一种连铸钢液中间包水口的制作方法

本实用新型涉及一种连铸钢液中间包水口，属于炼钢技术领域。

背景技术：

目前炼钢连铸工序使用中间包盛装钢液，钢液通过中间包水口下行流至连铸结晶器，完成钢坯的定型出坯。钢液流经的中间包水口是钢液的通道，它的寿命长短决定着中间包使用寿命的长短，制约着产量的提升和质量的优劣。现在行业炼钢提倡提产提拉速，在连铸高拉速过程中，现有中间包的上、下水口内的锆芯上边缘均与母体上边缘齐平设置，且锆芯内的钢液流经孔入口为90°垂直角，锆芯入口处不断受钢水高流速的直击冲刷，易损坏；下水口的钢液流经孔入口也为90℃垂直角，上、下水口处易直接互相冲刷产生侵蚀、出现缝隙而产生夹钢现象。此外，现有上、下水口内锆芯外直径最大为45mm，在提高拉速的情况下，高流速的钢水强烈冲刷锆芯内壁，使锆芯内孔径不断扩大，锆芯壁不断变薄，甚至贯穿，从而发生漏钢现象，造成安全事故。

技术实现要素：

本实用新型为克服现有技术弊端，提供一种连铸钢液中间包水口，扩大上水口和下水口内锆芯的直径，以适应高拉速生产下钢液对锆芯的冲刷；上水口和下水口锆芯的入口处均设置倒角，以减缓高流速钢水对锆芯入口的直接冲刷，延长其使用寿命，减小上、下水口之间由于冲刷产生缝隙而出现夹钢的几率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种连铸钢液中间包水口，所述水口包括上水口和下水口，所述上水口镶嵌于座砖内，并间隔固定于中间包体的底板内，所述下水口的上端与所述上水口下端密封接触，所述上水口包括上水口母体、第一锆芯及第一钢液流经孔，所述第一锆芯镶嵌设置于所述上水口母体内，所述第一锆芯内设置第一钢液流经孔，所述第一锆芯设置为圆柱型，其外直径d1为50-65mm，所述第一钢液流经孔孔径为20-22mm，所述上水口母体的上入口处内壁倾斜设置，其倒角β1为30°-45°，所述第一锆芯的上入水口处的内壁倾斜设置，其倒角α1为30°-45°，β1≥α1；

所述下水口包括下水口母体、第二锆芯及第二钢液流经孔，所述第二锆芯镶嵌设置于所述下水口母体内，所述第二锆芯内设置第二钢液流经孔，所述第二锆芯设置为圆柱型，其外直径与第一锆芯的外直径相同，第二钢液流经孔的孔径与第一钢液流经孔的孔径相同，所述第二锆芯上端钢液入口处的内壁倾斜设置，倾斜倒角α2为30-60°，所述第二钢液流经孔与所述上水口内的第二钢液流经孔对齐设置在同一中心轴线上。

上述连铸钢液中间包水口，所述第一锆芯的高度h1为80-90mm。

上述连铸钢液中间包水口，所述下水口母体外设置有钢套，所述钢套的厚度为2mm，长度为所述下水口母体外侧壁长度的4/5，由所述下水口母体下边缘向上设置。

上述连铸钢液中间包水口，所述下水口母体的上端设置有安装块，所述安装块与所述下水口母体一体成型。

上述连铸钢液中间包水口，所述安装块设置为长方体，长为65mm、宽为85mm、高为25mm。

上述连铸钢液中间包水口，所述安装块设置为长方梯形，高为25mm，所述安装块上端的长边小于下端的长边，下端的长边长为65mm，宽为85mm。

上述连铸钢液中间包水口，所述上水口母体和下水口母体均设置为铝碳质的圆台型，所述上水口母体的上部圆直径小于下部圆直径，上部圆直径为85mm，下部圆直径为150mm，高度为150-200mm，所述下水口母体的上部圆直径大于下部圆直径，上部圆直径为120mm，下部圆直径为75mm，高度为80-100mm。

上述连铸钢液中间包水口，所述第二锆芯下端的出水口距离所述下水口母体下边缘的距离h2为20-30mm，所述下水口母体出水端的内壁倾斜设置，倾斜角β2为多少度30°-45°。

上述连铸钢液中间包水口，所述第一锆芯和第二锆芯的显气孔率均为13%，体积密度为5.3（g/cm³）。

本实用新型的有益效果是：本实用新型上水口和下水口内的锆芯直径均扩大设置为50-65mm，可以灵活调节，有效地适应了高拉速生产情况，延缓了高流速钢液对锆芯的侵蚀速度，延长了锆芯使用寿命，并延长了上水口和下水口的整体使用寿命；上水口母体和第一锆芯的钢液入口处均倾斜设置，倒角为30-45°，有效减缓高流速钢液对锆芯的冲刷，延长了锆芯的使用寿命；下水口的第二锆芯的上端钢液入口出设置倒角为30-60°，增加了由上水口流出的钢液在此处的回流，有效减缓高流速钢液对第二锆芯的直面冲刷，从而延长了第二锆芯的使用寿命；倒角的设置，使得钢液由上水口内的第二钢液流经孔进入下水口内的第一钢液流经孔的入口通道由窄变宽，减小了上、下水口之间由于冲刷产生缝隙而出现夹钢的几率；下水口母体上端部分加工成长方体或梯形的安装块，便于现场下水口的更换；下水口母体外壁上设置钢套，减缓了更换下水口时的外力冲击下水口母体，提高了其使用寿命；上水口的第一锆芯高度增高至80-90mm，进一步延长上水口的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为图1中a部水口结构示意图。

图中：1、中间包体；2、上水口；2-1、上水口母体；2-2、第一锆芯；2-3、第一钢液流经孔；3、下水口；3-1、下水口母体；3-2、第二锆芯；3-3、第二钢液流经孔；4、座砖；5、钢套；6、安装块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

参看图1和图2，本实用新型一种连铸钢液中间包水口，所述水口包括上水口2和下水口3，所述上水口2镶嵌于座砖4内，并间隔固定于中间包体1的底板内，所述下水口3的上端与所述上水口2下端密封接触，通过压块固定连接，钢包内的钢液倒入中间包内，钢液由上水口流经下水口，流出进入连铸结晶器内定型出坯。所述上水口2包括上水口母体2-1、第一锆芯2-2及第一钢液流经孔2-3，所述第一锆芯2-2镶嵌设置于所述上水口母体2-1内，所述第一锆芯内设置第一钢液流经孔2-3，所述第一锆芯设置为圆柱型，其外直径d1为50-65mm，所述第一钢液流经孔2-3孔径为20-22mm，所述上水口母体2-1的上入口处内壁倾斜设置，其倒角β1为30°-45°，优选45°，所述第一锆芯3-12的上入水口处的内壁倾斜设置，其倒角α1为30°-45°，优选30°，同时，将所述第一锆芯2-2的高度h1提高至80-90mm，提高锆芯耐钢液的冲击性。钢液在倒角作用下由上水口入口处缓慢倒入第一钢液流经孔内，减缓高流速钢液对第一锆芯入口处的强烈冲刷。阶梯式倒角（β1和α1）设置，即β1≥α1，减缓钢液对第一锆芯上边缘的冲刷作用力，延长第一锆芯的使用寿命。

所述下水口3包括下水口母体3-1、第二锆芯3-2及第二钢液流经孔3-3，所述第二锆芯3-2镶嵌设置于所述下水口母体3-1内，所述第二锆芯内设置第二钢液流经孔3-3，所述第二锆芯设置为圆柱型，其外直径与第一锆芯2-2的外直径相同，第二钢液流经孔的孔径与第一钢液流经孔的孔径相同，所述第二锆芯3-2上端钢液入口处的内壁倾斜设置，倾斜倒角α2为30-60°，优选为30°，所述第二钢液流经孔3-3与所述上水口2内的第二钢液流经孔2-3对齐设置在同一中心轴线上。由第一钢液流经孔内流出的钢液在倒角α2的作用缓慢进入第二钢液流经孔内，避免钢液高速冲刷第二锆芯；此外，利用倒角的扩径集聚原理，中间包内的钢液能够顺利地下流，减小了上水口和下水口之间夹钢的几率。

所述第一锆芯2-2和第二锆芯3-2的显气孔率均为13%，体积密度均为5.3（g/cm³），提高了锆芯的耐侵蚀性，延长了其使用寿命。

所述下水口母体3-1设置为圆台型，其上圆直径大于下圆直径，上圆直径为120mm，下圆直径为75mm，高度为80-100mm。所述下水口母体3-1外设置有钢套5，所述钢套5的厚度为2mm，长度为所述下水口母体3-1外侧壁长度的4/5，由所述下水口母体3-1下边缘向上设置。在下水口更换时，钢套可以有效减缓下水口母体所受的外力冲击，提高下水口母体的使用寿命。

所述下水口母体3-1的上端设置有安装块6，两者一体成型，且用材相同，安装块为长方体形或梯形，便于现场下水口的更换以及与上水口的对接安装。

同一拉速情况下，上水口和下水口内的锆芯选择同一尺寸，且第一钢液流经孔和第二钢液流经孔的孔径也相同。本实用新型上水口内的锆芯的直径、第一钢液流经孔的孔径、锆芯的高度、上水口母体入口倒角以及锆芯入口倒角的设置需根据现场生产情况进行调整；同样，下水口（滑块）的锆芯的外直径尺寸可自行设计，根据现场生产情况可以随时进行更换，灵活性较大，使用性较强。上水口和下水口内的锆芯直径需保持相同。

锆芯外直径与拉速和孔径之间的选择关系：连铸过程中，现有锆芯的外直径最大为45mm，其适用的最大拉速为2.5m/min，对应第一钢液流经孔和第二钢液流经孔的最大孔径为20mm，现提倡提拉速来提产，而拉速越大，选择的锆芯的孔径越大，而孔径越大，锆芯的壁厚则越薄，在高流速钢液的冲刷下，锆芯抵御钢液冲刷性能降低，为保证锆芯的正常使用寿命，限制孔径的最大值，因而也限制了拉速的提升，无法达到提产的效果。

本实用新型将第一锆芯和第二锆芯的外直径扩大至50-65mm，优选外直径为50mm、55mm、60mm以及65mm。可适应孔径达到20-22mm，拉速范围提升至2.6-3.1m/min。在连铸结晶器选定的情况下，锆芯外直径小于50mm时，高拉速生产时，需要增大钢液流经孔的孔径来提高拉速，则锆芯壁厚度相应减小，锆芯抵御高流速的钢液对其强烈冲刷能力降低，缩短锆芯的使用寿命；但是锆芯的外直径尺寸若大于65mm，则上水口母体和下水口母体的壁厚就会相应减小，其对锆芯的保护作用便会减弱，因此，在满足高拉速生产情况下，既能延长锆芯的使用寿命，又不会影响上下水口母体对锆芯的保护作用，本实用新型选定锆芯的外直径为50-65mm。锆芯外直径与拉速之间的对应关系如下表1所示。

表1锆芯外直径与拉速、孔径的关系