CN203209684U - 一种大方坯浇注用六孔浸入式水口 - Google Patents

Abstract

一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，在一中心通孔式的圆柱管状的水口本体的上端开设有一漏斗状的钢液流入口，水口本体的内部下方的管壁设置有钢液流出孔组，水口本体最下端的水口底端为封闭状态。钢液流出孔组的一对水平的钢液流出孔呈面对面式的开设在水口本体1内部下方的管壁两侧，在这对水平的钢液流出孔的中心线转90°方向的上部开设有一对呈面对面设置且开口向斜下的钢液上流出孔，而在水平的钢液流出孔的中心线转90°方向的下部则开设有一对呈面对面设置且开口向斜上的钢液下流出孔，本实用新型能解决现有技术下的成分和温度分布不均导致的浇注效果差的问题，同时也能解决水口使用寿命低的问题，尤其适用于大方坯浇注领域。

Description

一种大方坯浇注用六孔浸入式水口

技术领域

本实用新型涉及一种炼钢连铸结晶器的浇注装置，尤其涉及一种应用于大方坯连铸结晶器用的六孔浸入式水口。

背景技术

目前，在各家钢铁生产厂家的结晶器机组中广泛使用了浸入式水口，该浸入式水口是钢液从中间包流入结晶器的通道。其功能是将水口浸入到结晶器内的钢液面下，进行浇注的管道，以防止钢液的二次氧化，而浸入式水口除了具有保护钢流、防止钢液二次氧化的功能外，还可以改变注流在结晶器内的流动状态，防止注流冲刷凝固层造成漏钢和拉裂，减小注流的冲击深度，促进夹杂物在结晶器内上浮，并分散注流带入的热量，有利于坯壳的均匀生长。因此，优化设计浸入式水口，改善结晶器内的流场和温度场，一直是冶金领域的研究热点之一。

而现有技术下的在连铸结晶器上广泛使用的浸入式水口有单孔直筒型、双侧孔型和多孔型水口。其中单孔直筒型水口一般仅用于断面小的方坯，双侧孔的结晶器水口则用于板坯浇注，而矩形坯或大方坯的浇注，既有采用单孔直筒型水口也有采用双侧孔和多孔水口的。另外，在浇注时，由于选用水口结构不同，钢液在结晶器内冲击深度、流动状态和温度分布也各不相同。

然而，在现场操作工人的长时间作业过程中我们发现，采用单孔直筒型水口，高温钢水随水口直接冲入铸坯液相穴深处。缺点是整个结晶器液面死寂，渣面传热不良，影响保护渣熔化效果。另外，钢液中的夹杂物一旦从水口进入结晶器内，很难有机会再次上浮至液面。

而当采用双孔和多孔水口时，结晶器内部高温区集中在上部，在液面附近温度较高，有利于保护渣的熔化，能够更有效地保护铸坯，防止被空气氧化；熔融的保护渣沿弯月面下滑至铸坯与结晶器器壁之间，能够更好地起到润滑的效用，有效地减小拉坯阻力。

所以目前的板坯结晶器中普遍采用的双孔结晶器水口，但是双侧孔的结晶器水口如果在大方坯上使用，却还存在着其他的问题：

1.由于大方坯的长宽尺寸相近的结构，使得无水孔的一侧新增钢液较少；

2.大方坯在结晶器相邻两侧面的速度差异很大，导致成分和温度分布不均；

3.大方坯的铸坯相邻面之间存在很大的温度差，从而使铸内部产生的热应力增加，容易诱发产生裂纹、偏析等缺陷。

现在技术为了解决大方坯在浇注过程中的双侧孔的结晶器水口存在的问题，往往只能采用四孔水口或多孔水口，而这种四孔水口或多孔水口的结晶器的高温区集中在中上部，较之采用双孔水口的情况，温度场分布趋于均匀，且铸坯相邻面之间的温度差明显减小，减小偏析度，降低了裂纹产生的可能性。但由于在水口末端开出多个孔口，在水口末端耐材结构变的薄弱。经由通过的高温钢液的冲刷，其末端孔口处容易出现熔损甚至脱落。这使得在选用常规四孔或多孔水口浇注时，其使用寿命成为了一个关键影响因素。

公开号CN2108596的中国专利，一种异型浸入式水口，采用水口的上端为圆锥漏斗型，中端为椭圆型水口，下端为封底的有两个水平或方向向下的出水口和出水口的整体延伸段的设计，可以起到在板坯结晶器内部均匀分配钢液的作用。

上述专利虽然对钢液的均匀分布做出了改进，但是该浸入式水口的应用对象是板坯结晶器，与本实用新型所处的用于浇注常规大方坯的工作状态不同。

公开号CN2362624的中国专利，一种薄板坯连铸用浸入式水口，其外形、主通道及出口形状都为扁椭圆形。出孔位于水口两侧，至少有两对（四个）。通过将钢流分散为上倾流股和下倾流股，减弱流股动能及冲击力，并使其在结晶器内碰撞以相互耗散掉动量，从而在减少结晶器液面紊流的同时，降低了钢流对凝固坯壳的冲击。

上述专利的浸入式水口只限于浇注薄板坯，由于在薄板坯生产中拉速较高，且结晶器空间有限，与本实用新型所处的用于浇注常规大方坯的工作状态不同。

公开号CN2834744的中国专利，一种连铸中间包浸入式水口，包括在水口筒体侧壁相对两侧开有出钢孔，其特征是出钢孔共为四个，一侧两个呈对称分布，一侧二个出钢孔公布在水口末端侧壁上呈上下排列，上出钢孔为下倾角，下出钢孔为上倾角，水口筒体底部为锥形或圆弧形。上述专利通过减轻流股对坯壳的冲击来缓和结晶器内的流场扰动，虽然能缓解结晶器钢水的表面流速，缩短夹杂物的上浮行程。

上述专利也只应用于连铸中间包使用，与本实用新型所针对用于浇注常规大方坯的工作状态不同。

故目前需要一种能应用于大方坯的新型水口，既能解决现有技术下的成分和温度分布不均导致的浇注效果差的问题，同时也能解决水口使用寿命低的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术下的大方坯在浇注过程中的双侧孔结晶器水口或多孔结晶器水口无法满足正常生产的需求，且使用寿命低等种种问题，本实用新型提供了一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，能解决现有技术下的双侧孔结晶器水口或多孔结晶器所存在的问题，且使用寿命长，浇注效果好，本实用新型的具体结构如下所述：

一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，包括水口本体，其特征在于：

所述的水口本体为中心通孔式的圆柱管状，在该水口本体的上端开设有一漏斗状的钢液流入口；

所述的水口本体的内部下方的管壁设置有钢液流出孔组，且水口本体最下端的水口底端为封闭状态。

根据本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，其特征在于，所述的漏斗状的钢液流入口下端的内径与圆柱管状的水口本体的水口本体内部管路的直径相同。

工作时，钢液从漏斗状的钢液流入口上端流入，通过钢液流入口的下端进入与其连接的圆柱管状的水口本体内部管路。

根据本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，其特征在于，所述的钢液流出孔组包括一对水平的钢液流出孔、一对钢液上流出孔和一对钢液下流出孔，共计六个钢液流出孔，其中一对水平的钢液流出孔呈面对面式的开设在水口本体内部下方的管壁两侧，在这对水平的钢液流出孔的中心线转90°方向的上部开设有一对呈面对面设置且开口向斜下的钢液上流出孔，而在水平的钢液流出孔的中心线转90°方向的下部则开设有一对呈面对面设置且开口向斜上的钢液下流出孔，即同一侧的钢液上流出孔的中心点与钢液下流出孔的中心点的位置沿竖直方向呈一直线。

根据本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，其特征在于，所述的水平的钢液流出孔的孔径大于钢液上流出孔和钢液下流出孔的孔径5～10mm，开口向斜下的钢液上流出孔与水平线的夹角为呈-15°～-45°设置，而开口向斜上的钢液下流出孔与水平线的夹角为呈15°～45°设置，即同一侧的流出孔与水平线的夹角角度正好相反。

本实用新型的大方坯浇注用六孔浸入式水口可根据结晶器的大小不同和现场工作情况的不同，还可选择不同夹角角度。

根据本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，其特征在于，所述的钢液上流出孔的下沿与钢液下流出孔的上沿之间的距离为30～60mm。

上述设计目的在于，水平的钢液流出孔把钢液输送到大方坯的两个较窄面方向，而不在同一高度的一对钢液上流出孔和一对钢液下流出孔，分别呈两两相对的贯穿式分布，这个设计使得在浇注大方坯时，整个水口的六个孔的方向上均有钢液流出，减少了流出钢液的静压力，使得结晶器的内部六个面均有新鲜钢液的补充，温度场分布趋于均匀。且同一侧的钢液上流出孔的中心点与钢液下流出孔的中心点的位置沿竖直方向呈一直线加上钢液流出角度完全相反，使得钢液从两对流出孔流出时必然会在其夹角的延长线上的结晶器内部相遇，经碰撞后进行动能耗散，直接减小了钢液流动对结晶器窄面的冲击，降低了钢液流动的速度，避免钢液冲击过深造成的气泡和夹杂难以上浮。

而且本实用新型的大方坯浇注用六孔浸入式水口，相邻的两个钢液流出孔（如钢液上流出孔与水平的钢液流出孔或水平的钢液流出孔与钢液下流出孔）的中心线被刻意错开，这种设计既保留了四孔水口的优点，同时增强了水口流出孔周围结构的强度，克服了四孔水口强度低的缺点。

使用本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口获得了如下有益效果：

1.本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口与大方坯的常规单孔直筒型水口相比，解决了单孔直筒型水口浇注出现的液面温度低，化渣不良的问题，本水口管壁六个方向上吐出的高温钢液，使得高温区集中在结晶器上部，有利于保护渣的熔化，能够更有效地保护铸坯，防止被空气氧化；熔融的保护渣沿弯月面下滑至铸坯与结晶器器壁之间，有效地减小拉坯阻力。

2.本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口与大方坯的常规双侧孔水口相比，解决了双侧孔水口浇注大方坯时存在的结晶器相邻两侧的钢水流动差异，使得结晶器内的温度分布和成分更均匀。

3.本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，由于相邻的钢液流出孔的中心线不在同一水平面上，因此流出孔周围的联接耐材与常规四孔水口或多孔水口相比，更加结实，解决了四孔水口或多孔水口在水口管壁的耐材联接处薄弱的问题，使用寿命更久。避免了因水口破损最终诱发的一系列钢产品质量问题。

4.使用本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，在浇注大方坯时，其水口同侧开有上下水口的设计，可以使得上流出孔向下的钢液流股受到下流出孔向上流股的冲击，而减少了向上的对液面的冲击能量，一方面使得液面获得足够的化渣热量，同时又抑制了结晶器液面的湍动所诱发的卷渣、吸气，提高了产品质量。

附图说明

图1为本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口的具体结构立体图；

图2为本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口的具体结构剖视图；

图3为本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口的钢液流出孔组具体放大示意图。

图中：1-水口本体，2-钢液流入口，3-钢液流出孔组，3a-水平的钢液流出孔，3b-钢液上流出孔，3c-钢液下流出孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口做进一步的描述。

实施例

如图1至图3所示，一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，包括中心通孔式的圆柱管状的水口本体1，在该水口本体的上端开设有一漏斗状的钢液流入口2，水口本体的内部下方的管壁设置有钢液流出孔组3，且水口本体最下端的水口底端为封闭状态。

漏斗状的钢液流入口下端的内径与圆柱管状的水口本体的水口本体内部管路的直径相同。

工作时，钢液从漏斗状的钢液流入口上端流入，通过钢液流入口的下端进入与其连接的圆柱管状的水口本体内部管路。

钢液流出孔组3包括一对水平的钢液流出孔3a、一对钢液上流出孔3b和一对钢液下流出孔3c，共计六个钢液流出孔，其中一对水平的钢液流出孔呈面对面式的开设在水口本体1内部下方的管壁两侧，在这对水平的钢液流出孔的中心线转90°方向的上部开设有一对呈面对面设置且开口向斜下的钢液上流出孔，而在水平的钢液流出孔的中心线转90°方向的下部则开设有一对呈面对面设置且开口向斜上的钢液下流出孔，即同一侧的钢液上流出孔的中心点与钢液下流出孔的中心点的位置沿竖直方向呈一直线。

水平的钢液流出孔3a的孔径大于钢液上流出孔3b和钢液下流出孔3c的孔径5～10mm，开口向斜下的钢液上流出孔与水平线的夹角为呈-15°～-45°设置，而开口向斜上的钢液下流出孔与水平线的夹角为呈15°～45°设置，即同一侧的流出孔与水平线的夹角角度正好相反。

本实用新型的大方坯浇注用六孔浸入式水口可根据结晶器的大小不同和现场工作情况的不同，还可选择不同夹角角度。

钢液上流出孔的下沿与钢液下流出孔的上沿之间的距离为30～60mm。

本实用新型的大方坯浇注用六孔浸入式水口，其水平的钢液流出孔把钢液输送到大方坯的两个较窄面方向，而不在同一高度的一对钢液上流出孔和一对钢液下流出孔，分别呈两两相对的贯穿式分布，这个设计使得在浇注大方坯时，整个水口的六个孔的方向上均有钢液流出，减少了流出钢液的静压力，使得结晶器的内部六个面均有新鲜钢液的补充，温度场分布趋于均匀。且同一侧的钢液上流出孔的中心点与钢液下流出孔的中心点的位置沿竖直方向呈一直线加上钢液流出角度完全相反，使得钢液从两对流出孔流出时必然会在其夹角的延长线上的结晶器内部相遇，经碰撞后进行动能耗散，直接减小了钢液流动对结晶器窄面的冲击，降低了钢液流动的速度，避免钢液冲击过深造成的气泡和夹杂难以上浮。

而且本实用新型的大方坯浇注用六孔浸入式水口，相邻的两个钢液流出孔（如钢液上流出孔与水平的钢液流出孔或水平的钢液流出孔与钢液下流出孔）的中心线被刻意错开，这种设计既保留了四孔水口的优点，同时增强了水口流出孔周围结构的强度，克服了四孔水口强度低的缺点。

本实用新型的大方坯浇注用六孔浸入式水口，其结构简单，但使用效果较好，既能解决现有技术下的成分和温度分布不均导致的浇注效果差的问题，同时也能解决水口使用寿命低的问题，尤其适用于大方坯浇注领域。

Claims (5)

1.一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，包括水口本体（1），其特征在于：

所述的水口本体（1）为中心通孔式的圆柱管状，在该水口本体（1）的上端开设有一漏斗状的钢液流入口（2）；

所述的水口本体（1）的内部下方的管壁设置有钢液流出孔组（3），且水口本体最下端的水口底端为封闭状态。

2.如权利要求1所述的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，其特征在于，所述的漏斗状的钢液流入口（2）下端的内径与圆柱管状的水口本体（1）的水口本体内部管路的直径相同。

3.如权利要求1所述的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，其特征在于，所述的钢液流出孔组（3）包括一对水平的钢液流出孔（3a）、一对钢液上流出孔（3b）和一对钢液下流出孔（3c），共计六个钢液流出孔，其中一对水平的钢液流出孔呈面对面式的开设在水口本体（1）内部下方的管壁两侧，在这对水平的钢液流出孔的中心线转90°方向的上部开设有一对呈面对面设置且开口向斜下的钢液上流出孔，而在水平的钢液流出孔的中心线转90°方向的下部则开设有一对呈面对面设置且开口向斜上的钢液下流出孔，即同一侧的钢液上流出孔的中心点与钢液下流出孔的中心点的位置沿竖直方向呈一直线。

4.如权利要求3所述的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，其特征在于，所述的水平的钢液流出孔（3a）的孔径大于钢液上流出孔（3b）和钢液下流出孔（3c）的孔径5～10mm，开口向斜下的钢液上流出孔与水平线的夹角为呈-15°～-45°设置，而开口向斜上的钢液下流出孔与水平线的夹角为呈15°～45°设置，即同一侧的流出孔与水平线的夹角角度正好相反。

5.如权利要求3所述的一种大方坯浇注用六孔浸入式水口，其特征在于，所述的钢液上流出孔（3b）的下沿与钢液下流出孔（3c）的上沿之间的距离为30～60mm。

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