一种双辊薄带连铸用浸入式布流水口的制作方法
【专利摘要】一种双辊薄带连铸用浸入式布流水口，属于薄带连铸【技术领域】，由流入段、过渡段和流出段组成；流出段从上到下分为收缩段和扩张段两部分，收缩段横截面积的收缩率为15~30%，收缩段宽度方向与垂直面的扩张角β1为15°~25°，收缩段长度方向与垂直面的收敛角β2在2°~7°之间；扩张段为扇形楔形扁平状，扩张段宽度方向与垂直面的扩张角γ1在10°~20°，扩张段长度方向与垂直面的收敛角度γ2在2°~5°；扩张段上设有出钢口，扩张段的上沿低于布流器的上沿。本实用新型利用浸入式布流水口的扇形楔形扁平状扩张段使钢液平稳的流入布流器和熔池内，减小钢液液面波动、均匀熔池温度，保证了铸轧工艺顺利进行及薄带质量。
【专利说明】一种双辊薄带连铸用浸入式布流水口
【技术领域】
[0001]本实用新型属于薄带连铸【技术领域】，特别涉及一种双辊薄带连铸用浸入式布流水□。
【背景技术】
[0002]双辊薄带连铸是以一组逆向旋转的铸轧辊和侧封板为结晶器，用液态钢液直接生产I飞mm厚度薄带钢的新工艺；与传统连铸工艺相比具有流程短、生产成本低、节能环保等优点；此外由于液态金属在凝固的同时发生塑性变形，并在很短时间内完成从液态到固态薄带的转变，因而铸带凝固组织致密，提高了铸带的力学性能。
[0003]双辊薄带连铸工艺是一个与传统连铸有较大区别的铸轧过程，其工艺过程是液态的钢液由中间包流入分配器，再通过分配器流入布流器中，最后由布流器流入到铸轧辊及侧封系统之间的熔池内，钢液在两个逆向旋转的铸轧辊表面逐渐形成凝固坯壳，最终凝固、轧制，形成一定厚度和宽度的金属薄带。
[0004]申请号为200720012995.9的专利申请公开了适用于薄板坯连铸的扁平结构浸入式布流水口，该水口钢液流出端具有五个钢水流出孔，其中左右对称的两个下出钢孔和水口底面垂直向下的中心出钢口较大，故而此种水口不适用于薄带连铸浇铸中应用；申请号为200520012263.0的专利申请所公开的适用于薄板坯连铸四孔异形浸入式布流水口也具有同样的特性。
【发明内容】
[0005]针对现有双辊薄 带连铸用的布流水口存在的上述问题，本实用新型提供一种双辊薄带连铸用浸入式布流水口，采用扁平楔形浸入式布流水口，使钢液均匀平稳的由水口出钢口流入布流器内，在布流器内重新布流，再通过布流孔更加均匀、平稳流入铸轧熔池。
[0006]本实用新型的双辊薄带连铸用浸入式布流水口由流入段、过渡段和流出段组成；流出段从上到下分为收缩段和扩张段两部分，收缩段横截面积的收缩率为15~30%，收缩段宽度方向与垂直面的扩张角卢工为15°~25°，收缩段长度方向与垂直面的收敛角卢2在2°~7。之间；扩张段为扇形楔形扁平状，扩张段宽度方向与垂直面的扩张角F1在10° ^20°，扩张段长度方向与垂直面的收敛角度}^2在2°~5° ;扩张段上设有出钢口，扩张段的上沿低于布流器的上沿。
[0007]上述的扩张段四个侧壁上各设有一个出钢口，或者在窄面的两个侧壁上各设有一个出钢口并且在底板上设有一个出钢口 ；当四个侧壁上各设有一个出钢口时，宽面上的两个出钢口的上沿等于或低于窄面上的两个出钢口的上沿；每个窄面侧壁上的出钢口横截面积兄为收缩段底端的横截面积A的50-75%，水平导流角a在150°~180°之间；每个宽面侧壁上的出钢口横截面积为每个窄面侧壁上的出钢口横截面积兄的5~15% ;当两个窄面侧壁上各设有一个出钢口时并且底板上设有一个出钢口时；每个窄面侧壁上的出钢口横截面积兄为收缩段底端的横截面积&的50-75%，水平导流角a在150°~180°之间；底部的出钢口横截面积为每个窄面侧壁上的出钢口横截面积兄的5~15%。
[0008]本实用新型的布流器分为开口腔体上段和楔形下段，楔形下段底面为圆弧型，楔形下段两个宽面上开有5~13个布流孔，两个窄面上各设有至少一个布流孔；每个宽面上的布流孔由宽面的中部向两侧呈阶梯状分布，且每个宽面上的布流孔的横截面积从宽面的中部向两侧逐渐减小；窄面上的布流孔的横截面面积小于宽面上的最小布流孔的横截面面积。
[0009]上述的布流孔的横截面为矩形、椭圆形、键槽形，布流孔的轴线与水平面之间的夹角在0° ^30°之间。
[0010]上述的楔形下段底部设有两个导流坝组，每个导流坝组由至少一个导流坝组成，两组导流坝在布流器中心的两侧对称分布，每个导流坝的底部与布流器底面连接，每个导流坝的两个侧边分别与布流器的两个宽面连接。
[0011]上述的导流坝的顶部设有凸起或不设有凸起，底部设有开孔或不设有开孔，侧部设有开孔或不设有开孔。
[0012]上述的各导流坝的高度低于浸入式布流水口的窄面上的出钢口的上沿，高于布流器宽面上最低的布流孔的上沿。
[0013]上述的各导流坝的顶面靠近布流器中心的一侧为内侧，另一侧为外侧，外侧顶点的高度高于或等于内侧顶点的高度，顶面与水平面之间的夹角为0°~30°。
[0014]上述的导流坝底部或侧部设有开孔时，开孔的轴线与水平面之间的夹角为
O。~30。。
[0015]上述的两组导 流坝中，与布流器中心距离相等的两个导流坝之间的距离与布流器总长之比在0.25~0.75之间。
[0016]上述的布流器中，窄面上的布流孔的横截面面积与宽面上最小的布流孔的横截面积之比在0.25、.5之间；宽面上最小布流孔的横截面积与最大布流孔的横截面积之比在
0.25~0.75之间。
[0017]上述的导流坝厚度在15~40mm之间。
[0018]上述的布流孔距离布流器底部的高度差在l(T40mm之间。
[0019]上述的浸入式布流水口的流入段内部空间为漏斗型，过渡段内部空间为圆柱型。
[0020]本实用新型的优点在于通过浸入式布流水口，简化了薄带连铸浇铸系统结构，减少了过渡包，减小铸轧过程温降，降低出钢温度；通过扩张段减缓钢液在水口中的流速，使钢液均匀的流出出钢口 ；利用浸入式布流水口的扇形楔形扁平状扩张段使钢液平稳的流入布流器和熔池内，减小钢液液面波动、均匀熔池温度，保证了铸轧工艺顺利进行及薄带质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例1中的双辊薄带连铸用浇铸系统结构示意图；
[0022]图2为图1的局部放大图；
[0023]图3为本实用新型实施例1中的浸入式布流水口和布流器结构示意图；
[0024]图4为本实用新型实施例1中的浸入式布流水口结构示意图；
[0025]图5为图4的A-A面剖图；[0026]图6为本实用新型实施例2中的浸入式布流水口结构示意图；
[0027]图7为本实用新型实施例1中的布流器结构示意图；
[0028]图8为图7的俯视图；
[0029]图9为本实用新型实施例2中的布流器结构示意图；
[0030]图10为本实用新型实施例3中的布流器结构示意图；
[0031]图11为本实用新型实施例1的导流坝结构示意图；
[0032]图12为本实用新型实施例3的导流坝结构示意图；
[0033]图13为本实用新型实施例4的导流坝结构示意图；
[0034]图14为本实用新型实施例4的导流坝结构示意图；
[0035]图15为本实用新型实施例4的导流坝结构示意图；
[0036]图16为本实用新型实施例5的导流坝结构示意图；
[0037]图17为本实用新型实施例6的导流坝结构示意图；
[0038]图18为本实用新型实施例7的导流坝结构示意图；
[0039]图19为本实用新型实施例8的导流坝结构示意图；
[0040] 图中1、中间包，2、浸入式布流水口，3、布流器，4、导流坝，5、铸轧辊，6、熔池，7、流入段、8、过渡段，9、收缩段、10、扩张段，11、窄面出钢口，12、宽面出钢口，13、底部出钢口，14、宽面布流孔，15、窄面布流孔，仏熔池高度，A、布流器底面与熔池液面的高度差，A1、导流坝高度，Z、布流器长度，Λ、对称的两个导流坝的距离，々、布流器中部宽面布流孔下沿与布流器内底部的高度差，七、布流器端部宽面布流孔下沿与布流器内底部的高度差，乂、浸入式布流水口扩张段的窄面侧壁上的出钢口横截面积，、收缩段顶端横截面积，&、收缩段底端横截面积，〃、侦彳壁上的出钢口的水平导流角，/V收缩段宽度方向与垂直面的扩张角，卢2、收缩段长度方向与垂直面的收敛角，F1、扩张段宽度方向与垂直面的扩张角，r2、扩张段长度方向与垂直面的扩张角。
【具体实施方式】
[0041]本说明实施例中采用的双辊薄带铸轧机铸轧的薄带钢的带宽为(铸轧辊的宽度为)800~1300臟。
[0042]本实用新型实施中布流器的长度比铸轧辊的长度小16(T240mm。
[0043]本实用新型实施例中布流器宽面上的各布流孔的高度差在l(T50mm之间。
[0044]本实用新型实施例中布流器窄面上的布流孔低于宽面上最高的布流孔，高于宽面上最低的布流孔。
[0045]本实用新型实施例中导流坝的厚度为l(T40mm。
[0046]本实用新型实施例中收缩段高度为8(Tl20mm ;扩张段高度为12(Tl80mm。
[0047]实施例1
[0048]双辊薄带连铸用浇铸系统结构如图1所示，局部放大图如图2所示，包括浸入式布流水口 2和布流器3，结构如图3所示；浸入式布流水口 3结构如图4所示，A-A面剖图如图5所示，由流入段7、过渡段8和扁平状的流出段组成；流出段从上到下分为收缩段9和扩张段10两部分；
[0049]收缩段9横截面积的收缩率为30%，即收缩段9底端横截面积Sz比收缩段9顶端横截面积S2小30%，收缩段9宽度方向与垂直面的扩张角i为15°，收缩段9长度方向与垂直面的收敛角卢2为7° ；
[0050]扩张段10为扇形楔形扁平状，扩张段10宽度方向与垂直面的扩张角r i为20°，扩张段10长度方向与垂直面的收敛角度}^2为2° ;扩张段10上设有出钢口，扩张段10的上沿低于布流器3的上沿；
[0051]扩张段在窄面的两个侧壁上各设有一个窄面出钢口 11并且在底板上设有一个底部出钢口 13;每个窄面出钢口 11横截面积兄为收缩段9底端的横截面积&的75%，水平导流角a为150° ;底部出钢口 13的横截面积为每个窄面出钢口 11的横截面积兄的15% ；
[0052]布流器3结构如图7所示，俯视图如图8所示，分为开口腔体上段和楔形下段，其中开孔腔体上段内部空间为立方体；楔形下段底面为圆弧型，楔形下段两个宽面上开有9个宽面布流孔14，两个窄面上各设有I个窄面布流孔15 ;各宽面布流孔14由楔形下段宽面的中部向两侧呈阶梯状分布，水平高度逐渐降低；且每个宽面上的宽面布流孔14的横截面积从楔形下段宽面的中部向两侧逐渐减小；窄面布流孔15的横截面面积小于最小的宽面布流孔14的横截面面积；
[0053]宽面布流孔14和窄面布流孔15的横截面为矩形，各布流孔的轴线与水平面之间的夹角为0° ；
[0054]楔形下段底部设有两个导流坝组，每个导流坝组由I个导流坝4组成，两个导流坝在布流器3中心的两侧对称分布，每个导流坝4的底部与布流器3底面连接，每个导流坝4的两个侧边分别与布流器3的楔形下段的两个宽面连接；
[0055]导流坝4结构如图11所示；各导流坝4的高度低于浸入式布流水口 2的窄面出钢口 11的上沿，高于布流`器3宽面上最低的宽面布流孔14的上沿；
[0056]各导流坝4的顶面靠近布流器3中心的一侧为内侧，另一侧为外侧，外侧顶点的高度等于内侧顶点的高度，各导流坝4顶面与水平面之间的夹角为0° ；
[0057]两个导流坝4之间的距离I1与布流器3总长L之比为0.5 ;
[0058]布流器3窄面布流孔15的横截面面积与最小的宽面布流孔14的横截面积之比为
0.25 ;最小宽面布流孔的横截面积与最大宽面布流孔的横截面积之比为0.25 ；
[0059]导流坝4厚度为40mm ；
[0060]各布流孔距离布流器3底部的高度差IA-A11为20mm ；
[0061]浸入式布流水口 2的流入段7内部空间为漏斗型，过渡段8内部空间为圆柱型；
[0062]双辊薄带连铸用浇铸系统的使用方法为:
[0063]将浸入式布流水口和布流器设置在中间包下方，并位于两个铸轧辊和侧挡板之间的上方；从中间包将钢液流入到浸入式布流水口中，经过流出段从出钢口进入布流器中，从布流器的布流孔进入两个铸轧辊之间，在铸轧辊和侧挡板之间形成熔池；启动两个铸轧辊按相反方向运动，熔池高度为H,布流器底面与熔池液面的高度差为h，导流坝高度为A1，导流坝高度之与布流器底面与熔池液面的高度差A之比为0.65，保持熔池液面的高度高于各出钢口的上沿，并低于收缩段的下沿，钢液经铸轧辊铸轧后形成f 6mm厚度的薄带钢。
[0064]实施例2
[0065]双辊薄带连铸用浇铸系统结构同实施例1，不同点在于:
[0066](I)扩张段在窄面的两个侧壁上各设有一个窄面出钢口 11，在宽面的两个侧壁上各设有一个宽面出钢口 12 ;结构如图6所示；宽面出钢口 12的上沿等于或低于窄面出钢口11的上沿；每个窄面出钢口横截面积兄为收缩段底端的横截面积&的75%，水平导流角a在175°之间；每个宽面出钢口的横截面积为每个窄面出钢口横截面积兄的15% ；
[0067](2)布流器3结构如图9所示，其各宽面布流孔14由楔形下段宽面的中部向两侧呈阶梯状分布，水平高度逐渐升高；
[0068]双辊薄带连铸用浇铸系统的使用方法同实施例1。
[0069]实施例3
[0070]双辊薄带连铸用浇铸系统结构同实施例1，不同点在于:
[0071](I)收缩段横截面积的收缩率为15%，收缩段宽度方向与垂直面的扩张角为25°，收缩段长度方向与垂直面的收敛角为2° ；
[0072](2)扩张段宽度方向与垂直面的扩张角为10°，长度方向与垂直面的收敛角度为5° ;
[0073](3)扩张段每个窄面出钢口横截面积为收缩段底端的横截面积的50%，水平导流角为175° ;底部出钢口的横截面积为窄面出钢口的横截面积的5% ；
[0074](4)布流器结构如图10所示，楔形下段两个宽面上开有5个宽面布流孔，两个窄面上各设有2个窄面布流孔；各宽面布流孔由楔形下段宽面的中部向两侧呈阶梯状分布，水平高度逐渐降低；且每个宽面上的宽面布流孔的横截面积从楔形下段宽面的中部向两侧逐渐减小；窄面布流孔的横截面面积小于最小的宽面布流孔的横截面面积；
[0075](5)楔形下段底部设有两个导流坝组，每个导流坝组由2个导流坝组成，两组导流坝在布流器中心的两侧对称分布；
[0076](6)靠近布流器中心的两个对称的导流坝结构如图12所示，靠近布流器中心的一侧为内侧，另一侧为外侧，外侧顶点的高度高于内侧顶点的高度，各导流坝顶面与水平面之间的夹角为30° ;远离布流器中心的两个对称的导流坝的外侧顶点的高度等于内侧顶点的高度，且每个导流坝的底部设有开孔；
[0077](7)两个靠近中心的对称的2个导流坝之间的距离J1与布流器总长L之比为0.25 ；两个远离中心的对称的2个导流坝之间的距离I2与布流器总长L之比为0.75 ；
[0078](8)布流器窄面布流孔的横截面面积与最小的宽面布流孔的横截面积之比为0.5 ；最小宽面布流孔的横截面积与最大宽面布流孔的横截面积之比为0.75 ；
[0079](9)导流坝厚度为20mm ；
[0080](10)各布流孔距离布流器底部的高度差|左-七I为40mm ；
[0081]双辊薄带连铸用浇铸系统的使用方法同实施例1，不同点在于:(1)导流坝高度之与布流器底面与熔池液面的高度差A之比为0.5 ; (2)钢液经铸轧辊铸轧后形成f 6mm厚度的薄带钢。
[0082]实施例4
[0083]双辊薄带连铸用浇铸系统结构同实施例1，不同点在于:
[0084](I)收缩段横截面积的收缩率为20%,收缩段宽度方向与垂直面的扩张角为20°，收缩段长度方向与垂直面的收敛角为5° ；
[0085](2)扩张段宽度方向与垂直面的扩张角为15°，长度方向与垂直面的收敛角度为3° ;[0086](3)扩张段在窄面的两个侧壁上各设有一个窄面出钢口并且在底板上设有一个底部出钢口 ；每个窄面出钢口横截面积为收缩段底端的横截面积的60%，水平导流角为180° ；底部出钢口的横截面积为窄面出钢口的横截面积的10% ；
[0087](4)布流器的楔形下段两个宽面上开有13个宽面布流孔，两个窄面上各设有2个横截面积相等的窄面布流孔；
[0088](5)宽面布流孔和窄面布流孔的横截面为椭圆形，各布流孔的轴线与水平面之间的夹角为15° ;
[0089](6)楔形下段底部设有两个导流坝组，每个导流坝组由3个导流坝组成，两组导流坝在布流器中心的两侧对称分布； [0090](7)每一组的三个导流坝结构分别如图13、14和15所示；分别为顶部带有凸起结构、顶部带有凸起且顶面与水平面夹角为30°结构、以及顶部带有凸起且底部设有开孔结构；
[0091](8)两组导流坝中，与布流器中心距离相等的对称的两个导流坝之间的距离J1、及和h与布流器总长L之比分别为0.25,0.5和0.75 ；
[0092](9)布流器窄面布流孔的横截面面积与最小的宽面布流孔的横截面积之比为0.4 ；最小宽面布流孔的横截面积与最大宽面布流孔的横截面积之比为0.5 ；
[0093]( 10)导流坝厚度为15_ ；
[0094]各布流孔距离布流器底部的高度差I^1I为IOmm ；
[0095]双辊薄带连铸用浇铸系统的使用方法同实施例1，不同点在于:(1)导流坝高度之与布流器底面与熔池液面的高度差A之比为0.35 ；(2)钢液经铸轧辊铸轧后形成f 6mm厚度的薄带钢。
[0096]实施例5
[0097]双辊薄带连铸用浇铸系统结构同实施例2，不同点在于:
[0098](I)扩张段的每个窄面出钢口横截面积为收缩段底端的横截面积的50%，水平导流角a为150° ;每个宽面出钢口的横截面积为每个窄面出钢口横截面积的5%;
[0099](2)布流器的各宽面布流孔由楔形下段宽面的中部向两侧呈阶梯状分布，水平高度逐渐降低；
[0100](3)导流坝结构如图16所示，顶部设有凸起，底部设有开孔，且顶面与水平面之间的夹角为15° ;底部开孔的轴线与水平面之间的夹角为0° ；
[0101]双辊薄带连铸用浇铸系统的使用方法同实施例2。
[0102]实施例6
[0103]双辊薄带连铸用浇铸系统结构同实施例2，不同点在于:
[0104](I)扩张段的每个窄面出钢口横截面积为收缩段底端的横截面积的60%，水平导流角σ为180° ;每个宽面出钢口的横截面积为每个窄面出钢口横截面积兄的10% ；
[0105](2)导流坝结构如图17所示，顶部设有凸起，底部设有开孔，且顶面与水平面之间的夹角为15°，底部开孔的轴线与水平面之间的夹角为30° ;
[0106]双辊薄带连铸用浇铸系统的使用方法同实施例2。
[0107]实施例7
[0108]双辊薄带连铸用浇铸系统结构同实施例3，不同点在于:[0109]导流坝结构如图18所示，顶部设有凸起，侧部设有开孔，且顶面与水平面之间的夹角为30°，侧部开孔的轴线与水平面之间的夹角为0° ；
[0110]双辊薄带连铸用浇铸系统的使用方法同实施例3。
[0111]实施例8
[0112]双辊薄带连铸用浇铸系统结构同实施例4，不同点在于:
[0113]导流坝结构如图19所示，顶部设有凸起，侧部设有开孔，且顶面与水平面之间的夹角为30°，侧部开孔的轴线与水平面之间的夹角为30° ;
[0114]双辊薄带连铸用浇铸系统的使用方法同实施例4。
【权利要求】
1.一种双辊薄带连铸用浸入式布流水口，由流入段、过渡段和流出段组成；其特征在于所述的流出段从上到下分为收缩段和扩张段两部分，收缩段横截面积的收缩率为15~30%，收缩段宽度方向与垂直面的扩张角A1为15°~25°，收缩段长度方向与垂直面的收敛角卢2在2°~7°之间；扩张段为扇形楔形扁平状，扩张段宽度方向与垂直面的扩张角匕在川。~20°，扩张段长度方向与垂直面的收敛角度厂2在2°~5° ;扩张段上设有出钢口，扩张段的上沿低于布流器的上沿。
2.根据权利要求1所述的一种双辊薄带连铸用浸入式布流水口，其特征在于所述的扩张段四个侧壁上各设有一个出钢口，或者在窄面的两个侧壁上各设有一个出钢口并且在底板上设有一个出钢口 ；当四个侧壁上各设有一个出钢口时，宽面上的两个出钢口的上沿等于或低于窄面上的两个出钢口的上沿；每个窄面侧壁上的出钢口横截面积兄为收缩段底端的横截面积5.3^50-75%，水平导流角a在150°~180°之间；每个宽面侧壁上的出钢口横截面积为每个窄面侧壁上的出钢口横截面积兄的5~15% ;当两个窄面侧壁上各设有一个出钢口时并且底板上设有一个出钢口时；每个窄面侧壁上的出钢口横截面积兄为收缩段底端的横截面积5.3^50-75%，水平导流角a在150°~180°之间；底部的出钢口横截面积为每个窄面侧壁上的出钢口横截面积兄的5~15%。
【文档编号】B22D41/50GK203448667SQ201320454773
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】陈敏, 董建宏, 王楠 申请人:东北大学