CN207057616U - 一种稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口，其内部结构包括上部分和下部分，喉口以上部位形成上部分；上部分开设有5‑100个吹氩小孔，吹氩小孔的直径为1‑30mm，上水口内表面的法线方向与吹氩小孔的轴线方向的夹角为β，且吹氩小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为0°<β<90°；喉口的底端沿竖直方向呈夹角α向外侧斜上方延伸后再沿竖直方向向下延伸，形成下部分，90°<α<180°；下部分的内半径比喉口处内半径大距离d，5mm≤d≤100mm。该中间包上水口避免了钢液中含有气泡从而给钢液的凝固带来不利影响，还可进行稀土钢、含铝钢及不锈钢的多炉连浇，不堵塞水口。
Description
技术领域
本实用新型涉及冶金工业生产技术领域，特别是涉及一种稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口。
背景技术
多项研究表明：稀土对钢材性能的提高是有利的。稀土可以减小钢材的晶粒度、提高钢材的韧性及低温冲击性能，提高板坯厚度方向的抗层状撕裂能力等。但由于受制于稀土钢生产过程中堵塞连铸水口妨碍炼钢连续生产这一核心问题，稀土钢的开发及利用受到极大限制，目前几乎处于停滞状态。
含铝钢也是常见钢种，但由于含铝钢也容易堵塞连铸水口，影响连铸的正常生产，因此被迫采用小浇次生产(连浇的炉数少)，因此增加了炼钢的成本。
不锈钢在采用连铸工艺浇注时堵塞更严重，连浇几乎不超过3炉。
上述钢种在上水口的上部(喉口上，喉口是上水口直径最小处)经常发生水口内表面与钢液粘连现象，这对塞棒头的操作及控制钢液流动都产生了不利影响。
据上海第三钢铁厂赵所琛等人申请的专利“稀土钢浇注用复合水口”(专利申请号为CN86200556U)介绍，该实用新型专利提供了一种用于钢冶炼的能防止水口结瘤的复合水口，其特点是水口内壁装有以>95％SiO2熔融石英为材料的衬管。在稀土钢浇注过程中，由于水口耐火材料材质的改变，水口结瘤物性质发生了变化，提高了稀土夹杂物与水口内壁材料间的界面能，从而避免了稀土夹杂物的滞结，防止了结瘤的发生。
但由于上述水口中的SiO2很容易被钢水冲刷掉进入钢水形成夹杂物而未被广泛使用。
据南京理工大学张雪松等人申请的专利“连铸中间包喂稀土丝工艺”(专利申请号为01127004.7)介绍，该专利为避免稀土钢堵水口采用中间包喂稀土丝的方法，但由于该方法的钢水中稀土含量不均匀且影响连铸的正常生产而不被广泛采用。
据包头钢铁公司的任新建等人申请的专利“连铸中间包稀土加入工艺”(专利申请号为200510053297.9)介绍，该专利也采用中间包喂入稀土的工艺，该专利也存在稀土含量不均匀的问题。
据莱芜钢铁股份有限公司的许荣昌等人申请的实用新型专利“一种防止Al2O3附着水口壁的连铸中间包设备”(专利申请号为200820016118.3)介绍，中间包设备为塞棒可以旋转0-10°，上水口内腔为倒喇叭形结构，且要求上水口内腔的内壁粗糙度在0-10微米。
但由于该专利未对上水口上部(喉口上)的内表面采取措施，钢液容易粘附在水口的内表面上；且钢水容易沿上水口壁(中间包内)经喉口流到上水口下半部分，增加了堵塞的风险。
实际生产中，下水口堵塞由于和空气接触，温度降低较多(特别在冬季)，容易堵塞，堵塞后，更换水口给炼钢生产带来了很多不便。因此，为防止水口堵塞，首先应使下水口不与钢水直接接触，然后上水口再进行相应变化，且使钢水不沿上水口壁流下。
另外，人们希望水口内壁越光滑越好，但受制于耐火材料水口本身要求有一定气孔度来提高水口热震稳定性，因此实际生产中很难实现。
实用新型内容
为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口。
本实用新型提供一种稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口，其内部结构包括上部分和下部分，喉口以上部位形成上部分；
所述上部分开设有5-100个吹氩小孔，吹氩小孔的直径为1-30mm，上水口内表面的法线方向与吹氩小孔的轴线方向的夹角为β，且吹氩小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为0°<β<90°；吹氩小孔氩气的总流量为1-100l/min；
喉口的底端沿竖直方向呈夹角α向外侧斜上方延伸后再沿竖直方向向下延伸，形成下部分，90°<α<180°；
所述下部分的内半径比喉口处内半径大距离d，5mm≤d≤100mm。
进一步地，所述稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口适用于小方坯、大方坯、圆坯、异型坯及板坯断面的浇注。
相对于现有技术，本实用新型提供的稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口具有以下优点：
由于在上水口的上部分的水口内表面与钢液之间增加了一层氩气薄膜，且氩气的流动方向向上，这一设计一方面避免了水口内表面与钢液的粘连现象，另一方面由于氩气向上流动，避免了钢液中含有气泡从而给钢液的凝固带来不利影响。由于避免了水口内表面与钢液的粘连，从而有利于塞棒头的操作及控制钢水流动。
由于上水口的下部分的顶面与竖直方向形成的α角大于90°，因此钢水不可能沿上水口上部壁面经喉口流到上水口下部并继续流下。该水口可进行稀土钢、含铝钢及不锈钢的浇注，且可以实现多炉连浇，不堵塞水口。另外，由于稀土钢、含铝钢及不锈钢不堵塞水口，实现了恒拉速浇注生产，这对钢材的质量非常有利，且对生产组织也带来很大好处。
附图说明
图1为了本实用新型实施例提供的稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口的结构示意图。
附图标记说明：
1-上部分
2-下部分
3-吹氩小孔
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
在一种具体的实施方式中，本实用新型提供了一种稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口。请参考图1，该图示出了本实用新型实施例提供的稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口的结构。
本实用新型实施例提供的稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口的其内部结构包括上部分1和下部分2，喉口以上部位形成上部分1；
所述上部分1开设有5-100个吹氩小孔3，吹氩小孔3的直径为1-30mm，上部分1内表面的法线方向OA与吹氩小孔3的轴线方向OB的夹角为β，且吹氩小孔3的开口方向向上倾斜，β的取值范围为0°<β<90°；吹氩小孔3氩气的总流量为1-100l/min；
喉口的底端沿竖直方向呈夹角α向外侧斜上方延伸后再沿竖直方向向下延伸，形成下部分2，90°<α<180°；
所述下部分2的内半径比喉口处内半径大距离d，5mm≤d≤100mm。
进一步地，上述稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口适用于小方坯、大方坯、圆坯、异型坯及板坯断面的浇注。
本实用新型提供的稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口适用于浇注钢中稀土含量0～10％(不包括0)的钢种、钢中铝含量0～25％(不包括0)的钢种及各种不锈钢钢种；浇注的断面为：小方坯、大方坯、圆坯、异型坯及板坯。本实用新型提供的稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口由于使钢水不与温度特别容易降低的下水口直接接触，并使钢水几乎与上水口不直接接触，从而实现了稀土钢、含铝钢及不锈钢的浇注，且连铸连浇22炉以上(包括22炉)水口不结瘤，对稀土钢、含铝钢及不锈钢的钢质提高(水口不堵塞，有利于实现连铸的恒拉速，而恒拉速对提高铸坯的质量非常必要)、成本降低及连续生产非常有利。
具体的浇注实施过程为：
(1)钢水从中间包开始浇注；
(2)稀土含量0～10％的钢种、铝含量0～25％的钢种或各种不锈钢钢种；
(3)上水口的上部分有5-100个吹氩小孔，小孔的直径为1-30mm，上部分内表面的法线方向OA与吹氩孔的轴线方向OB的夹角为β且小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为0°～90°，吹氩小孔氩气的总流量为1-100l/min；
(4)上水口的下部分顶面(喉口的底端向外侧斜上方延伸的部分)与竖直方向形成的角度为α；下部分的内半径比喉口处内半径大距离d，5mm≤d≤100mm。
(5)钢水不与上水口下部分的内壁及下水口内壁直接接触进入某种连铸结晶器。
(6)连铸连浇22炉以上(包括22炉)水口不结瘤(第一炉钢生产钢水顺利开浇，后续钢水正常浇注)。
相对于现有技术，本实用新型提供的稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口具有以下优点：
由于在上水口的上部分的水口内表面与钢液之间增加了一层氩气薄膜，且氩气的流动方向向上，这一设计一方面避免了水口内表面与钢液的粘连现象，另一方面由于氩气向上流动，避免了钢液中含有气泡从而给钢液的凝固带来不利影响。由于避免了水口内表面与钢液的粘连，从而有利于塞棒头的操作及控制钢水流动。
由于上水口的下部分的顶面与竖直方向形成的α角大于90°，因此钢水不可能沿上水口上部壁面经喉口流到上水口下部并继续流下。该水口可进行稀土钢、含铝钢及不锈钢的浇注，且可以实现多炉连浇，不堵塞水口。另外，由于稀土钢、含铝钢及不锈钢不堵塞水口，实现了恒拉速浇注生产，这对钢材的质量非常有利，且对生产组织也带来很大好处。
为了更好地理解上述方案，下面举例进行详细说明。
实施例1
(1)ML08Al钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.08％，钢中铝含量0.05％；
(3)上水口的上部分有20个吹氩小孔，小孔的直径为2mm，上部分内表面的法线方向OA与吹氩孔的轴线方向OB的夹角为β且小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为30°，吹氩小孔氩气的总流量为20l/min；
(4)上水口的下部分顶面与竖直方向形成的角度为102°；上水口最下端内半径比上水口喉口处(上水口半径最小处)内半径大距离d，d＝28mm；
(5)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入小方坯连铸结晶器；
(6)连铸连浇23炉水口不结瘤(其它原因停浇)。
实施例2
(1)将50W600钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.2％，钢中铝含量0.3％；
(3)上水口的上部分有35个吹氩小孔，小孔的直径为5mm，上部分内表面的法线方向OA与吹氩孔的轴线方向OB的夹角为β且小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为48°，吹氩小孔氩气的总流量为25l/min；
(4)上水口的下部分顶面与竖直方向形成的角度为107°；上水口最下端内半径比上水口喉口处(上水口半径最小处)内半径大距离d，d＝35mm；
(5)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入板坯连铸结晶器；
(6)连铸连浇23炉水口不结瘤(其它原因停浇)。
实施例3
(1)将Q355NH钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.09％，钢中铝含量0.03％；
(3)上水口的上部分有45个吹氩小孔，小孔的直径为6mm，上部分内表面的法线方向OA与吹氩孔的轴线方向OB的夹角为β且小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为53°，吹氩小孔氩气的总流量为30l/min；
(4)上水口的下部分顶面与竖直方向形成的角度为109°；上水口最下端内半径比上水口喉口处(上水口半径最小处)内半径大距离d，d＝43mm；
(5)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入异型坯连铸结晶器；
(6)连铸连浇24炉水口不结瘤(其它原因停浇)。
实施例4
(1)将20G钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.09％，钢中铝含量为0％；
(3)上水口的上部分有55个吹氩小孔，小孔的直径为5mm，上部分内表面的法线方向OA与吹氩孔的轴线方向OB的夹角为β且小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为58°，吹氩小孔氩气的总流量为39l/min；
(4)上水口的下部分顶面与竖直方向形成的角度为113°；上水口最下端内半径比上水口喉口处(上水口半径最小处)内半径大距离d，d＝51mm；
(5)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入圆坯连铸结晶器；
(6)连铸连浇23炉水口不结瘤(其它原因停浇)。
实施例5
(1)将钢水409L铁素体不锈钢从中间包开始浇注；
(2)钢种为409L铁素体不锈钢钢种；
(3)上水口的上部分有40个吹氩小孔，小孔的直径为5mm，上部分内表面的法线方向OA与吹氩孔的轴线方向OB的夹角为β且小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为60°，吹氩小孔氩气的总流量为55l/min；
(4)上水口的下部分顶面与竖直方向形成的角度为126°；上水口最下端内半径比上水口喉口处(上水口半径最小处)内半径大距离d，d＝58mm；
(5)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入板坯连铸结晶器；
(6)连铸连浇22炉水口不结瘤(其它原因停浇)。
实施例6
(1)将U71Mn钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.06％，钢中铝含量为0％；
(3)上水口的上部分有30个吹氩小孔，小孔的直径为3mm，上部分内表面的法线方向OA与吹氩孔的轴线方向OB的夹角为β且小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为50°，吹氩小孔氩气的总流量为65l/min；
(4)上水口的下部分顶面与竖直方向形成的角度为106°；上水口最下端内半径比上水口喉口处(上水口半径最小处)内半径大距离d，d＝56mm；
(5)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入方坯连铸结晶器；
(6)连铸连浇23炉水口不结瘤(其它原因停浇)。
以上对本实用新型所提供的稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口，其特征在于，其内部结构包括上部分和下部分，喉口以上部位形成上部分；
所述上部分开设有5-100个吹氩小孔，吹氩小孔的直径为1-30mm，上水口内表面的法线方向与吹氩小孔的轴线方向的夹角为β，且吹氩小孔的开口方向向上倾斜，β的取值范围为0°<β<90°；吹氩小孔氩气的总流量为1-100l/min；
喉口的底端沿竖直方向呈夹角α向外侧斜上方延伸后再沿竖直方向向下延伸，形成下部分，90°<α<180°；
所述下部分的内半径比喉口处内半径大距离d，5mm≤d≤100mm。
2.根据权利要求1所述的稀土钢、含铝钢或不锈钢用防粘连中间包上水口，其特征在于，其适用于小方坯、大方坯、圆坯、异型坯及板坯断面的浇注。
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