一種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，包括水口本體、渣線(xiàn)層、水口內(nèi)孔及水口側(cè)孔，上述水口側(cè)孔在水口內(nèi)孔圓周上均勻分布有四個(gè)，水口側(cè)孔呈擴(kuò)張型且與水平方向呈一定傾斜角度α，α值在10°～25°范圍內(nèi)，側(cè)孔內(nèi)壁為水口內(nèi)孔的任一徑向剖面，側(cè)孔外壁與由其在水口內(nèi)孔圓周上的交界線(xiàn)和水口中軸線(xiàn)形成的徑向剖面之間呈鈍角，鈍角角度范圍為120°～135°，側(cè)孔內(nèi)壁與側(cè)孔外壁之間的角度范圍為10～25°，側(cè)孔內(nèi)壁與由側(cè)孔外壁在水口內(nèi)孔圓周上的交界線(xiàn)和水口中軸線(xiàn)形成的徑向剖面之間的角度范圍為50°～75°。該水口具有適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工生產(chǎn)，利于鋼液過(guò)熱耗散，有效防止水口內(nèi)偏流現(xiàn)象的發(fā)生，促進(jìn)夾雜物的碰撞、聚集、上浮和去除，穩(wěn)定鋼液面、活化彎月面及降低生產(chǎn)成本的等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于連鑄【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口。

【背景技術(shù)】
[0002]連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，鑄坯中心偏析及其伴隨的疏松和縮孔一直是限制其產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)的瓶頸，特別是對(duì)于高碳、高合金鋼種，如滾珠軸承鋼、硬線(xiàn)用鋼、模具鋼等。為控制和改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量，目前常用的控制措施主要包括:低過(guò)熱度澆注技術(shù)、電磁攪拌技術(shù)、輕壓下技術(shù)、連續(xù)鍛造技術(shù)及末端強(qiáng)冷技術(shù)等。其中，對(duì)于方、圓坯合金鋼澆鑄過(guò)程，低過(guò)熱度澆鑄技術(shù)是改善鑄坯中心偏析和疏松是最常用的重要途徑之一。
[0003]對(duì)于低過(guò)熱度澆鑄技術(shù)，最直接的方法就是降低大包鋼液溫度，但該方法不利于中間包中鋼液內(nèi)夾雜物的上浮和去除，且易引起水口堵塞的產(chǎn)生。對(duì)于間接法，有 申請(qǐng)人:申請(qǐng)了名為“一種電磁旋流水口”(專(zhuān)利號(hào)200510047290)的發(fā)明專(zhuān)利和名為“一種連鑄用電磁旋流水口”(專(zhuān)利號(hào)201320125720.1)的實(shí)用新型專(zhuān)利；該專(zhuān)利產(chǎn)品特征為在浸入式水口的外部施加至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以在水口內(nèi)部獲得旋流狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到過(guò)熱耗散的冶金效果。然而，該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施需對(duì)現(xiàn)有連鑄操作平臺(tái)進(jìn)行改造，如需調(diào)整中間包和結(jié)晶器之間距離以便安裝和維護(hù)，還需在原有設(shè)備上添加固定裝置以固定電磁裝置等等；此外，該增添的設(shè)備服役環(huán)境為高溫條件，其冷卻方式易造成安全隱患。
[0004]為此，當(dāng)前連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，多采用直通式水口加結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)(專(zhuān)利號(hào)為CN2003229279)來(lái)間接獲得低過(guò)熱度澆鑄技術(shù)，然而，結(jié)晶器電磁攪拌設(shè)備昂貴，且其安裝、日常使用和維護(hù)費(fèi)用較高。
[0005]為降低生產(chǎn)成本，有 申請(qǐng)人:申請(qǐng)了名為“一種連鑄用浸入式旋流水口”(專(zhuān)利號(hào)為CN201220072913.0)的實(shí)用新型專(zhuān)利，該專(zhuān)利產(chǎn)品特征為在浸入式水口內(nèi)壁上開(kāi)有螺旋狀溜槽，以在水口內(nèi)部獲得旋流和過(guò)熱耗散效果。然而，生產(chǎn)過(guò)程中，凹凸不平的水口內(nèi)壁將易引起水口堵塞的產(chǎn)生，不利于生產(chǎn)順行；此外，與電磁攪拌技術(shù)相比，該項(xiàng)技術(shù)僅能在水口內(nèi)部產(chǎn)生旋流，過(guò)熱耗散效果較差。
[0006]有 申請(qǐng)人:申請(qǐng)了專(zhuān)利名為“具有旋轉(zhuǎn)攪拌作用的浸入式水口”(專(zhuān)利號(hào)為CN03215867.X)的實(shí)用新型。該專(zhuān)利產(chǎn)品特征為具有至少兩個(gè)以上均勻分布的側(cè)孔，側(cè)孔與在水口本體圓周方向上存在一定夾角，且側(cè)孔的一條線(xiàn)或一個(gè)面與水口內(nèi)孔相切，然而，該產(chǎn)品在澆鑄方、圓坯時(shí)，由于水口側(cè)孔為直通型，其流股將可能加劇對(duì)沖擊區(qū)域范圍內(nèi)初生坯殼的溶蝕，進(jìn)而引起初生坯殼在周向上的不均勻性，增加了鑄坯表面裂紋和拉漏事故發(fā)生的幾率。此外，當(dāng)采用該專(zhuān)利公開(kāi)的側(cè)孔數(shù)為2或3個(gè)的水口澆鑄方坯或矩形坯時(shí)，結(jié)晶器內(nèi)無(wú)法形成有效的水平旋流，且將會(huì)導(dǎo)致具有一定過(guò)熱度的側(cè)孔流股直沖至結(jié)晶器角部區(qū)域，易造成鑄坯角部裂紋、拉漏等事故的發(fā)生；當(dāng)采用側(cè)孔數(shù)為4個(gè)的水口澆鑄方坯或矩形坯時(shí)，由于側(cè)孔與水口內(nèi)孔的相切特征，其將導(dǎo)致相鄰側(cè)孔之間形成角度為銳角的耐材區(qū)域或在水口內(nèi)孔圓周上產(chǎn)生弧長(zhǎng)較小的耐材區(qū)域，易引起水口堵塞和偏流現(xiàn)象的發(fā)生，不利于生產(chǎn)順行和初生坯殼均勻性的提高，且該工況下的具體使用條件、實(shí)施方法及適用范圍在專(zhuān)利中均尚未明確；當(dāng)水口側(cè)孔數(shù)大于4個(gè)時(shí)，其加工困難，且隨著側(cè)孔數(shù)的增力口，為保證一定出孔面積比(側(cè)孔橫截面面積之和與水口中孔面積之比，一般取2?2.3)，由于中孔面積不變，單個(gè)側(cè)孔橫截面面積會(huì)不斷減小，這將易導(dǎo)致水口堵塞的發(fā)生，即無(wú)實(shí)用價(jià)值；同樣地，發(fā)明專(zhuān)利名為“浸入式水口”(專(zhuān)利號(hào)為CN201180032653.2)亦存在上述不足之處。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，它能夠克服和避免現(xiàn)有旋流水口在澆鑄過(guò)程中存在的易發(fā)生堵塞、因側(cè)孔射流沖擊引起的初生坯殼周向不均勻、由相鄰側(cè)孔之間耐材區(qū)域的銳角特征造成的偏流現(xiàn)象及其適用范圍和具體實(shí)施方法不明確等不足，同時(shí)。在連鑄過(guò)程中，采用該水口不僅可在結(jié)晶器區(qū)域形成有效的水平旋流，促進(jìn)鋼液的過(guò)熱耗散，利于夾雜物的碰撞、聚集、上浮和去除，穩(wěn)定鋼液面、活化彎月面和促進(jìn)化渣效果，進(jìn)而獲得類(lèi)似結(jié)晶器電磁攪拌的綜合冶金效果，還可有效地提高初生坯殼周向均勻性，防止和避免水口堵塞和偏流現(xiàn)象的發(fā)生。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，包括水口本體、渣線(xiàn)層、水口內(nèi)孔及水口側(cè)孔，上述水口側(cè)孔在水口內(nèi)孔圓周上均勻分布有四個(gè)，水口側(cè)孔呈擴(kuò)張型且與水平方向呈一定傾斜角度α，α值在10°?25 °范圍內(nèi)，側(cè)孔內(nèi)壁為水口內(nèi)孔的任一徑向剖面，側(cè)孔外壁與由其在水口內(nèi)孔圓周上的交界線(xiàn)和水口中軸線(xiàn)形成的徑向剖面之間呈鈍角，鈍角角度范圍為120°?135°，側(cè)孔內(nèi)壁與側(cè)孔外壁之間的角度范圍為10?25°，側(cè)孔內(nèi)壁與由側(cè)孔外壁在水口內(nèi)孔圓周上的交界線(xiàn)和水口中軸線(xiàn)形成的徑向剖面之間的角度范圍為50°?75°。
[0009]所述水口本體和渣線(xiàn)層分別采用Al2O3-C和ZrO2-C材質(zhì)制作。
[0010]所述水口側(cè)孔形狀為帶有倒角的矩形，也可為橢圓形或跑道形。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:該水口可用于方坯、矩形坯及圓坯連鑄生產(chǎn)，適用范圍廣；水口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工生產(chǎn)；水口澆鑄過(guò)程中，可在結(jié)晶器內(nèi)形成有效的水平旋流，不僅可促進(jìn)鋼液的過(guò)熱耗散，利于夾雜物的碰撞、聚集、上浮和去除，穩(wěn)定鋼液面、活化彎月面和促進(jìn)化渣效果，進(jìn)而獲得類(lèi)似結(jié)晶器電磁攪拌的綜合冶金效果，還可有效地提高初生坯殼周向均勻性，防止和避免水口堵塞和偏流現(xiàn)象的發(fā)生；同時(shí)本實(shí)用新型可部分甚至是全部代替結(jié)晶器電磁攪拌的使用，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)降低生產(chǎn)成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的垂直縱剖圖；
[0013]圖2為附圖1的A-A剖面圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型用于澆鑄方坯時(shí)的安裝示意圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型用于澆鑄矩形坯時(shí)的安裝示意圖。
[0016]圖中:1_水口本體;2_水口內(nèi)孔;3_水口側(cè)孔；4_鋼液面；5_渣線(xiàn)層；6_側(cè)孔內(nèi)壁；7_側(cè)孔外壁；8_方坯結(jié)晶器；9_矩形坯結(jié)晶器。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]參見(jiàn)圖1?圖4，一種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，包括水口本體1、渣線(xiàn)層5、水口內(nèi)孔2及水口側(cè)孔3，其中，水口本體I和渣線(xiàn)層5分別采用Al2O3-C和ZrO2-C材質(zhì)制作，上述水口側(cè)孔在水口內(nèi)孔2圓周上均勻分布有四個(gè)，水口側(cè)孔3形狀為帶有倒角的矩形，也可為橢圓形或跑道形，水口側(cè)孔3呈擴(kuò)張型且與水平方向呈一定傾斜角度α，α值在10°?25°范圍內(nèi)，側(cè)孔內(nèi)壁6為水口內(nèi)孔2的任一徑向剖面，側(cè)孔外壁7與由其在水口內(nèi)孔2圓周上的交界線(xiàn)和水口中軸線(xiàn)形成的徑向剖面之間呈鈍角，鈍角角度范圍為120°?135°，側(cè)孔內(nèi)壁6與側(cè)孔外壁7之間的角度范圍為10?25°，側(cè)孔內(nèi)壁6與由側(cè)孔外壁7在水口內(nèi)孔2圓周上的交界線(xiàn)和水口中軸線(xiàn)形成的徑向剖面之間的角度范圍為50。?75°。
[0019]實(shí)施例1:一種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，該方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口應(yīng)用于澆鑄方坯或矩形坯時(shí)，需保證水口具有適當(dāng)?shù)慕肷疃萮，h值范圍為120mm?140mm,且水口本體I安裝時(shí),應(yīng)確保側(cè)孔內(nèi)壁6面與方還結(jié)晶器8或矩形還方還結(jié)晶器9寬、窄面形成夾角β，β值應(yīng)在55°?65°范圍內(nèi)。
[0020]實(shí)施例2:—種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，該方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口應(yīng)用于澆鑄圓坯時(shí)，需保證水口具有適當(dāng)浸入深度h，h值范圍為120mm?I40mmο
[0021 ] 此外，上述兩個(gè)施例中，澆鑄生產(chǎn)前需采用火焰抽吸烘烤方法對(duì)過(guò)熱耗散水口進(jìn)行均勻預(yù)熱，預(yù)熱溫度以1000°c左右為宜，以防止水口破裂及結(jié)瘤現(xiàn)象的發(fā)生。
[0022]采用該過(guò)熱耗散水口澆鑄方坯、矩形坯及圓坯連鑄生產(chǎn)時(shí)，在具有一定向下傾斜角度、呈擴(kuò)張型且內(nèi)壁面為水口內(nèi)孔2的任一徑向剖面的側(cè)孔分流作用下，注入結(jié)晶器的鋼液與初生坯殼碰撞后，可促使結(jié)晶器內(nèi)其它區(qū)域鋼液流動(dòng)以形成有效的水平旋流，從而獲得類(lèi)似結(jié)晶器電磁攪拌的冶金效果。
[0023]該水口適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工生產(chǎn)，且可有效地防止和避免澆鑄過(guò)程中水口堵塞和偏流現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，該水口可部分甚至是是全部代替結(jié)晶器電磁攪拌的使用，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)降低生產(chǎn)成本。
【權(quán)利要求】
1.一種方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，包括水口本體、渣線(xiàn)層、水口內(nèi)孔及水口側(cè)孔，其特征是:上述水口側(cè)孔在水口內(nèi)孔圓周上均勻分布有四個(gè)，水口側(cè)孔呈擴(kuò)張型且與水平方向呈一定傾斜角度α，α值在10°?25°范圍內(nèi)，側(cè)孔內(nèi)壁為水口內(nèi)孔的任一徑向剖面，側(cè)孔外壁與由其在水口內(nèi)孔圓周上的交界線(xiàn)和水口中軸線(xiàn)形成的徑向剖面之間呈鈍角，鈍角角度范圍為120°?135°，側(cè)孔內(nèi)壁與側(cè)孔外壁之間的角度范圍為10?25°，側(cè)孔內(nèi)壁與由側(cè)孔外壁在水口內(nèi)孔圓周上的交界線(xiàn)和水口中軸線(xiàn)形成的徑向剖面之間的角度范圍為50°?75°。
2.如權(quán)利要求1所述方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，其特征是:所述水口側(cè)孔形狀為帶有倒角的矩形，也可為橢圓形或跑道形。
3.如權(quán)利要求1所述方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，其特征是:該方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口應(yīng)用于澆鑄方坯或矩形坯時(shí)，需保證水口具有適當(dāng)?shù)慕肷疃萮，h值范圍為120mm?140mm，且安裝水口本體時(shí)，應(yīng)確保側(cè)孔內(nèi)壁面與方坯或矩形坯結(jié)晶器寬、窄面形成夾角β，β值應(yīng)在55°?65°范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口，其特征是:該方、圓坯連鑄用過(guò)熱耗散浸入式水口應(yīng)用于澆鑄圓坯時(shí)，需保證水口具有適當(dāng)浸入深度h，h值范圍為120mm ?140mm。
【文檔編號(hào)】B22D41/50GK204052883SQ201420446291
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】孫海波, 程曉文, 丘文生, 曾令宇, 劉志明, 張波, 郭峻宇, 周攀, 葉德新, 余大華, 萬(wàn)翔, 吳學(xué)興 申請(qǐng)人:廣東韶鋼松山股份有限公司