專利名稱：一種防止連鑄板坯卷渣的結(jié)晶器浸入式水口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼-連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供一種有效防止連鑄板坯卷渣的新型 結(jié)晶器浸入式水口，對(duì)連鑄過(guò)程中穩(wěn)定液面波動(dòng)起到重要的作用，提高了鋼坯純凈度。
背景技術(shù)：
連鑄過(guò)程由于結(jié)晶器保護(hù)渣“卷渣”造成的鋼板表面缺陷比率很高，達(dá)50%左右。 結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)行為是卷渣的重要原因，尤其是結(jié)晶器保護(hù)渣-鋼液界面處流體流動(dòng)特 征是造成卷渣的直接原因。國(guó)內(nèi)外研究工作者通過(guò)物理模擬和數(shù)值模擬等方法研究了影響 結(jié)晶器內(nèi)流體流動(dòng)因素，通過(guò)優(yōu)化浸入式水口工藝參數(shù)、采用電磁制動(dòng)和液面自動(dòng)控制等 措施改善結(jié)晶器內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)，以最大限度的防止卷渣?？偨Y(jié)國(guó)內(nèi)外工作者的研究結(jié)果，卷渣方式主要有二種(1)表面卷渣。表面卷渣 的機(jī)理結(jié)晶器內(nèi)鋼液從浸入式水口的兩個(gè)出口流出，到達(dá)窄邊坯殼附近后形成向上和向 下的兩股分流。向上的分流沿窄面上行，在沖擊彎月面后改變方向，向下方折回，形成表面 流。由于界面張力的存在，使部分保護(hù)渣隨鋼液一起流動(dòng)，造成保護(hù)渣在水口與窄面的中間 位置附近聚集，形成向下的凸起，如表面流速過(guò)強(qiáng)，一些凸起脫離保護(hù)渣層，被鋼水表面回 流帶入鋼液內(nèi)部，部分保護(hù)渣在鋼液內(nèi)部上浮過(guò)程會(huì)被生長(zhǎng)的坯殼捕捉，形成表面卷渣；另 一方面，當(dāng)浸入式水口流出的鋼水流到達(dá)窄邊后向下的分流過(guò)強(qiáng)時(shí)，會(huì)造成結(jié)晶器鋼水表 面供熱不足，保護(hù)渣熔融不良，由于流動(dòng)性不好，部分保護(hù)渣會(huì)被鋼液由內(nèi)向外包裹在鑄 坯皮下，造成夾渣缺陷。(2)液面漩渦卷渣。液面漩渦卷渣機(jī)理由于紊流或水口出流不對(duì) 稱造成的水口兩側(cè)流場(chǎng)的不對(duì)稱將導(dǎo)致水口兩側(cè)的表面流流速不等，當(dāng)表面流速相差到一 定程度后，兩表面流在水口附近匯合時(shí)在速度較小的一側(cè)產(chǎn)生漩渦。這種漩渦的能量較大 時(shí)即可將保護(hù)渣卷入到鋼液內(nèi)部。此外，鋼液從水口沖出時(shí)，水口出口上方會(huì)形成負(fù)壓區(qū)， 在負(fù)壓區(qū)的影響下漩渦會(huì)被拉伸、加強(qiáng)，由漩渦卷吸的渣滴就有可能被帶到鋼液熔池深處， 部分保護(hù)渣在鋼液內(nèi)部上浮過(guò)程會(huì)被生長(zhǎng)的坯殼捕捉，形成漩渦卷渣。無(wú)論是那種卷渣方 式都與浸入式水口的結(jié)構(gòu)和使用方式有直接關(guān)系。影響結(jié)晶器卷渣的因素有(1)浸入式 水口的底部凹型與凸型結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)晶器內(nèi)液面波動(dòng)的影響。凸型結(jié)構(gòu)水口的液面波動(dòng)小，彎 月面較死，這是由于流股從水口上部向下沖到水口底部后，被水口底部的尖叉直接劈開(kāi)為 兩部分，從而使流股在結(jié)晶器內(nèi)向下的沖擊速度過(guò)大，流股沖擊深度深，對(duì)結(jié)晶器液面的擾 動(dòng)減小。但是由于流股流出水口側(cè)孔時(shí)速度大，在水口側(cè)孔上部造成的負(fù)壓必然也增大，從 而導(dǎo)致水口壁處的液面波動(dòng)加大，所以凸型水口，彎月面較死但是水口壁處液面波動(dòng)過(guò)大。 (2)水口浸入深度對(duì)卷渣的影響。隨著浸入深度的增加，液面波動(dòng)值明顯呈下降趨勢(shì)。這 是因?yàn)榻肷疃仍黾雍?，上回流的發(fā)展空間變大，強(qiáng)度必然會(huì)減弱，液面波動(dòng)將會(huì)減弱，液 面趨于平穩(wěn)。⑶水口出口角度對(duì)卷渣的影響。雙側(cè)孔水口出口傾角影響射流的角度，隨 著傾角(向下)角度的增加，結(jié)晶器表面流速和液面波高均降低。水口出口向下的夾角越 小，對(duì)卷渣的影響越大。(4)水口出口面積的影響。水口出口面積對(duì)液面波動(dòng)有著正反兩 方面的影響，隨著出口面積的增加，降低了水口處鋼水流股的速度，一方面會(huì)減小流股沖擊
3點(diǎn)速度，使液面波動(dòng)降低；另一方面，由于鋼流速度偏角的減小，造成沖擊點(diǎn)上移引起更大 的波動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種防止連鑄板坯卷渣的結(jié)晶器浸入式水口，能夠穩(wěn)定 控制鋼水液面波動(dòng)，使保護(hù)渣層熱量供給合理均勻。本實(shí)用新型涉及一種防止連鑄板坯卷渣的結(jié)晶器浸入式水口，包括水口本體、出 水口、分流座，出水口為二孔左右對(duì)稱，水口正下端設(shè)分流座，出水口為向下傾角，水口本體 為變徑式結(jié)構(gòu)，水口上部?jī)?nèi)孔徑為Φ60-80πιπι，水口底端內(nèi)徑為Φ90-100πιπι，出水口向下傾 角 a 為 65-80°。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)此種浸入式水口的設(shè)計(jì)具有出鋼鋼流平穩(wěn)、回流合理，對(duì)板坯窄面 沖擊力較低，上回流均勻合理，可使結(jié)晶器保護(hù)渣可以得到充分的熔化。液面波動(dòng)均穩(wěn)定控 制在士5mm以內(nèi)，有效地防止了鋼水卷渣。

圖1為結(jié)晶器浸入式水口示意圖。圖中1為出水口，2為分流座，3為水口變徑結(jié)構(gòu)，4為水口本體，a為出水口向下 傾角。
具體實(shí)施方式
實(shí)例1 使用本發(fā)明的水口尺寸為二孔對(duì)稱出水口，水口整體長(zhǎng)度為840mm，從頂端至 475mm處水口內(nèi)孔徑為Φ75mm，再至水口底端內(nèi)徑變?yōu)棣?6πιπι，出水口角度為距垂直方向 74°，雙孔出水口的外部長(zhǎng)度為105_。澆注某中碳鋼板坯，斷面尺寸為1500mmX230mm，結(jié)晶器浸入水口插入深度為 130mm，拉速為1.2m/min，澆次平均過(guò)熱度26°。整個(gè)澆注過(guò)程中鋼水液面波動(dòng)均在標(biāo)準(zhǔn)值 士5mm范圍內(nèi)，保護(hù)渣熔化良好，液體渣層厚度為12mm，保護(hù)渣消耗量為0. 58kg/t。鑄坯下線對(duì)其表層夾雜物進(jìn)行大樣電解及SEM分析檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)有保護(hù)渣卷入鋼 坯表層，鑄坯純凈度有所提高。實(shí)例2:使用本發(fā)明的水口尺寸為二孔對(duì)稱出水口，水口整體長(zhǎng)度為840mm，從頂端至 475mm處水口內(nèi)孔徑為Φ75mm，再至水口底端內(nèi)徑變?yōu)棣?6πιπι，出水口角度為距垂直方向 74°，雙孔出水口的外部長(zhǎng)度為105_。使用該水口澆注某中碳鋼板坯，斷面尺寸為1550mmX230mm，結(jié)晶器侵入水口插 入深度為125mm，澆次平均過(guò)熱度25°，拉速為1. 2m/min。整個(gè)澆注過(guò)程中鋼水液面波動(dòng) 均在標(biāo)準(zhǔn)值士 5mm范圍內(nèi)，保護(hù)渣熔化良好，液體渣層厚度為11 12mm，保護(hù)渣消耗量為 0. 55kg/t。鑄坯下線對(duì)其表層夾雜物進(jìn)行大樣電解及SEM分析檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)有保護(hù)渣卷入鋼 坯表層，鑄坯純凈度有所提高。[0017]實(shí)例3:使用本發(fā)明的水口尺寸為二孔對(duì)稱出水口，水口整體長(zhǎng)度為840mm，從頂端至 475mm處水口內(nèi)孔徑為Φ75mm，再至水口底端內(nèi)徑變?yōu)棣?6πιπι，出水口角度為距垂直方向 74°，雙孔出水口的外部長(zhǎng)度為105_。使用該水口澆注管線鋼板坯，斷面尺寸為1600mmX230mm，結(jié)晶器侵入水口插入深 度為125mm，澆次平均過(guò)熱度25°，拉速為1. lm/min。整個(gè)澆注過(guò)程中鋼水液面波動(dòng)均在標(biāo) 準(zhǔn)值士 5mm范圍內(nèi)，保護(hù)渣熔化良好，液體渣層厚度為11 12mm，保護(hù)渣消耗量為0. 6kg/
to鑄坯下線對(duì)其表層夾雜物進(jìn)行大樣電解及SEM分析檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)有保護(hù)渣卷入鋼 坯表層，鑄坯純凈度有所提高。
權(quán)利要求一種防止連鑄板坯卷渣的結(jié)晶器浸入式水口，包括水口本體、出水口、分流座，出水口為二孔左右對(duì)稱，水口正下端設(shè)分流座，出水口為向下傾角，其特征在于水口本體(4)為變徑式結(jié)構(gòu)，水口上部?jī)?nèi)孔徑為 Φ60 80mm，水口底端內(nèi)徑為 Φ90 100mm，出水口(1)向下傾角a為65 80°。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種防止連鑄板坯卷渣的結(jié)晶器浸入式水口，包括水口本體、出水口、分流座，出水口為二孔左右對(duì)稱，水口正下端設(shè)分流座，出水口為向下傾角，其特征在于水口本體(4)為變徑式結(jié)構(gòu)，水口上部?jī)?nèi)孔徑為Φ60-80mm，水口底端內(nèi)徑為Φ90-100mm，出水口(1)向下傾角a為65-80°。該實(shí)用新型克服了連鑄過(guò)程中由于結(jié)晶器浸入式水口尺寸和孔型不合理導(dǎo)致的液面波動(dòng)大、表面流速過(guò)高，有效防止了保護(hù)渣的卷入，減少了鑄坯表面卷渣、夾渣等缺陷。
文檔編號(hào)B22D41/50GK201644781SQ201020158648
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者劉洋, 呂延春, 姜中行, 王文軍, 王新華, 趙和明 申請(qǐng)人:首鋼總公司