的旋流引导装置为螺旋状导轨，该螺旋状导轨的最大外径等于浸入式水口的内径。本发明能够充分发挥旋流连铸的离心效果。本发明能够均匀水口的出流，降低结晶器弯月面处液面波动，抑制水口侧开口上方的负压，防止保护渣的卷入，使结晶器熔池高温区充分地上移，能充分发挥旋流连铸的效果。

技术领域

本发明属于连续铸造技术领域，具体涉及一种连铸用自旋流浸入式水口。

背景技术

钢的连续铸造是将具有一定过热度的液态钢液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。随着连铸技术的应用和发展，特别是由于用户对钢材质量越来越高的要求及国际市场的激烈竞争，连铸坯的质量越来越受到重视，严格控制钢液的洁净度，减小铸坯缺陷已成为连铸生产中重要的工作。

结晶器作为连铸机的“心脏”，是连铸坯大多数表面缺陷和内部质量问题的发源地。有统计表明，铸坯近80％的表面缺陷起源于结晶器，同时它也是连铸诸多工艺环节中控制钢水质量的最后一环，决定连铸坯的表面质量以及非金属夹杂物含量和分布的关键。而结晶器内钢液的流动状态直接影响着铸坯的质量及非金属夹杂物含量和分布。目前改善结晶器内钢液流动的方式主要是结晶器电磁搅拌，电磁制动等技术，由于结晶器是由通水的铜板制成，磁场受铜板的屏蔽，会产生很大的衰减，严重影响电磁场的作用和效率。

而浸入式水口(submerged entry nozzle)是连续铸钢设备中安装在中间包底部并插入结晶器钢液面以下的浇注用耐火套管，在连铸过程中，精炼后的钢液经过中间包处理后，通过浸入式水口被不断地注入结晶器接受冷却和凝固加工。浸入式水口在保护钢流、防止钢水二次氧化的同时，还改变着钢液在结晶器内的流动状态，而连铸结晶器内流动也对连铸坯质量及产量有重大影响。由于钢液在浸入式水口内的偏流造成每个吐出孔的钢液排出量不均等，造成结晶器内液面的波动，容易形成卷渣的缺陷，而且液面波动的剧烈程度会随着连铸拉速的提高而加剧，这就会限制高速连铸的实施，无法获得更大的经济效益。还有非常重要的一点是：由于现有的浸入式水口吐出孔上部拐角，容易限制钢液流动而形成负压区域，造成钢液及保护渣的吸入，并随钢液主流重新流入结晶器，使钢液中的非金属夹杂物含量增高，对铸坯质量产生非常不良的影响。

基础研究表明，在连铸浸入式水口内钢液的旋转流动可以有效地提高水口出流的均匀性和稳定性，改善结晶器内流动状态和温度分布，降低结晶器内弯月面液面波动；但是水口内旋流在对结晶器内钢液流动产生优良影响的同时，也会对结晶器内钢液流动带来不良的影响，例如对结晶器宽面的冲击增大等。而现有的连铸用浸入式水口，既无法完全发挥旋流的作用，又无法抑制水口内旋流对结晶器内钢液流动的不良影响，无法完全满足水口内旋流连铸的需要。

基于上述原因，常规连铸常用的近似圆管型的双侧孔水口由于结构的原因，无法充分发挥水口旋流作用，也无法对旋流带来的不良影响进行有效的弥补。

发明内容

本发明是一种能使钢液流过水口时自动产生旋流的浸入式水口，提供一种连铸用的自旋流浸入式水口，充分发挥旋流连铸的效果，并且不易堵塞，即使某一段旋流引导装置断裂也不影响旋流的产生。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种连铸用自旋流浸入式水口，由浸入式水口和旋流引导装置组成，旋流引导装置设置于浸入式水口内，所述的旋流引导装置为螺旋状导轨，该螺旋状导轨的最大外径不大于浸入式水口的内径。

进一步地，上述旋流引导装置为一条螺旋状导轨或者两条及以上螺旋状导轨交叠而成。

进一步地，上述螺旋状导轨为变径结构，自中间向两端的螺旋半径逐渐减小。

进一步地，上述螺旋状导轨的中间最大螺旋半径区域长度为螺旋状导轨总长度的1/4至3/4。