結(jié)晶器擾流浸入式水口的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋼鐵行業(yè)冶金連鑄領(lǐng)域，具體地指一種結(jié)晶器擾流浸入式水口。
【背景技術(shù)】
[0002]液態(tài)鋼水的連續(xù)澆注是將具有一定過熱度的鋼水通過水冷結(jié)晶器連續(xù)冷卻成具有一定形狀的固態(tài)鑄坯的過程，浸入式水口位于中間包和結(jié)晶器之間，將鋼液從上游的中間包注入結(jié)晶器內(nèi)。浸入式水口的作用是防止鋼水二次氧化、飛濺、控制進入結(jié)晶器內(nèi)鋼流在結(jié)晶器內(nèi)的分布，避免熱流集中以利于坯殼的均勻生長，消除鑄坯表面縱裂，有利于夾雜物的上浮及防止保護渣卷入。浸入式水口的形狀是影響結(jié)晶器內(nèi)的鋼流流動、夾雜物與氣泡上浮的重要影響因素。在使用滑板控流的澆鑄系統(tǒng)中，鋼流在水口內(nèi)部通過時會出現(xiàn)不同程度的偏流現(xiàn)象，偏流會對結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動產(chǎn)生惡劣的影響，不利于結(jié)晶器內(nèi)流場和溫度場的均勻性。偏流通常會導(dǎo)致以下弊端:在鋼液流股比較集中地方，鋼流速度比較大，對結(jié)晶器窄邊附近的局部沖擊較大，可能造成窄面附近的彎月面出現(xiàn)較大液面波動導(dǎo)致澆注不順暢或液面卷渣；在鋼液流股比較少地方，會出現(xiàn)鋼液流動的死區(qū)，鋼液溫度較低，這種鋼液流動狀態(tài)也不利于結(jié)晶器橫向溫度均勻化，從而導(dǎo)致坯殼生長的不均勻，并進一步導(dǎo)致鑄坯裂紋。而且鋼流流速較大時，鋼流的沖擊深度也會比較大，不利于鋼液中夾雜物和氣泡的上浮去除。
[0003]要使浸入式水口能夠較好的發(fā)揮其冶金作用，就必須對浸入式水口結(jié)構(gòu)形狀進行合理設(shè)計，從而得到適應(yīng)于當(dāng)前澆注條件的結(jié)晶器流場和溫度場?，F(xiàn)用的連鑄結(jié)晶器浸入式水口的主體結(jié)構(gòu)是耐火材料管道，管道的直徑基本上恒定不變的，鋼液在水口管道內(nèi)垂直向下，然后流經(jīng)管道的底端側(cè)孔進入結(jié)晶器內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的水口對結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流動基本不產(chǎn)生什么影響，對于水口內(nèi)鋼液偏流現(xiàn)象的偏流現(xiàn)象無能為力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的就是要克服現(xiàn)有浸入式水口存在的缺陷，提供一種能夠有效地消除鋼液的偏流現(xiàn)象、混勻鋼液、降低鋼液的流股速度，從而優(yōu)化板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)流場和溫度場，降低結(jié)晶器內(nèi)鋼液的液面波動的結(jié)晶器擾流浸入式水口。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的結(jié)晶器擾流浸入式水口，包括耐火管道，所述耐火管道尾部設(shè)置有出鋼口，其特殊之處在于:所述耐火管道具有大內(nèi)徑段和至少兩段間隔于大內(nèi)徑段布置的小內(nèi)徑段；所述小內(nèi)徑段內(nèi)壁設(shè)置有若干條擾流槽。
[0006]進一步地，所述若干條擾流槽相對于耐火管道的軸心線傾斜布置，且沿所述小內(nèi)徑段內(nèi)壁周向均勻分布。這樣，可以對經(jīng)過此處的鋼液進行導(dǎo)向，使其產(chǎn)生旋流。
[0007]進一步地，相鄰所述小內(nèi)徑段內(nèi)壁上設(shè)置的擾流槽傾斜方向相反。這樣，可以降低經(jīng)過此處鋼液的流速，并且產(chǎn)生擾動，均勻鋼液。
[0008]進一步地，所述擾流槽沿小內(nèi)徑段內(nèi)壁設(shè)置有4?6條，每條擾流槽的槽寬為15?25_，每條擾流槽的槽底與大內(nèi)徑段內(nèi)壁處在同一圓周上。這樣，可以優(yōu)化該處對鋼液的擾流效果，降低結(jié)晶器內(nèi)的液面波動。
[0009]進一步地，所述小內(nèi)徑段的直徑為大內(nèi)徑段直徑的70?90%。這樣，可以緩解耐火管道內(nèi)鋼液的偏流現(xiàn)象。
[0010]進一步地，所述小內(nèi)徑段長度為50?100mm，相鄰小內(nèi)徑段的間隔為50?100mm。
[0011]本實用新型的作用原理如下:所設(shè)計結(jié)晶器擾流浸入式水口，當(dāng)鋼液進入耐火管道后，流經(jīng)小直徑段時，由于管壁內(nèi)徑減小，將鋼液向耐火管道中間聚攏，這樣，可以緩解耐火管道內(nèi)鋼液偏流的情況；同時，原來沿內(nèi)壁直下的部分鋼液流經(jīng)擾流槽時路徑發(fā)生變化，順著擾流槽產(chǎn)生一定的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)鋼液流經(jīng)下一段小直徑段時，由于擾流槽的方向相反，部分鋼液會產(chǎn)生和上面相反的旋轉(zhuǎn)，這樣既能使鋼液流的速度下降，減輕結(jié)晶器內(nèi)的液面波動，還能能使鋼液流在水口內(nèi)部充分混合，產(chǎn)生減輕甚至消除偏流的效果。
[0012]本實用新型的優(yōu)點在于:通過采用上述結(jié)構(gòu)的結(jié)晶器擾流浸入式水口，能夠有效地消除鋼液的偏流現(xiàn)象、混勻鋼液、降低鋼液的流股速度，從而優(yōu)化板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)流場和溫度場，降低結(jié)晶器內(nèi)鋼液的液面波動；根據(jù)水模實驗結(jié)果，在其他工況條件相同的情況下，采用該種水口的結(jié)晶器液面波動要比常規(guī)水口降低30%以上，結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流速降低20%以上，水口偏流現(xiàn)象基本消失；結(jié)晶器內(nèi)溫度場分布相對均勻，有利于坯殼的均勻生長，降低裂紋的發(fā)生率，還有利于降低結(jié)晶器的液面波動，促進夾雜物的上浮，從而提高鑄坯質(zhì)量。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結(jié)晶器擾流浸入式水口的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1中小直徑段1.2的展開結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為圖1中小直徑段1.21的展開結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0017]圖1?3中所示的結(jié)晶器擾流浸入式水口，包括出鋼口 3浸入結(jié)晶器鋼液面以下的耐火管道1，耐火管道I具有大內(nèi)徑段1.1和至少兩段間隔于大內(nèi)徑段1.1布置的小內(nèi)徑段1.2 ;小內(nèi)徑段1.2內(nèi)壁相對于耐火管道I的軸心線傾斜布置有4?6條擾流槽2，且擾流槽2沿小內(nèi)徑段1.2內(nèi)壁周向均勻分布。相鄰小內(nèi)徑段1.2內(nèi)壁上設(shè)置的擾流槽2傾斜方向相反；每條擾流槽2的槽寬為15?25mm，每條擾流槽2的槽底與大內(nèi)徑段1.1內(nèi)壁處在同一圓周上；小內(nèi)徑段1.2的直徑為大內(nèi)徑段1.1直徑的70?90%;小內(nèi)徑段1.2長度為50?100mm，相鄰小內(nèi)徑段1.2的間隔為50?10mm0
[0018]通過采用上述結(jié)構(gòu)的結(jié)晶器擾流浸入式水口，能夠有效地消除鋼液的偏流現(xiàn)象、混勻鋼液、降低鋼液的流股速度，從而優(yōu)化板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)流場和溫度場，降低結(jié)晶器內(nèi)鋼液的液面波動；根據(jù)水模實驗結(jié)果，在其他工況條件相同的情況下，采用該種水口的結(jié)晶器液面波動要比常規(guī)水口降低30%以上，結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流速降低20%以上，水口偏流現(xiàn)象基本消失；結(jié)晶器內(nèi)溫度場分布相對均勻，有利于坯殼的均勻生長，降低裂紋的發(fā)生率，還有利于降低結(jié)晶器的液面波動，促進夾雜物的上浮，從而提高鑄坯質(zhì)量，以一個年產(chǎn)鋼200萬噸的廠計算，年經(jīng)濟效益可達200萬元以上。
[0019]最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然，本實用新型不限于上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)認為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種結(jié)晶器擾流浸入式水口，包括耐火管道(I)，所述耐火管道(I)尾部設(shè)置有出鋼口(3)，其特征在于:所述耐火管道(I)具有大內(nèi)徑段(1.1)和至少兩段間隔于大內(nèi)徑段(1.D布置的小內(nèi)徑段(1.2);所述小內(nèi)徑段(1.2)內(nèi)壁設(shè)置有若干條擾流槽(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器擾流浸入式水口，其特征在于:所述若干條擾流槽(2)相對于耐火管道⑴的軸心線傾斜布置，且沿所述小內(nèi)徑段(1.2)內(nèi)壁周向均勻分布。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)晶器擾流浸入式水口，其特征在于:相鄰所述小內(nèi)徑段(1.2)內(nèi)壁上設(shè)置的擾流槽(2)傾斜方向相反。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的結(jié)晶器擾流浸入式水口，其特征在于:所述擾流槽(2)沿小內(nèi)徑段(1.2)內(nèi)壁設(shè)置有4?6條，每條擾流槽⑵的槽寬為15?25mm，每條擾流槽(2)的槽底與大內(nèi)徑段(1.1)內(nèi)壁處在同一圓周上。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的結(jié)晶器擾流浸入式水口，其特征在于:所述小內(nèi)徑段(1.2)的直徑為大內(nèi)徑段(1.1)直徑的70?90%。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的結(jié)晶器擾流浸入式水口，其特征在于:所述小內(nèi)徑段(1.2)長度為50?100mm，相鄰小內(nèi)徑段(1.2)的間隔為50?10mm0
【專利摘要】本實用新型公開了一種結(jié)晶器擾流浸入式水口，包括耐火管道，所述耐火管道尾部設(shè)置有出鋼口，所述耐火管道具有大內(nèi)徑段和至少兩段間隔于大內(nèi)徑段布置的小內(nèi)徑段；所述小內(nèi)徑段內(nèi)壁設(shè)置有若干條擾流槽。通過采用上述結(jié)構(gòu)的結(jié)晶器擾流浸入式水口，能夠有效地消除鋼液的偏流現(xiàn)象、混勻鋼液、降低鋼液的流股速度，從而優(yōu)化板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)流場和溫度場，降低結(jié)晶器內(nèi)鋼液的液面波動；根據(jù)水模實驗結(jié)果，在其他工況條件相同的情況下，采用該種水口的結(jié)晶器液面波動要比常規(guī)水口降低30％以上，結(jié)晶器內(nèi)的鋼液流速降低20％以上，水口偏流現(xiàn)象基本消失；還有利于降低結(jié)晶器的液面波動，促進夾雜物的上浮，從而提高鑄坯質(zhì)量。
【IPC分類】B22D41/50
【公開號】CN204912747
【申請?zhí)枴緾N201520686391
【發(fā)明人】彭著剛, 張劍君, 劉志勇, 楊成威, 朱萬軍, 曹同友, 韓斌, 陳俊孚, 孫偉
【申請人】武漢鋼鐵(集團)公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月6日