專利名稱：一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是屬于鋼鐵冶金用連鑄功能耐火材料技術領域。
背景技術：
鋼鐵冶金連鑄技術是區別與傳統模鑄鑄鋼生產工藝，其中水冷銅板模具稱為結晶器，由耐火材料制作的浸入式水口將結晶器與中間包進行連接，鋼液通過水口的導流傳輸被從中間包里連續不斷的注入結晶器中受到水冷而凝固結晶，從而形成鑄坯。浸入式水口出鋼口端通常根據不同連鑄坯型的需要被設計成不同形狀以滿足鋼水在結晶器中獲得良好的流場及溫度場要求，而浸入式水口鋼水輸入端常為圓管型，鋼水輸入端和出鋼口端是一個連續過渡的筒體，有時浸入式水口也會被分成上下兩段，上端鑲嵌在中間包包底稱為上水口，下端的鋼水輸入端與上水口相連，出鋼口插入在結晶器中，可在連續鑄鋼生產中得 到快速更換。與典型的薄板坯、寬厚板坯、方坯以及圓坯生產不同的是，矩形坯的連鑄生產介于板坯和方坯之間，比之典型板坯要窄和薄，而比之方坯又比較寬，其典型鑄坯厚度尺寸在130-160mm,寬度尺寸在400-600mm之間。目前通常的做法是借用板坯的雙側孔浸入式水口(如圖I)或方坯連鑄的直通孔浸入式水口(如圖2)浸入式水口內部流鋼通道、出鋼口結構及角度、水口外壁距離結晶器銅板的距離等技術參數是構成一相互聯系的系統。即使將水口的出鋼口端加工成扁平形狀，其結構與結晶器寬度方向平行，鋼水從水口出鋼口端出鋼并流進結晶器中，鋼水的流場分布和溫度場分布均也不能達到良好的冶金效果，會對夾雜物的排除、保護渣的卷入、凝固坯殼的形成以及鑄坯微觀結晶組織等都有較大的影響。此外，結晶器保護渣是一種可防止鋼水二次氧化的粉末，同時又在鋼水和結晶器銅板之間起到潤滑劑的作用，但其需接受高溫鋼水提供的熱量方能熔化起作用。結晶器保護渣如未能接受到來自高溫鋼水輸送的熱量而不能充分熔化注入到鋼水與結晶器之間，容易導致結晶器拉漏鋼的質量事故及鑄坯質量問題。因此，這就要求鋼水經從浸入式水口出鋼口端出鋼后能在結晶器鋼水液面的上部得到均勻分布，以使鋼水到很好的流場分布和溫度場分布，以保證保護渣在鋼水液面充分熔化。而矩形坯因其與典型板坯、方坯的顯著特點，如其采用傳統方坯連鑄用直通孔結構的浸入式水口(如圖I)，鋼水經水口出鋼口端后具有直向射流特點，向結晶器表面熔池反向回流高溫鋼水太少，無法獲得優良的流場分布和溫度場分布，從而無法促進夾雜物上浮排除，也無法保證結晶器保護渣的充分熔化和鑄坯微觀結晶組織形成的效果。如使用典型板坯雙側孔出鋼口結構的浸入式水口(如圖2)，鋼水經雙側孔射流后，不能兼顧結晶器中心線附近的流場分布和溫度場分布的均勻，也無法達到對夾雜物的排除、保護渣的卷入、凝固坯殼的形成以及鑄坯微觀結晶組織等的冶金效果。基于以上分析的原因和問題，實現矩形坯連鑄在設計和開發浸入式水口方面，需要解決以下三個問題首先，對于浸入式水口出鋼口端有效的選擇只能是采用可適應與矩形坯寬度方向的扁平狀結構，且需保證射流的高溫鋼水可部分回流至結晶器上部，有效促進保護渣熔化，使其能充分注入銅板和鋼水之間，獲得良好潤滑效果。第二，浸入式水口出鋼口端面既要保證在寬度方向滿足坯型要求，又要保證在厚度方向與結晶器銅板保持距離，避免卷渣影響水口使用壽命，又須使得高溫鋼水在結晶器內流場分布均勻。第三，浸入式水口出鋼口結構需要保證鋼水射流后在結晶器中心線位置獲得良好的流場和溫度場分布，以達到促進夾雜物的排除及鑄坯微觀結晶組織等的冶金效果。
實用新型內容為解決存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種結構合理，制作簡單，效果顯著的用于連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口。本實用新型的解決其技術問題所采用的技術方案是 一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是由鋼水流入端I、中間連接部分2，鋼水出鋼口端3以及水口底部穩流結構4等四部分構成一個整體。鋼水流入端帶有一個槽狀定位結構；鋼水出鋼口端為對稱的一個扁平長條狀的帶有270度開角出鋼口的結構，并且在水口底部設置一凹槽型穩流結構；中間部分是一個由出鋼口端向鋼水流入端由寬到窄漸變的結構。所述的鋼水流入端為帶一具有定位槽狀結構的碗狀部位的圓筒結構。所述的中間連接部分是一個由出鋼口端向鋼水流入端的方向上，在其外在結構和內腔結構均是由寬到窄扁平漸變的結構。所述的鋼水出鋼口端的底部與其側壁之間形成一個對稱的270度開角扁平狀出鋼口；鋼水出鋼口上端與其水平方向形成一個導流傾角9，10° -20°之間；鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L在160-200mm之間，鋼水出鋼口底部寬度方向最大尺寸為M在120-160mm之間，且M/L在0. 6-0. 9之間；出鋼口端底部厚度尺寸為a在20_30mm之間，且出鋼口端長度方向尺寸b在50-80mm之間；出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在80_120mm之間；水口底部鋼水穩流結構4，為半徑為10-15mm的凹槽結構。本實驗新型較現行使用的雙側孔水口或直通孔水口具有以下顯著技術優勢(I)對稱設計的扁平狀出鋼口底端小于水口最大寬度從而形成了 270度出口開角，可獲得大通鋼量，高溫鋼水在結晶器上部的均勻分布，可有效避免直通孔水口的高溫射流鋼水中心溫度高兩側溫度低的問題，也可避免雙側孔水口高溫射流鋼水兩側溫度高中心溫度低問題。(2)出鋼口部位的導流傾角0，以及水口底部鋼水穩流結構4，可有效調節并促進高溫鋼水在結晶器中的回流，促進夾雜物上浮排除、保護渣的卷入、凝固坯殼的形成以及鑄坯微觀結晶組織等的冶金效果。(3)出鋼口底端M比之出鋼口最大寬度L小，M/L在0.6-0. 9之間，可有效提高鋼水在結晶器中的流場分布和溫度場分布。
附圖I是現有直通孔浸入式水口 ；[0020]附圖2是現有雙側孔浸入式水口 ；附圖3是本實用新型結構示意圖；附圖4是本實用新型側視圖；附圖5是本實用新型A-A橫向剖面圖；附圖6是本實用新型B-B橫向剖面圖；附圖7是本實用新型C-C橫向剖面圖。
具體實施方式
實施例I :一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是由鋼水流入端I、中間連 接部分2，鋼水出鋼口端3以及水口底部穩流結構4等四部分構成一個整體。其中，鋼水出鋼口端有一個對稱設計的270度開角扁平狀出鋼口，水口底部結構4為凹槽型穩流結構。所述的鋼水流入端I為碗狀部位帶有具有定位槽的碗部結構，鋼水出鋼口端3為帶有270度開角扁平結構，中間連接部分2是其外在結構和內腔結構均是由寬到窄扁平漸變的結構。所述的鋼水出鋼口端的出口上沿與其水平方向形成一個導流傾角0，0為10° ;鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L在160mm，鋼水出鋼口端底部寬度方向最大尺寸為M在120mm,且M/L為0. 75 ;出鋼口端底部厚度尺寸為a在20mm，且出鋼口端長度方向尺寸b在65mm ;出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在80mm ;水口底部鋼水穩流結構4,半徑為10mm。實施例2 結構于實例I相同，其差別在于，出鋼口上沿導流傾角0，0為15° ;鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L在180mm，鋼水出鋼口端底部寬度方向最大尺寸為M在140mm，且M/L為0. 78 ;出鋼口端底部厚度尺寸為a在25mm，且出鋼口端長度方向尺寸b在75mm之間；出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在90mm之間；水口底部鋼水穩流結構4,半徑為15mm。
權利要求1.一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是由鋼水流入端(I)、中間連接部分(2)，鋼水出鋼口端(3)及水口底部穩流結構(4)四部分構成一個整體；其中，鋼水出鋼口端有一對對稱設計的270度開角扁平狀出鋼口。
2.如權利要求I所述的連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，其特征在于鋼水流入端碗部帶有一槽狀定位結構。
3.如權利要求I所述的連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，其特征在于，鋼水出鋼口上端與其水平方向形成一個導流傾角e，在10° -20°之間；鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L在160-200mm之間，鋼水出鋼口端底部寬度方向最大尺寸為M在120-160mm之間，且M/L在0. 6-0. 9之間；出鋼口端底部厚度尺寸為a在20_30mm之間，且出鋼口端長度方向尺寸b在50-80mm之間；出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在80_120mm之
4.一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，其水口底部設置有鋼水穩流結構(4)，其特征在于水口底部穩流結構為半徑10-15mm的凹槽式結構。
專利摘要一種連鑄矩形坯270度扁平狀大通鋼量的浸入式水口，是由鋼水流入端1、中間連接部分2，鋼水出鋼口端3以及水口底部穩流結構4等四部分構成一個整體。其中，鋼水出鋼口端有一個對稱設計的270度開角扁平狀出鋼口，水口底部有凹槽型穩流結構。鋼水出鋼口端的底部與其側壁之間形成一個對稱的270度開角扁平狀出鋼口；鋼水出鋼口上端與其水平方向形成一個導流傾角θ，10°-20°之間；鋼水出鋼口端寬度方向最大尺寸為L在160-200mm之間，鋼水出鋼口底部寬度方向最大尺寸為M在120-160mm之間，且M/L在0.6-0.9之間；出鋼口端底部厚度尺寸為a在20-30mm之間，且出鋼口端長度方向尺寸b在50-80mm之間；出鋼口端厚度方向最大尺寸為N在80-120mm之間；水口底部鋼水穩流結構4，為半徑為10-15mm的凹槽結構。
文檔編號B22D41/50GK202539557SQ20112054044
公開日2012年11月21日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者任林, 劉麗, 劉靖軒, 張艷鳳, 樊浩勇, 王次明, 胡玲軍, 董燹, 譚興無, 趙傳亮, 鄢鳳明 申請人:上海利爾耐火材料有限公司, 北京利爾高溫材料股份有限公司, 洛陽利爾耐火材料有限公司