CN201644781U - 一种防止连铸板坯卷渣的结晶器浸入式水口 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防止连铸板坯卷渣的结晶器浸入式水口，包括水口本体、出水口、分流座，出水口为二孔左右对称，水口正下端设分流座，出水口为向下倾角，其特征在于：水口本体(4)为变径式结构，水口上部内孔径为Φ60-80mm，水口底端内径为Φ90-100mm，出水口(1)向下倾角a为65-80°。该实用新型克服了连铸过程中由于结晶器浸入式水口尺寸和孔型不合理导致的液面波动大、表面流速过高，有效防止了保护渣的卷入，减少了铸坯表面卷渣、夹渣等缺陷。

Description

一种防止连铸板坯卷渣的结晶器浸入式水口 

技术领域

本发明属于炼钢-连铸技术领域，特别是提供一种有效防止连铸板坯卷渣的新型结晶器浸入式水口，对连铸过程中稳定液面波动起到重要的作用，提高了钢坯纯净度。 

背景技术

连铸过程由于结晶器保护渣“卷渣”造成的钢板表面缺陷比率很高，达50％左右。结晶器内钢液流动行为是卷渣的重要原因，尤其是结晶器保护渣-钢液界面处流体流动特征是造成卷渣的直接原因。国内外研究工作者通过物理模拟和数值模拟等方法研究了影响结晶器内流体流动因素，通过优化浸入式水口工艺参数、采用电磁制动和液面自动控制等措施改善结晶器内流体流动状态，以最大限度的防止卷渣。 

总结国内外工作者的研究结果，卷渣方式主要有二种：(1)表面卷渣。表面卷渣的机理：结晶器内钢液从浸入式水口的两个出口流出，到达窄边坯壳附近后形成向上和向下的两股分流。向上的分流沿窄面上行，在冲击弯月面后改变方向，向下方折回，形成表面流。由于界面张力的存在，使部分保护渣随钢液一起流动，造成保护渣在水口与窄面的中间位置附近聚集，形成向下的凸起，如表面流速过强，一些凸起脱离保护渣层，被钢水表面回流带入钢液内部，部分保护渣在钢液内部上浮过程会被生长的坯壳捕捉，形成表面卷渣；另一方面，当浸入式水口流出的钢水流到达窄边后向下的分流过强时，会造成结晶器钢水表面供热不足，保护渣熔融不良，由于流动性不好，部分保护 渣会被钢液由内向外包裹在铸坯皮下，造成夹渣缺陷。(2)液面漩涡卷渣。液面漩涡卷渣机理：由于紊流或水口出流不对称造成的水口两侧流场的不对称将导致水口两侧的表面流流速不等，当表面流速相差到一定程度后，两表面流在水口附近汇合时在速度较小的一侧产生漩涡。这种漩涡的能量较大时即可将保护渣卷入到钢液内部。此外，钢液从水口冲出时，水口出口上方会形成负压区，在负压区的影响下漩涡会被拉伸、加强，由漩涡卷吸的渣滴就有可能被带到钢液熔池深处，部分保护渣在钢液内部上浮过程会被生长的坯壳捕捉，形成漩涡卷渣。无论是那种卷渣方式都与浸入式水口的结构和使用方式有直接关系。影响结晶器卷渣的因素有：(1)浸入式水口的底部凹型与凸型结构对结晶器内液面波动的影响。凸型结构水口的液面波动小，弯月面较死，这是由于流股从水口上部向下冲到水口底部后，被水口底部的尖叉直接劈开为两部分，从而使流股在结晶器内向下的冲击速度过大，流股冲击深度深，对结晶器液面的扰动减小。但是由于流股流出水口侧孔时速度大，在水口侧孔上部造成的负压必然也增大，从而导致水口壁处的液面波动加大，所以凸型水口，弯月面较死但是水口壁处液面波动过大。(2)水口浸入深度对卷渣的影响。随着浸入深度的增加，液面波动值明显呈下降趋势。这是因为浸入深度增加后，上回流的发展空间变大，强度必然会减弱，液面波动将会减弱，液面趋于平稳。(3)水口出口角度对卷渣的影响。双侧孔水口出口倾角影响射流的角度，随着倾角(向下)角度的增加，结晶器表面流速和液面波高均降低。水口出口向下的夹角越小，对卷渣的影响越大。(4)水口出口面积的 影响。水口出口面积对液面波动有着正反两方面的影响，随着出口面积的增加，降低了水口处钢水流股的速度，一方面会减小流股冲击点速度，使液面波动降低；另一方面，由于钢流速度偏角的减小，造成冲击点上移引起更大的波动。 

发明内容

本实用新型目的在于提供一种防止连铸板坯卷渣的结晶器浸入式水口，能够稳定控制钢水液面波动，使保护渣层热量供给合理均匀。 

本实用新型涉及一种防止连铸板坯卷渣的结晶器浸入式水口，包括水口本体、出水口、分流座，出水口为二孔左右对称，水口正下端设分流座，出水口为向下倾角，水口本体为变径式结构，水口上部内孔径为Φ60-80mm，水口底端内径为Φ90-100mm，出水口向下倾角a为65-80°。 

本发明的优点此种浸入式水口的设计具有出钢钢流平稳、回流合理，对板坯窄面冲击力较低，上回流均匀合理，可使结晶器保护渣可以得到充分的熔化。液面波动均稳定控制在±5mm以内，有效地防止了钢水卷渣。 

附图说明

图1为结晶器浸入式水口示意图。 

图中：1为出水口，2为分流座，3为水口变径结构，4为水口本体，a为出水口向下倾角。 

具体实施方式

实例1： 

使用本发明的水口尺寸为：二孔对称出水口，水口整体长度为840mm，从顶端至475mm处水口内孔径为Φ75mm，再至水口底端内径变为Φ96mm，出水口角度为距垂直方向74°，双孔出水口的外部长度为105mm。 

浇注某中碳钢板坯，断面尺寸为1500mm×230mm，结晶器浸入水口***深度为130mm，拉速为1.2m/min，浇次平均过热度26°。整个浇注过程中钢水液面波动均在标准值±5mm范围内，保护渣熔化良好，液体渣层厚度为12mm，保护渣消耗量为0.58kg/t。 

铸坯下线对其表层夹杂物进行大样电解及SEM分析检验，未发现有保护渣卷入钢坯表层，铸坯纯净度有所提高。 

实例2： 

使用本发明的水口尺寸为：二孔对称出水口，水口整体长度为840mm，从顶端至475mm处水口内孔径为Φ75mm，再至水口底端内径变为Φ96mm，出水口角度为距垂直方向74°，双孔出水口的外部长度为105mm。 

使用该水口浇注某中碳钢板坯，断面尺寸为1550mm×230mm，结晶器侵入水口***深度为125mm，浇次平均过热度25°，拉速为1.2m/min。整个浇注过程中钢水液面波动均在标准值±5mm范围内，保护渣熔化良好，液体渣层厚度为11～12mm，保护渣消耗量为0.55kg/t。 

铸坯下线对其表层夹杂物进行大样电解及SEM分析检验，未发现有保护渣卷入钢坯表层，铸坯纯净度有所提高。 

实例3： 

使用本发明的水口尺寸为：二孔对称出水口，水口整体长度为840mm，从顶端至475mm处水口内孔径为Φ75mm，再至水口底端内径变为Φ96mm，出水口角度为距垂直方向74°，双孔出水口的外部长度为105mm。 

使用该水口浇注管线钢板坯，断面尺寸为1600mm×230mm，结晶器侵入水口***深度为125mm，浇次平均过热度25°，拉速为1.1m/min。整个浇注过程中钢水液面波动均在标准值±5mm范围内，保护渣熔化良好，液体渣层厚度为11～12mm，保护渣消耗量为0.6kg/t。 

铸坯下线对其表层夹杂物进行大样电解及SEM分析检验，未发现有保护渣卷入钢坯表层，铸坯纯净度有所提高。 

Claims (1)

1.一种防止连铸板坯卷渣的结晶器浸入式水口，包括水口本体、出水口、分流座，出水口为二孔左右对称，水口正下端设分流座，出水口为向下倾角，其特征在于：水口本体(4)为变径式结构，水口上部内孔径为 Φ60-80mm，水口底端内径为 Φ90-100mm，出水口(1)向下倾角a为65-80°。 

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