本發(fā)明屬于連鑄過程鋼水保護澆注的應用領域，提供了一種減少鋼水與夾雜侵蝕耐材的新方法。

背景技術：

浸入式水口作為連鑄用三大功能耐火材料之一，其質(zhì)量直接關系到連鑄的澆注穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。隨著連鑄工藝的改進和浸入式水口用耐火材料的開發(fā)，浸入式水口的使用壽命有了顯著提高，但是，澆注過程中發(fā)生的水口結(jié)瘤或堵塞現(xiàn)象一直是困擾連鑄工序的一個難題，水口結(jié)瘤或堵塞不僅降低連鑄機的生產(chǎn)效率，而且是引起鋼鐵產(chǎn)品缺陷的主要原囚之一。

從水口材料角度出發(fā)。通過改變浸入式水口內(nèi)孔的材質(zhì)可以減少堵塞，應根據(jù)澆鑄的鋼種不同，合理選擇不同的材質(zhì)。從水口結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，通過改變水口內(nèi)徑，或采用平底水口，可減少堵塞，而采用環(huán)狀階梯式水口可以減少氧化鋁積聚及鋼流對結(jié)晶器寬面的沖擊。為了抑制連鑄水口的堵塞，新日鐵開發(fā)出不用al脫氧的低鋁鋼連鑄技術，同時，新日鐵在絕緣材料制成的浸入式水口本體內(nèi)加裝芯板，澆往之前，將芯板通電加熱，提高水口內(nèi)壁溫度，從而避免因鋼水接觸水口內(nèi)壁，溫度急劇下降引起的夾雜物吸附，還可防止?jié)茶T初期的水口熱震斷裂。日本神戶制鋼研制出帶有空冷和電磁攪拌裝置的浸入式水口，水口外壁上加工有10mm深的環(huán)形溝槽以增加冷卻表面積，可實現(xiàn)全過程低過熱度澆注，采用電磁攪拌澆注的水口沒有出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，據(jù)研究者計算，把這種新型水口應用于小方坯連鑄時，水口內(nèi)鋼水溫降約為30℃，可實現(xiàn)低過熱度澆注。申請人提出過插槍式塞棒裝置及用其在水口處吸附夾雜物的方法，通過吸附桿凈化鋼水，間接減少水口結(jié)瘤。

目前在連鑄澆注方面，為了防止或減少水口結(jié)瘤問題，在鋼水、耐材及水口結(jié)構(gòu)等方面已有大量的技術研究和實踐，但是想完全消除結(jié)瘤問題仍存在困難，本發(fā)明提供一種防止結(jié)瘤的新思路。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術存在的水口結(jié)瘤問題，本發(fā)明一是提供一種懸流水口，二是提供一種用懸流水口減少鋼水與夾雜侵蝕耐材的新方法，本發(fā)明適用于現(xiàn)有鋼鐵廠連鑄保護澆注工藝的改進。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種懸流水口裝置，包括浸入式水口、懸流滑板和調(diào)氣裝置，其特征在于，浸入式水口為鼓肚浸入式水口是兩頭細中間粗的圓柱形結(jié)構(gòu)，懸流滑板安裝在鼓肚浸入式水口上部，與鼓肚浸入式水口保持良好的密封，調(diào)氣裝置包括入口閥門、出口閥門、進、出氣調(diào)氣管路和抽氣泵，出氣調(diào)氣管路一端與抽氣泵連通，另一端與鼓肚浸入式水口相通，調(diào)氣管路上安裝出口閥門，進氣調(diào)氣管路上安裝入口閥門，進氣調(diào)氣管路與鼓肚浸入式水口相通，通過入口閥門調(diào)整氬氣充氣流量，打開出口閥門和抽氣泵，調(diào)整出氣流量。

作為優(yōu)選，鼓肚浸入式水口的圓柱的粗（直）徑是細圓柱細（直）徑的2~5倍。

作為優(yōu)選，鼓肚浸入式水口粗圓柱部分的下部有倒角或直接變形為倒圓錐臺形，粗圓柱部分的長度為整個浸入式水口長度的0.6~0.9倍，粗圓柱內(nèi)液面高度小于5mm。

作為優(yōu)選，懸流滑板的中心孔孔徑為浸入式水口細徑的0.4~0.8倍，孔長度為20~80mm，中心孔孔型為圓柱形、正圓錐臺形、倒圓錐臺形、拉瓦爾管形或腰鼓形。

作為優(yōu)選，調(diào)氣裝置充入的氬氣溫度為1100~1500℃；

一種用懸流水口裝置減少鋼水與夾雜侵蝕耐材的方法，其特征在于具體方法包括：

a、將懸流滑板安裝在鼓肚浸入式水口上部，保持良好的密封，鋼液自中間包流入浸入式水口，經(jīng)懸流滑板束流作用后形成向下流動的一股懸流，懸流鋼液不與周邊的水口耐材直接相接觸；

b、打開調(diào)氣裝置的入口閥門，調(diào)整氬氣充氣流量，將氬氣穩(wěn)定地充入鼓肚浸入式水口內(nèi)，同時打開調(diào)氣裝置的出口閥門和抽氣泵，調(diào)整出氣流量；

c、由于平衡氣體流動作用，鋼液懸流和鼓肚浸入式水口耐材內(nèi)壁間形成穩(wěn)定的氣隔，在氣隔氣壓作用下，當鋼液流量增大時，提高氣隔氣壓，當鋼液流量減小時，降低氣隔氣壓，動態(tài)調(diào)整氣隔氣壓，輔助形成穩(wěn)定的、較圓的鋼液懸流；

d、鋼液懸流下落至鼓肚浸入式水口下部粗圓柱部分，沖擊一定高度的鋼液面，然后匯入細圓柱部分，最后進入結(jié)晶器內(nèi)，實現(xiàn)鋼液持續(xù)澆注。

作為優(yōu)選，氣隔的氣壓小于0.1mpa。

與現(xiàn)有技術下相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1）鼓肚浸入式水口的設置，使得鋼水與水口耐材壁幾乎無接觸，避免了鋼中夾雜物在水口內(nèi)壁結(jié)瘤，甚至堵塞水口的問題；

2）由于鼓肚浸入式水口內(nèi)鋼液流與水口壁之間存在一定厚度的氣隔，導熱性差，顯著減少了鋼水溫降；

3）鋼水與鼓肚浸入式水口耐材壁幾乎無接觸，減少了鋼水對耐材的沖刷與磨損，減少水口使用根數(shù)，延長了水口壽命；

4）鼓肚浸入式水口可以采用低品質(zhì)的一般耐材，降低了耐材消耗成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明懸流水口保護澆注示意圖。

圖2-圖6為懸流滑板中心孔的孔型圖。

圖中標記：懸流水口1、懸流滑板2、入口閥門3、氣隔4、出口閥門5、抽氣泵6、保護渣7、鋼水8、結(jié)晶器9、圓柱形孔10、正圓錐臺形孔11、倒圓錐臺形孔12、拉瓦爾管形孔13、腰鼓形孔14。

具體實施方式

一種懸流水口以及用其減少鋼水與夾雜侵蝕耐材的方法，懸流水口的結(jié)構(gòu)見圖1，懸流水口1由鼓肚浸入式水口10、懸流滑板2和調(diào)氣裝置組成，鼓肚浸入式水口10是兩頭細中間粗的圓柱形，細圓柱部分的細徑與常規(guī)浸入式水口直徑相近，粗圓柱粗徑為細圓柱細徑的2~5倍。鼓肚浸入式水口10的粗圓柱部分下部有倒角或直接變形為倒圓錐臺形，粗圓柱部分的長度為整個浸入式水口長度的0.6~0.9倍，粗圓柱內(nèi)液面高度小于5mm。

懸流滑板2安裝在鼓肚浸入式水口10上部，與鼓肚浸入式水口10保持良好的密封，鋼液自中間包流入鼓肚浸入式水口10，經(jīng)懸流滑板2后形成懸流。懸流滑板2的中心孔孔徑為浸入式水口細徑的0.4~0.8倍，孔長度為20~80mm。見圖2-圖6，懸流滑板的中心孔孔型為圓柱形10、正圓錐臺形孔11、倒圓錐臺形孔12、拉瓦爾管形孔13、腰鼓形孔14。本實施例選用中心孔孔型為圓柱形的懸流滑板。

調(diào)氣裝置包括入口閥3門、出口閥門5、進、出氣調(diào)氣管路和抽氣泵6。出氣調(diào)氣管路一端與抽氣泵6連通，另一端與鼓肚浸入式水口10相通，出氣調(diào)氣管路上安裝出口閥門5。進氣調(diào)氣管路上安裝入口閥門3，進氣調(diào)氣管路與鼓肚浸入式水口10相通，位于出氣管路的上方。通過調(diào)節(jié)入口閥門，調(diào)整氬氣充氣流量，打開出口閥門和抽氣泵6，調(diào)整出氣流量。

用懸流水口裝置減少鋼水與夾雜侵蝕耐材的方法為：將懸流滑板2安裝在鼓肚浸入式水口10上部，保持良好的密封，鼓肚浸入式水口10穿過保護渣7插入結(jié)晶器9內(nèi)的鋼水8中。鋼液自中間包流入鼓肚浸入式水口，經(jīng)懸流滑板2后形成懸流，打開調(diào)氣裝置的入口閥門3，調(diào)整氬氣充氣流量，調(diào)氣裝置充入的氬氣溫度為1100~1500℃。

將氬氣穩(wěn)定地充入鼓肚浸入式水口內(nèi)，同時打開調(diào)氣裝置的出口閥門5和抽氣泵6，調(diào)整出氣流量；在平衡氣體流動作用下，鋼液懸流和鼓肚浸入式水口耐材內(nèi)壁間形成穩(wěn)定的氣隔4，在小于0.1mpa的氣隔4氣壓下，形成穩(wěn)定的、較圓的鋼液懸流，持續(xù)澆注。

具體實施例

實施例1

一種懸流水口裝置，由鼓肚浸入式水口、懸流滑板和調(diào)氣裝置組成，鼓肚浸入式水口為兩頭細中間粗的圓柱形，細圓柱部分的細徑與常規(guī)浸入式水口直徑相近，粗圓柱粗徑為細圓柱細徑的2.5倍；鼓肚浸入式水口粗圓柱部分下部有倒角，粗圓柱部分的長度為整個浸入式水口長度的0.7倍，粗圓柱內(nèi)液面高度為3mm；懸流滑板中心孔孔徑為浸入式水口細徑的0.5倍，孔長度為30mm，中心孔孔型為圓柱形。

使用懸流水口裝置減少鋼水與夾雜侵蝕耐材的方法具體工藝為：將懸流滑板安裝在鼓肚浸入式水口上部，保持良好的密封，鋼液自中間包流入浸入式水口，經(jīng)懸流滑板束流作用后形成向下流動的一股懸流，懸流鋼液不與周邊的水口耐材直接相接觸。

打開調(diào)氣裝置的入口閥門，調(diào)整氬氣充氣流量，將1200℃氬氣穩(wěn)定地充入鼓肚浸入式水口內(nèi)，同時打開調(diào)氣裝置的出口閥門和抽氣泵，調(diào)整出氣流量；由于平衡氣體流動作用，鋼液懸流和鼓肚浸入式水口耐材內(nèi)壁間形成穩(wěn)定的氣隔，在氣隔氣壓作用下，當鋼液流量增大時，提高氣隔氣壓，當鋼液流量減小時，降低氣隔氣壓，動態(tài)調(diào)整氣隔氣壓，輔助形成穩(wěn)定的、較圓的鋼液懸流。在平衡氣體流動作用下，鋼液懸流和鼓肚浸入式水口耐材內(nèi)壁間形成穩(wěn)定的氣隔，在0.08mpa氣隔氣壓下，鋼液懸流下落至鼓肚浸入式水口下部粗圓柱部分，沖擊一定高度的鋼液面，然后匯入細圓柱部分，最后進入結(jié)晶器內(nèi)，實現(xiàn)鋼液持續(xù)澆注。

實施例2

一種懸流水口裝置，包括鼓肚浸入式水口、懸流滑板和調(diào)氣裝置，鼓肚浸入式水口為兩頭細中間粗的圓柱形，細圓柱部分的細徑與常規(guī)浸入式水口直徑相近，粗圓柱粗徑為細圓柱細徑的3倍；鼓肚浸入式水口粗圓柱部分為倒圓錐臺形，粗圓柱部分的長度為整個浸入式水口長度的0.8倍，粗圓柱內(nèi)液面高度為2mm；懸流滑板中心孔孔徑為浸入式水口細徑的0.6倍，孔長度為40mm，中心孔孔型為正圓錐臺形；

使用懸流水口裝置減少鋼水與夾雜侵蝕耐材的方法具體工藝為：將懸流滑板安裝在鼓肚浸入式水口上部，保持良好的密封，鋼液自中間包流入浸入式水口，經(jīng)懸流滑板束流作用后形成向下流動的一股懸流，懸流鋼液不與周邊的水口耐材直接相接觸。

打開調(diào)氣裝置的入口閥門，調(diào)整氬氣充氣流量，將1300℃氬氣穩(wěn)定地充入鼓肚浸入式水口內(nèi)，同時打開調(diào)氣裝置的出口閥門和抽氣泵，調(diào)整出氣流量；由于平衡氣體流動作用，鋼液懸流和鼓肚浸入式水口耐材內(nèi)壁間形成穩(wěn)定的氣隔，在氣隔氣壓作用下，當鋼液流量增大時，提高氣隔氣壓，當鋼液流量減小時，降低氣隔氣壓，動態(tài)調(diào)整氣隔氣壓，在平衡氣體流動作用下，鋼液懸流和鼓肚浸入式水口耐材內(nèi)壁間形成穩(wěn)定的氣隔，在0.06mpa氣隔氣壓下，形成穩(wěn)定的、較圓的鋼液懸流，持續(xù)澆注。

實施例3

一種懸流水口裝置，包括鼓肚浸入式水口、懸流滑板和調(diào)氣裝置，鼓肚浸入式水口為兩頭細中間粗的圓柱形，細圓柱部分的細徑與常規(guī)浸入式水口直徑相近，粗圓柱粗徑為細圓柱細徑的4倍；鼓肚浸入式水口粗圓柱部分下部有倒角，粗圓柱部分的長度為整個浸入式水口長度的0.85倍，粗圓柱內(nèi)液面高度為3mm；懸流滑板中心孔孔徑為浸入式水口細徑的0.7倍，孔長度為70mm，中心孔孔型為腰鼓形；

使用懸流水口減少鋼水與夾雜侵蝕耐材的方法具體工藝為：將懸流滑板安裝在鼓肚浸入式水口上部，保持良好的密封，鋼液自中間包流入鼓肚浸入式水口，經(jīng)懸流滑板束流作用后形成向下流動的一股懸流，懸流鋼液不與周邊的水口耐材直接相接觸。打開調(diào)氣裝置的入口閥門，調(diào)整氬氣充氣流量，將1400℃氬氣穩(wěn)定地充入鼓肚浸入式水口內(nèi)，同時打開調(diào)氣裝置的出口閥門和抽氣泵，調(diào)整出氣流量；由于平衡氣體流動作用，鋼液懸流和鼓肚浸入式水口耐材內(nèi)壁間形成穩(wěn)定的氣隔，在氣隔氣壓作用下，當鋼液流量增大時，提高氣隔氣壓，當鋼液流量減小時，降低氣隔氣壓，動態(tài)調(diào)整氣隔氣壓，在平衡氣體流動作用下，鋼液懸流和鼓肚浸入式水口耐材內(nèi)壁間形成穩(wěn)定的氣隔，在平衡氣體流動作用下，鋼液懸流和鼓肚浸入式水口耐材內(nèi)壁間形成穩(wěn)定的氣隔，在0.085mpa氣隔氣壓下，形成穩(wěn)定的、較圓的鋼液懸流，持續(xù)澆注。

上述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，但并不能因此而理解為對本發(fā)明范圍的限制。應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。