專(zhuān)利名稱(chēng)：一種連鑄品種鋼矩形坯用大通量出鋼的整體浸入式水口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種連鑄品種鋼矩形坯用大通量出鋼的整體浸入式水口，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)エ藝，其中水冷銅板模具稱(chēng)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。浸入式水口出鋼ロ端通常根據(jù)不同連鑄坯型的需要被設(shè)計(jì)成不同形狀以滿(mǎn)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，鋼水輸入端和出鋼ロ端是ー個(gè)連續(xù)過(guò)渡的簡(jiǎn)體，有時(shí)浸入式水ロ也會(huì)被分成上下兩段，上端鑲嵌在中間包包底稱(chēng)為上水ロ，下端的鋼水輸入端與上水ロ相連，出鋼ロ插入在結(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、出鋼ロ結(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)。即使將水口的出鋼ロ端加工成扁平形狀，其結(jié)構(gòu)與結(jié)晶器寬度方向平行，鋼水從水口出鋼ロ端出鋼并流進(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)渣是ー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)渣如未能充分熔化并注入到鋼水與結(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)從水口出鋼后能在結(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)水口出鋼ロ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)孔出鋼ロ結(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。隨著鋼鐵冶金エ業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)品種鋼需求旺盛，這對(duì)鋼水潔凈度、二次氧化以及夾雜物排除提出更高要求，傳統(tǒng)的外掛式浸入式水口(如圖I和2)無(wú)法解決與中包上水ロ配合過(guò)程容易吸氧導(dǎo)致鋼水氧化的問(wèn)題。基于以上分析的原因和問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)浸入式水口方面，需要解決以下四個(gè)問(wèn)題首先，實(shí)現(xiàn)浸入式水口出鋼ロ射流的高溫鋼水可部分回流至結(jié)晶器上部，有利于夾雜物上浮排除，有效促進(jìn)保護(hù)渣熔化。第二，浸入式水ロ出鋼ロ端面既要保證在寬度方向滿(mǎn)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 入式水口出鋼ロ結(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。第四，實(shí)現(xiàn)浸入式水口對(duì)鋼水輸送的全程保護(hù)，避免吸氧對(duì)鋼水二次氧化。

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品種鋼矩形坯用大通量出鋼的整體浸入式水口。本實(shí)用新型的解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種連鑄品種鋼矩形坯用大通量出鋼的整體浸入式水口，是由鋼水流入端、中間連接部分、鋼水出鋼ロ端三部分構(gòu)成ー個(gè)整體；鋼水出鋼ロ端設(shè)計(jì)有三個(gè)出鋼ロ，分別是ー対稱(chēng)的扁平狀側(cè)孔出鋼ロ以及ー個(gè)底部中心出鋼ロ。鋼水流入端帶有錐度的碗部結(jié)構(gòu)；鋼水出鋼ロ端為具有兩側(cè)出鋼及底部中心孔出鋼的結(jié)構(gòu)；中間部分是ー個(gè)由出鋼ロ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碗狀結(jié)構(gòu)的圓筒結(jié)構(gòu)。所述的中間連接部分是ー個(gè)由出鋼ロ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)。所述的水ロ出鋼ロ端為對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的扁平狀側(cè)孔出鋼ロ以及底部中心出鋼ロ的結(jié)構(gòu)為，鋼水出鋼口上端與水平方向形成ー個(gè)導(dǎo)流傾角α，α在10° -20°之間；鋼水出鋼ロ下端與水平方向另ー個(gè)導(dǎo)流傾角β，β在10° -20°之間；鋼水出鋼ロ端寬度方向最大尺寸M在160-200mm之間，水口底部出鋼ロ直徑L在20_30mm之間；出鋼ロ端底部厚度尺寸為b在20-30mm之間，且側(cè)出鋼ロ端長(zhǎng)度方向尺寸a在50-80mm之間；出鋼ロ端厚度方向最大尺寸為N在80-120_之間。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(chēng)設(shè)計(jì)的扁平狀側(cè)孔出鋼ロ以及底部中心出鋼ロ等三個(gè)出鋼ロ結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)大通鋼量出鋼，實(shí)現(xiàn)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，有利于實(shí)現(xiàn)夾雜物上浮，鑄坯微觀結(jié)晶等冶金功能，提高鋼水鑄坯品質(zhì)。(2)出鋼ロ部位的導(dǎo)流傾角α，β，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O

附圖I是現(xiàn)有直通孔浸入式水ロ ；[0021]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。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :一種連鑄品種鋼矩形坯用大通量出鋼的整體浸入式水ロ，是由鋼水流入端I、中間 連接部分2，鋼水出鋼ロ端3等三部分構(gòu)成ー個(gè)整體。其中，鋼水出鋼ロ端設(shè)計(jì)有対稱(chēng)的扁平狀側(cè)孔出鋼口和底部中心出鋼ロ等三個(gè)出鋼ロ構(gòu)成。所述的鋼水流入端I為碗狀結(jié)構(gòu)，鋼水出鋼ロ端3為帶3個(gè)出鋼ロ的扁平結(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)。所述的鋼水出鋼ロ端的出口上沿與其水平方向形成ー個(gè)導(dǎo)流傾角α，α為10° ;鋼水出鋼口下端與水平方向另ー個(gè)導(dǎo)流傾角β，β為15° ;鋼水出鋼ロ端寬度方向最大尺寸M在160臟，水口底部出鋼ロ直徑L為20mm ;出鋼ロ端底部厚度尺寸為b為20mm之間，且側(cè)出鋼ロ端長(zhǎng)度方向尺寸a在60mm ;出鋼ロ端厚度方向最大尺寸為N在80mm。實(shí)施例2 結(jié)構(gòu)于實(shí)例I相同，其差別在于，兩個(gè)出鋼口上沿導(dǎo)流傾角α，α為15° ;鋼水出鋼ロ下端與水平方向?qū)Я鲀A角β，β為12。;鋼水出鋼ロ端寬度方向最大尺寸M在180mm，水口底部出鋼ロ直徑L為25mm ;出鋼ロ端底部厚度尺寸為b為25mm之間，且側(cè)出鋼ロ端長(zhǎng)度方向尺寸a在75mm ;出鋼ロ端厚度方向最大尺寸為N在90mm。
權(quán)利要求1.一種連鑄品種鋼矩形坯用大通量出鋼的整體浸入式水口，是由鋼水流入端(I)、中間連接部分(2)、鋼水出鋼ロ端(3)三部分構(gòu)成ー個(gè)整體；其特征是，鋼水出鋼ロ端(3)設(shè)計(jì)有三個(gè)出鋼ロ，分別是ー対稱(chēng)的扁平狀側(cè)孔出鋼ロ以及ー個(gè)底部中心出鋼ロ。
2.如權(quán)利要求I中所述的連鑄品種鋼矩形坯用大通量出鋼的整體浸入式水口，其特征在于對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的扁平狀側(cè)孔出鋼ロ以及底部中心出鋼ロ的結(jié)構(gòu)為，鋼水出鋼口上端與水平方向形成ー個(gè)導(dǎo)流傾角α，α在10° -20°之間；鋼水出鋼口下端與水平方向另ー個(gè)導(dǎo)流傾角β，β在10° -20°之間；鋼水出鋼ロ端寬度方向最大尺寸M在160-200mm之間，水口底部出鋼ロ直徑L在20-30mm之間；出鋼ロ端底部厚度尺寸為b在20_30mm之間，且側(cè)出鋼ロ端長(zhǎng)度方向尺寸a在50-80mm之間；出鋼ロ端厚度方向最大尺寸為N在80_120mm之間。
專(zhuān)利摘要一種連鑄品種鋼矩形坯用大通量出鋼的整體浸入式水口，是由鋼水流入端1、中間連接部分2，鋼水出鋼口端3等三部分構(gòu)成一個(gè)整體。其中，鋼水出鋼口端設(shè)計(jì)有對(duì)稱(chēng)的扁平狀側(cè)孔出鋼口和底部中心出鋼口等三個(gè)出鋼口構(gòu)成。鋼水出鋼口上端與水平方向形成一個(gè)導(dǎo)流傾角α，10°-20°之間；鋼水出鋼口下端與水平方向另一個(gè)導(dǎo)流傾角β，10°-20°之間；鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸M在160-200mm之間，水口底部出鋼口直徑L在20-30mm之間；出鋼口端底部厚度尺寸為b在20-30mm之間，且側(cè)出鋼口端長(zhǎng)度方向尺寸a在50-80mm之間；出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在80-120mm之間。
文檔編號(hào)B22D41/50GK202506836SQ20112054047
公開(kāi)日2012年10月31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, 趙偉, 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