專利名稱：異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金技術，屬于鋼坯澆鑄過程，結晶器浸入式水口裝置，主要涉及異型坯澆鑄用浸入式水口裝置在結晶器中的布置方式。
背景技術：
連續(xù)鑄鋼是將鋼液連續(xù)冷凝呈鋼坯的技術。中間包中的鋼液通過由耐火材料制備的水口連續(xù)不斷的注入結晶器中，冷卻后形成鑄坯。浸入式水口可以將鋼液和空氣隔絕開來，防治鋼水在澆鑄過程中的二次氧化，提高鋼水純凈度；設計合理的水口和水口的布置方式、可以得到穩(wěn)定、均勻的結晶器流場，以確保初生坯殼的正常生長，并促使鋼水中夾雜物迅速上浮，實現(xiàn)高品質(zhì)鋼的連續(xù)、低成本生產(chǎn)。異型坯與板坯、方坯相比，澆鑄斷面形狀更為復雜，其結晶器內(nèi)腔斷面呈“H”形，各不同部位的流動和散熱差異較大，要獲得較好的結晶器流場，就須針對異型坯結晶器特點，重新設計浸入式水口和布置方式。異型坯橫斷面可以簡單的分為一個腹板和左右對稱分布的翼緣，共三個部分。傳統(tǒng)技術下，異型坯的浸入式水口及澆鑄方式主要有三種:一是采用兩個直通型半浸入式水口進行半敞開式澆鑄，兩個水口布置于結晶器腹板和翼緣相交的三角區(qū)，水口下端插入結晶器內(nèi)，水口上端呈漏斗形，與中間包底面有一定距離。這種方式可以降低注流的沖擊，但是不能實現(xiàn)鋼水的全保護澆鑄，導致部分鋼液被氧化，降低了鋼水純凈度。二是在此基礎上作了改進，使水口上端與中間包底部相連，依然采用兩個直通型浸入水口在腹板和翼緣相交的三角區(qū)進行澆鑄，可實現(xiàn)全保護澆鑄。然而，直通型水口中鋼水沖擊深度較大，鋼液熱中心下移，不利于夾雜物的上浮和初生坯殼的的生長。同時，直通型水口流出的鋼液主要集中在三角區(qū)，使整個異型坯橫向溫度、成分差異較大，容易導致裂紋和偏析等質(zhì)量缺陷。三是采用單個浸入式水口在異型坯腹板中間進行澆鑄，該方式可有效改善結晶器內(nèi)鋼液的流場和溫度場，可較大程度的提高鑄坯質(zhì)量。但是受腹板厚度限制，水口尺寸較小，且難以實現(xiàn)快換，導致應用該澆鑄方式，水口使用壽命較短，連澆爐數(shù)較低，無法形成穩(wěn)定的批量生產(chǎn)，從而降低了生產(chǎn)效率。公開號為CN101091982A的發(fā)明專利提出了一種用單個浸入式水口進行異型坯保護澆鑄的方法和裝置，即采用一個圓形向扁平過渡的雙水孔浸入式水口置于異型坯結晶器腹板中心部位進行澆鑄。該方式降低了鋼水沖擊深度。但是，水口出口的高溫鋼液只能流向腹板縱向兩端，翼緣兩側(cè)得不到高溫鋼液的補充，使得鑄坯橫向的溫度和成本差異較大，并且，水口壁面與結晶器腹板壁面距離很近，容易出現(xiàn)“搭橋”，不利于保護渣融化和潤滑。另外，為了使水口能夠放入腹板內(nèi)，使得水口的壁厚度縮小，降低了水口的使用壽命。公開號為CN102294454A的發(fā)明專利提出了一種異型坯結晶器用浸入式水口的布置結構，即采用兩個上端呈漏斗狀、下端為圓筒體、底部封閉且側(cè)面開有三個水孔的水口，分別置于異型坯結晶器腹板和翼緣相交的兩個三角區(qū)內(nèi)進行澆鑄。該方式可以分散鋼液的沖擊力度，在結晶器內(nèi)形成穩(wěn)定均勻的流場，提高鋼液的熱中心，也可提高結晶器斷面的溫度和成分均勻性，有利于鋼液中非金屬夾雜物的上浮和初生坯殼的生長，可以改善鑄坯的表面質(zhì)量和鋼水純凈度。但是，由于目前異型坯尺寸普遍偏小，在浸入式水口的底部設置三個水孔則使得各水孔間距較小，降低了水口使用壽命，導致生產(chǎn)成本較高。該發(fā)明的另一個缺點是，浸入式水口的底部封閉，而側(cè)壁上的各水孔下壁面與水口底面有一定距離，更換水口時，部分鋼液依然殘留在水口中，容易發(fā)生以燙傷人員為主的安全生產(chǎn)事故。基于上述原因可知，現(xiàn)有技術下異型坯結晶器浸入式水口及其布置方式難以滿足異型坯生產(chǎn)過程中的低成本和穩(wěn)定生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術的上述不足而提供一種異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式，使得結晶器內(nèi)得到較好的流場和溫度場，既能保證異型坯橫向溫度和成分的均勻性，又能降低鋼液沖擊深度，促進夾雜物的上浮，保證初生坯殼的正常生產(chǎn)，同時又可保證生產(chǎn)過程中的低成本和穩(wěn)定運行。為解決上述技 術問題，本發(fā)明的技術解決方案是:一種異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式，在結晶器內(nèi)異型坯翼緣和腹板相交的兩個三角區(qū)分別放置一個浸入式水口，并同時進行澆鑄，兩個水口的位置沿異型坯腹板中心垂直線呈軸對稱；兩個水口均包括環(huán)體狀側(cè)壁，水口上端呈漏斗狀環(huán)體、下端為圓柱形環(huán)體，其特征在于:水口上、下部均敞開；靠近底部的圓筒形環(huán)體側(cè)壁上開設一個側(cè)水孔，側(cè)水孔與內(nèi)腔相連通，側(cè)水孔上、下側(cè)面均為平面且與水平面呈傾斜角度；兩個水口的側(cè)水孔相對,且側(cè)水孔的左右兩側(cè)的中心線與腹板中心線重合。各水口上端與中間包相連，下端插入鋼液后，側(cè)水孔上側(cè)面離上部鋼液液面的距離范圍為20mm 80mm。各水口的側(cè)水孔的上下側(cè)面均從側(cè)壁內(nèi)部向側(cè)壁外部向下傾斜；側(cè)水孔與水平面傾斜形成的傾角α為-30°彡α彡0°。各水口的側(cè)水孔大小和形狀相同，側(cè)水孔縱向截面均為上、下部是半圓、中間是矩形的形狀。各水口的側(cè)水孔最低點距水口底部底面的距離為IOmm 30mm。各水口的內(nèi)腔截面為圓形、方形或倒角方形。各水口由耐火材料制備而成。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，具有以下的有益效果:(I)采用帶有側(cè)水孔的雙水口布置方式，可以分散鋼液的沖擊力度，在結晶器內(nèi)形成穩(wěn)定均勻的流場，提高鋼液的熱中心，也可提高結晶器斷面的溫度和成分均勻性，有利于鋼液中非金屬夾雜物的上浮和初生坯殼的生長，可以改善鑄坯的表面質(zhì)量和鋼水純凈度。(2)側(cè)水孔與水平面保持較小傾斜角度，一方面可以延長水口壽命，另一方面可以增加橫向鋼液的流動性，提高鑄坯截面流場均勻性。(3)水口采用一個側(cè)水孔設計,可延長水口的使用壽命。(4)水口下端為通孔，更換水孔過程時，水口中不存留鋼液，可保證操作人員的安
全生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明一個實施例中浸入式水口的結構示意圖；圖2是浸入式水口的A-A向視圖；圖3是浸入式水口的B-B向視圖；圖4是浸入式水口布置在異型坯結晶器內(nèi)的橫截面示意圖；附圖中標號如下，1-側(cè)壁，2-內(nèi)腔，3-側(cè)水孔，4-翼緣，5-腹板。
具體實施例方式以下結合實施例及附圖1-3對本發(fā)明做進一步說明，但不限定本發(fā)明。如圖1 3所示，一種異型坯澆鑄用浸入式水口，包括水口側(cè)壁I，所述水口側(cè)壁I的上下端為通孔；水口側(cè)壁的中心通道為內(nèi)腔2，所述內(nèi)腔2形狀為圓形；位于水口側(cè)壁I的底部上方開有一個側(cè)水孔3，此側(cè)水孔3與水口內(nèi)腔2相連通，側(cè)水孔上下側(cè)面均與水平面呈-20°的夾角。側(cè)水孔3的縱向截面為上下部是半圓、中間是矩形的形狀。偵彳水孔3最低點距水口底部底面的距離為10mm。所述水口采用耐火材料壓制而成。在澆鑄過程中，同時將兩只水口分別插入異型坯翼緣4和腹板5相交的兩個三角區(qū)位置，并使兩個水口沿腹板5的垂直中心線呈周對稱。同時要保證兩個水口上的側(cè)水孔3相對，且側(cè)水孔3左右兩側(cè)間的中心線與腹板5中心重合。為使鋼液澆鑄深度合理，采用本發(fā)明的水口進行保護澆鑄時，應使上端與中間包底部相連，下端插入鋼液后，側(cè)水孔3的上側(cè)面最高點距離鋼液液面的距離為60mm。最后需要說明的是:以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式，在結晶器內(nèi)異型坯翼緣和腹板相交的兩個三角區(qū)分別放置一個浸入式水口，并同時進行澆鑄，兩個水口的位置沿異型坯腹板中心垂直線呈軸對稱；兩個水口均包括環(huán)體狀側(cè)壁，水口上端呈漏斗狀環(huán)體、下端為圓柱形環(huán)體，其特征在于:水口上、下部均敞開；靠近底部的圓筒形環(huán)體側(cè)壁上開設一個側(cè)水孔，側(cè)水孔與內(nèi)腔相連通，側(cè)水孔上下側(cè)面均為平面且與水平面呈傾斜角度；兩個水口的側(cè)水孔相對,且側(cè)水孔的左右兩側(cè)的中心線與腹板中心線重合。
2.根據(jù)權力要求I所述異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式，其特征在于兩個水口上端與中間包相連，下端插入鋼液后，側(cè)水孔上側(cè)面離上部鋼液液面的距離范圍為20 80mmo
3.根據(jù)權力要求I所述異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式，其特征在于兩個水口的側(cè)水孔最低點距水口底部底面的距離為10 30mm。
4.根據(jù)權力要求I或2所述的異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式，其特征在于兩個水口的側(cè)水孔的上、下側(cè)面均從側(cè)壁內(nèi)部向側(cè)壁外部向下傾斜；側(cè)水孔與水平面傾斜形成的傾角α為-30°≤α≤0°。
5.根據(jù)權力要求3所述的異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式，其特征在于兩個水口的側(cè)水孔大小和形狀相同，側(cè)水孔縱向截面均為上、下部是半圓、中間是矩形的形狀。
6.根據(jù)權力要求I至5中任一項所述的異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式，其特征在于各水口的內(nèi)腔截面為圓形、方形或倒角方形。
7.根據(jù)權力要求5所述的異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式，其特征在于各水口由耐火材料制備而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種異型坯澆鑄用浸入式水口的布置方式。在結晶器內(nèi)翼緣和腹板相交的兩個三角區(qū)分別放置一個浸入式水口，并同時進行澆鑄；兩個水口的位置沿異型坯腹板中心垂直線呈軸對稱；兩個水口的側(cè)水孔相對，且側(cè)水孔左右兩側(cè)間的中心線與腹板中心線重合。澆鑄時，采用兩個水口對稱布置于異型坯的兩個三角區(qū)內(nèi)，側(cè)水孔對準腹板中心。本發(fā)明的水口包括環(huán)體狀側(cè)壁，水口上端呈漏斗狀環(huán)體、下端為圓柱形環(huán)體，水口上、下部均敞開；靠近底部的圓筒形環(huán)體側(cè)壁上開設一個側(cè)水孔，采用一個側(cè)水孔并將水口底部敞開，可在保證鑄坯質(zhì)量的基礎上，降低水口制造復雜度，提高水口使用壽命。水口下端為通孔，更換水孔過程時，水口中不存留鋼液，可保證操作人員的安全生產(chǎn)。
文檔編號B22D11/10GK103182494SQ201310113219
公開日2013年7月3日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權日2013年4月3日
發(fā)明者付常偉, 楊志杰, 郭躍華, 鄧存善, 韓蕾蕾, 高祥明, 李超, 方金林 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司