專(zhuān)利名稱：一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是屬于鋼鐵冶金用連鑄功能耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼鐵冶金連鑄技術(shù)是區(qū)別與傳統(tǒng)模鑄鑄鋼生產(chǎn)工藝，其中水冷銅板模具稱為結(jié)晶器，由耐火材料制作的浸入式水口將結(jié)晶器與中間包進(jìn)行連接，鋼液通過(guò)水口的導(dǎo)流傳輸被從中間包里連續(xù)不斷的注入結(jié)晶器中受到水冷而凝固結(jié)晶，從而形成鑄坯。浸入式水口出鋼口端通常根據(jù)不同連鑄坯型的需要被設(shè)計(jì)成不同形狀以滿足鋼水在結(jié)晶器中獲得良好的流場(chǎng)及溫度場(chǎng)要求，而浸入式水口鋼水輸入端常為圓管型，鋼水輸入端和出鋼口端是一個(gè)連續(xù)過(guò)渡的筒體，有時(shí)浸入式水口也會(huì)被分成上下兩段，上端鑲嵌在中間包包底稱為上水口，下端的鋼水輸入端與上水口相連，出鋼口插入在結(jié)晶器中，可在連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)中得 到快速更換。與典型的薄板坯、寬厚板坯、方坯以及圓坯生產(chǎn)不同的是，矩形坯的連鑄生產(chǎn)介于板坯和方坯之間，比之典型板坯要窄和薄，而比之方坯又比較寬，其典型鑄坯厚度尺寸在130-160mm,寬度尺寸在400-600mm之間。目前通常的做法是借用板坯的雙側(cè)孔浸入式水口(如圖I)或方坯連鑄的直通孔浸入式水口(如圖2)浸入式水口內(nèi)部流鋼通道、出鋼口結(jié)構(gòu)及角度、水口外壁距離結(jié)晶器銅板的距離等技術(shù)參數(shù)是構(gòu)成一相互聯(lián)系的系統(tǒng)。即使將水口的出鋼口端加工成扁平形狀，其結(jié)構(gòu)與結(jié)晶器寬度方向平行，鋼水從水口出鋼口端出鋼并流進(jìn)結(jié)晶器中，鋼水的流場(chǎng)分布和溫度場(chǎng)分布均也不能達(dá)到良好的冶金效果，會(huì)對(duì)夾雜物的排除、保護(hù)渣的卷入、凝固坯殼的形成以及鑄坯微觀結(jié)晶組織等都有較大的影響。此外，結(jié)晶器保護(hù)渣是一種可防止鋼水二次氧化的粉末，同時(shí)又在鋼水和結(jié)晶器銅板之間起到潤(rùn)滑劑的作用，但其需接受高溫鋼水提供的熱量方能熔化起作用。結(jié)晶器保護(hù)渣如未能接受到來(lái)自高溫鋼水輸送的熱量而不能充分熔化注入到鋼水與結(jié)晶器之間，容易導(dǎo)致結(jié)晶器拉漏鋼的質(zhì)量事故及鑄坯質(zhì)量問(wèn)題。因此，這就要求鋼水經(jīng)從浸入式水口出鋼口端出鋼后能在結(jié)晶器鋼水液面的上部得到均勻分布，以使鋼水到很好的流場(chǎng)分布和溫度場(chǎng)分布，以保證保護(hù)渣在鋼水液面充分熔化。而矩形坯因其與典型板坯、方坯的顯著特點(diǎn)，如其采用傳統(tǒng)方坯連鑄用直通孔結(jié)構(gòu)的浸入式水口(如圖I)，鋼水經(jīng)水口出鋼口端后具有直向射流特點(diǎn)，向結(jié)晶器表面熔池反向回流高溫鋼水太少，無(wú)法獲得優(yōu)良的流場(chǎng)分布和溫度場(chǎng)分布，從而無(wú)法促進(jìn)夾雜物上浮排除，也無(wú)法保證結(jié)晶器保護(hù)渣的充分熔化和鑄坯微觀結(jié)晶組織形成的效果。如使用典型板坯雙側(cè)孔出鋼口結(jié)構(gòu)的浸入式水口(如圖2)，鋼水經(jīng)雙側(cè)孔射流后，不能兼顧結(jié)晶器中心線附近的流場(chǎng)分布和溫度場(chǎng)分布的均勻，也無(wú)法達(dá)到對(duì)夾雜物的排除、保護(hù)渣的卷入、凝固坯殼的形成以及鑄坯微觀結(jié)晶組織等的冶金效果?；谝陨戏治龅脑蚝蛦?wèn)題，實(shí)現(xiàn)矩形坯連鑄在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)浸入式水口方面，需要解決以下三個(gè)問(wèn)題首先，對(duì)于浸入式水口出鋼口端有效的選擇只能是采用可適應(yīng)與矩形坯寬度方向的扁平狀結(jié)構(gòu)，且需保證射流的高溫鋼水可部分回流至結(jié)晶器上部，有效促進(jìn)保護(hù)渣熔化，使其能充分注入銅板和鋼水之間，獲得良好潤(rùn)滑效果。第二，浸入式水口出鋼口端面既要保證在寬度方向滿足坯型要求，又要保證在厚度方向與結(jié)晶器銅板保持距離，避免卷渣影響水口使用壽命，又須使得高溫鋼水在結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)分布均勻。第三，浸入式水口出鋼口結(jié)構(gòu)需要保證鋼水射流后在結(jié)晶器中心線位置獲得良好的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布，以達(dá)到促進(jìn)夾雜物的排除及鑄坯微觀結(jié)晶組織等的冶金效果。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)合理，制作簡(jiǎn)單，效果顯著的用于連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口。本實(shí)用新型的解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是由鋼水流入端I、中間連接部分2，鋼水出鋼口端3以及水口底部穩(wěn)流結(jié)構(gòu)4等四部分構(gòu)成一個(gè)整體。鋼水流入端帶有一個(gè)槽狀定位結(jié)構(gòu)；鋼水出鋼口端為對(duì)稱的一個(gè)扁平長(zhǎng)條狀的帶有270度開(kāi)角出鋼口的結(jié)構(gòu)，并且在水口底部設(shè)置一凹槽型穩(wěn)流結(jié)構(gòu)；中間部分是一個(gè)由出鋼口端向鋼水流入端由寬到窄漸變的結(jié)構(gòu)。所述的鋼水流入端為帶一具有定位槽狀結(jié)構(gòu)的碗狀部位的圓筒結(jié)構(gòu)。所述的中間連接部分是一個(gè)由出鋼口端向鋼水流入端的方向上，在其外在結(jié)構(gòu)和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)均是由寬到窄扁平漸變的結(jié)構(gòu)。所述的鋼水出鋼口端的底部與其側(cè)壁之間形成一個(gè)對(duì)稱的270度開(kāi)角扁平狀出鋼口；鋼水出鋼口上端與其水平方向形成一個(gè)導(dǎo)流傾角9，10° -20°之間；鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L(zhǎng)在160-200mm之間，鋼水出鋼口底部寬度方向最大尺寸為M在120-160mm之間，且M/L在0. 6-0. 9之間；出鋼口端底部厚度尺寸為a在20_30mm之間，且出鋼口端長(zhǎng)度方向尺寸b在50-80mm之間；出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在80_120mm之間；水口底部鋼水穩(wěn)流結(jié)構(gòu)4，為半徑為10-15mm的凹槽結(jié)構(gòu)。本實(shí)驗(yàn)新型較現(xiàn)行使用的雙側(cè)孔水口或直通孔水口具有以下顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì)(I)對(duì)稱設(shè)計(jì)的扁平狀出鋼口底端小于水口最大寬度從而形成了 270度出口開(kāi)角，可獲得大通鋼量，高溫鋼水在結(jié)晶器上部的均勻分布，可有效避免直通孔水口的高溫射流鋼水中心溫度高兩側(cè)溫度低的問(wèn)題，也可避免雙側(cè)孔水口高溫射流鋼水兩側(cè)溫度高中心溫度低問(wèn)題。(2)出鋼口部位的導(dǎo)流傾角0，以及水口底部鋼水穩(wěn)流結(jié)構(gòu)4，可有效調(diào)節(jié)并促進(jìn)高溫鋼水在結(jié)晶器中的回流，促進(jìn)夾雜物上浮排除、保護(hù)渣的卷入、凝固坯殼的形成以及鑄坯微觀結(jié)晶組織等的冶金效果。(3)出鋼口底端M比之出鋼口最大寬度L小，M/L在0.6-0. 9之間，可有效提高鋼水在結(jié)晶器中的流場(chǎng)分布和溫度場(chǎng)分布。

附圖I是現(xiàn)有直通孔浸入式水口 ；[0020]附圖2是現(xiàn)有雙側(cè)孔浸入式水口 ；附圖3是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是本實(shí)用新型側(cè)視圖；附圖5是本實(shí)用新型A-A橫向剖面圖；附圖6是本實(shí)用新型B-B橫向剖面圖；附圖7是本實(shí)用新型C-C橫向剖面圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是由鋼水流入端I、中間連 接部分2，鋼水出鋼口端3以及水口底部穩(wěn)流結(jié)構(gòu)4等四部分構(gòu)成一個(gè)整體。其中，鋼水出鋼口端有一個(gè)對(duì)稱設(shè)計(jì)的270度開(kāi)角扁平狀出鋼口，水口底部結(jié)構(gòu)4為凹槽型穩(wěn)流結(jié)構(gòu)。所述的鋼水流入端I為碗狀部位帶有具有定位槽的碗部結(jié)構(gòu)，鋼水出鋼口端3為帶有270度開(kāi)角扁平結(jié)構(gòu)，中間連接部分2是其外在結(jié)構(gòu)和內(nèi)腔結(jié)構(gòu)均是由寬到窄扁平漸變的結(jié)構(gòu)。所述的鋼水出鋼口端的出口上沿與其水平方向形成一個(gè)導(dǎo)流傾角0，0為10° ;鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L(zhǎng)在160mm，鋼水出鋼口端底部寬度方向最大尺寸為M在120mm,且M/L為0. 75 ;出鋼口端底部厚度尺寸為a在20mm，且出鋼口端長(zhǎng)度方向尺寸b在65mm ;出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在80mm ;水口底部鋼水穩(wěn)流結(jié)構(gòu)4,半徑為10mm。實(shí)施例2 結(jié)構(gòu)于實(shí)例I相同，其差別在于，出鋼口上沿導(dǎo)流傾角0，0為15° ;鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L(zhǎng)在180mm，鋼水出鋼口端底部寬度方向最大尺寸為M在140mm，且M/L為0. 78 ;出鋼口端底部厚度尺寸為a在25mm，且出鋼口端長(zhǎng)度方向尺寸b在75mm之間；出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在90mm之間；水口底部鋼水穩(wěn)流結(jié)構(gòu)4,半徑為15mm。
權(quán)利要求1.一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是由鋼水流入端(I)、中間連接部分(2)，鋼水出鋼口端(3)及水口底部穩(wěn)流結(jié)構(gòu)(4)四部分構(gòu)成一個(gè)整體；其中，鋼水出鋼口端有一對(duì)對(duì)稱設(shè)計(jì)的270度開(kāi)角扁平狀出鋼口。
2.如權(quán)利要求I所述的連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，其特征在于鋼水流入端碗部帶有一槽狀定位結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述的連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，其特征在于，鋼水出鋼口上端與其水平方向形成一個(gè)導(dǎo)流傾角e，在10° -20°之間；鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L(zhǎng)在160-200mm之間，鋼水出鋼口端底部寬度方向最大尺寸為M在120-160mm之間，且M/L在0. 6-0. 9之間；出鋼口端底部厚度尺寸為a在20_30mm之間，且出鋼口端長(zhǎng)度方向尺寸b在50-80mm之間；出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在80_120mm之
4.一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，其水口底部設(shè)置有鋼水穩(wěn)流結(jié)構(gòu)(4)，其特征在于水口底部穩(wěn)流結(jié)構(gòu)為半徑10-15mm的凹槽式結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是由鋼水流入端1、中間連接部分2，鋼水出鋼口端3以及水口底部穩(wěn)流結(jié)構(gòu)4等四部分構(gòu)成一個(gè)整體。其中，鋼水出鋼口端有一個(gè)對(duì)稱設(shè)計(jì)的270度開(kāi)角扁平狀出鋼口，水口底部有凹槽型穩(wěn)流結(jié)構(gòu)。鋼水出鋼口端的底部與其側(cè)壁之間形成一個(gè)對(duì)稱的270度開(kāi)角扁平狀出鋼口；鋼水出鋼口上端與其水平方向形成一個(gè)導(dǎo)流傾角θ，10°-20°之間；鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L(zhǎng)在160-200mm之間，鋼水出鋼口底部寬度方向最大尺寸為M在120-160mm之間，且M/L在0.6-0.9之間；出鋼口端底部厚度尺寸為a在20-30mm之間，且出鋼口端長(zhǎng)度方向尺寸b在50-80mm之間；出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在80-120mm之間；水口底部鋼水穩(wěn)流結(jié)構(gòu)4，為半徑為10-15mm的凹槽結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B22D41/50GK202539557SQ20112054044
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者任林, 劉麗, 劉靖軒, 張艷鳳, 樊浩勇, 王次明, 胡玲軍, 董燹, 譚興無(wú), 趙傳亮, 鄢鳳明 申請(qǐng)人:上海利爾耐火材料有限公司, 北京利爾高溫材料股份有限公司, 洛陽(yáng)利爾耐火材料有限公司