一种防偏流浸入式水口结构的制作方法
【专利摘要】一种防偏流浸入式水口结构，包括，水口本体，其下部两侧壁设吐出孔；内孔体，设置于所述水口本体内，内孔体沿轴向具有一中心通道，该中心通道分上下部，上部分为2段，为第一、第二段，下部分为3段，为第三～第五段，各段孔径粗细交错变化，形成内孔体中心通道内径变化组合结构；所述水口本体吐出孔内侧壁设置平行于吐出孔中心线的凹形均衡流槽；所述水口本体内底部设置圆形凹槽。本实用新型改善传统浸入式水口带来的偏流及结瘤堵塞问题，使钢流均匀分布，从而保持结晶器内流场的稳定，减少卷渣、气泡缺陷，提高铸坯质量。同时保证水口较高的使用寿命，稳定连续生产，降本增效。
【专利说明】
一种防偏流浸入式水口结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及炼钢浇铸设备，特别涉及一种防偏流浸入式水口结构。
【背景技术】
[0002]连铸板坯的质量较大程度上取决于钢液在结晶器内的行为，当结晶器的振动参数一定时，结晶器内钢液的流场分布则成为主要因素，合理的流场可以减小对坯壳的冲击和钢液面波动，有利于保护渣的熔化和均匀传热，并能防止保护渣的卷入、促进夹杂物的上浮，从而提高铸坯质量。浸入式水口是连铸重要的功能性耐火材料，它不仅起到钢水从中间包浇注到结晶器中对钢水的保护作用，同时浸入式水口的结构形式对结晶器内的钢液流动行为也有重要的影响，因此炼钢技术人员在改进水口结构上做了大量的研究工作，技术探索非常多，各有不同的机理与应用效果，关键是要适合不同炼钢连铸工艺及钢铁产品的需要。通常钢水从上水口到滑板再到浸入式水口，钢流通道的不断变化，容易形成较大的偏流，这是浸入式水口结构设计影响连铸浇钢的一个关键技术难点。而浸入式水口的材质及抗侵蚀性和结瘤性能对钢水质量以及正常浇铸同样有较大影响，因此设计好浸入式水口的结构及材料配置对提高连铸坯质量有非常重要的意义。
[0003]中国专利CN201776412U公开了一种一种抑制偏流的浸入式水口，在水口吐出孔之间的水口本体上对称设置两块钢流阻尼叶片，叶片上设有阻尼孔的方法，能够抑制自由面液面附近钢水的偏流产生，最终提高铸坯质量。该方法着重于在水口外稳住液面，但不能解决水口内堵塞造成的偏流问题。
[0004]中国专利CN203292439U公开了一种多级分流型连铸浸入式水口，其在水口侧壁的底板上方开设又两对侧孔，在相邻两对侧孔之间的侧壁上设有一个向水口内腔中心方向凸出的凸阶，认为可以使钢液合理分流，改善结晶器内地流场，提高铸坯质量。该方法在水口内凸出两对凸阶，但这些部位受高温钢液冲刷最严重，寿命及稳定性方面可能不能保证。
[0005]专利“一种变径内螺旋浸入式水口(CN2390720Y)”报道了一种在水口内壁设置1_5个圆柱凹台，凹台位置之外设计有内旋凹形或凸形螺旋。认为具有防偏流、防堵塞、提高铸坯质量的优点。但该技术在水口的制作成本会比较高，尤其在模具、成型方面难度很大，影响性价比。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于设计一种防偏流浸入式水口结构，改善传统浸入式水口带来的偏流及结瘤堵塞问题，使钢流均匀分布，从而保持结晶器内流场的稳定，减少卷渣、气泡缺陷，提高铸坯质量。同时保证水口较高的使用寿命，稳定连续生产，降本增效。
[0007]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0008]—种防偏流浸入式水口结构，包括，水口本体，其下部两侧壁设吐出孔;其特征在于，还包括，内孔体，设置于所述水口本体内，内孔体沿轴向具有一中心通道，该中心通道分上下部，上部分为2段，为第一、第二段，下部分为3段，为第三?第五段，各段孔径粗细交错变化，形成内孔体中心通道内径变化组合结构;所述水口本体吐出孔内侧壁设置平行于吐出孔中心线的凹形均衡流槽;所述水口本体内底部设置圆形凹槽。
[0009]优选的，所述内孔体中心通道中，以中心通道上端的第一段孔径为基准，第二段孔径比第一段孔径小8?12mm，第三段孔径与第一段孔径相同，第四段孔径比第一段孔径小8?12mm，含吐出孔的第五段孔径比第一段孔径小4?6mm。
[0010]优选的，所述内孔体采用锆莫来石质或含锆酸钙质材料。
[0011]优选的，所述水口本体一半高度以下200?300mm的区域为渣线段，所述渣线段采用铝锆碳或锆碳质材料，其余部分的水口本体采用高强度耐火材料。
[0012]优选的，所述渣线段的壁厚比非渣线段的壁厚大2?4mm。
[0013]优选的，所述均衡流槽宽度为10?14mm。
[0014]优选的，所述圆形凹槽深度10?20mm。
[0015]优选的，所述圆形凹槽直径与第五段孔径相同。
[0016]本实用新型的浸入式水口为整体结构，水口本体内的内孔体中心通道内壁上下分为5段，孔径粗细交错变化，形成水口侧壁内径变化组合结构，稳定水口内部钢流;吐出孔区域内侧部设置平行于吐出孔中心线的凹形的均衡流槽，对应左右两边吐出孔，强化引导钢液平稳从吐出孔流出；在吐出孔下方的水口底部内壁设置凹槽，这样当钢流冲击到水口凹槽底部会有一个柔性的回跳，形成随着吐出孔均衡流槽的流股进入结晶器。
[0017]通常现有技术水口底部为凸起的山型或平面型，没有这样的效果。本实用新型通过水口内部的形状结构控制合理的流量、流速、方向及湍流程度来稳定流场及减少水口堵塞。
[0018]本实用新型的创新点还在于:
[0019]为了防止水口因为Al2O3沉积而引起堵塞偏流，在水口本体内设置了防Al2O3沉积的内孔体一锆莫来石质或含锆酸钙质材料;渣线段采用铝锆碳或锆碳质材料，渣线段壁厚比非渣线部位多2?4mm，这样对渣的抗侵蚀性加强，并达到整支水口的均衡熔损，保证更长的使用寿命。
[0020]本实用新型保证水口防堵塞、防偏流效果更加显著，从而结晶器内流场更加稳定；而且不同部位配置不同材料，使水口的抗侵蚀性和抗结瘤性进一步提高，使用寿命提高30?50%，现场生产更加安全可靠;减少了夹渣、气泡缺陷，提高了铸坯质量。
[0021]本实用新型水口直筒内壁有多级的内径变化组合，吐出孔区域内侧部设置均衡流槽，水口底部设计钢液回跳的圆形凹槽，以防止偏流，改善堵塞;水口内侧壁采用抗结瘤的耐火材料，本体采用高强度耐火材料;外壁渣线部位增厚并采用高抗侵蚀材料。在结构设计及不同部位材料配置上有别于现有技术，因此具有明显的防偏流、防堵塞、长寿命，稳定流场和提尚铸还质量的效果。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]参见图1，本实用新型的一种防偏流浸入式水口结构，包括，水口本体I，其下部两侧壁设吐出孔11、12;内孔体2，设置于所述水口本体I内，内孔体2沿轴向具有一中心通道200，该中心通道200分上下部，上部分为2段，为第一、第二段201、202，下部分为3段，为第三?第五段203?205，各段孔径粗细交错变化，形成内孔体中心通道内径变化组合结构;所述水口本体I吐出孔11、12内侧壁设置平行于吐出孔中心线的凹形均衡流槽111、121;所述水口本体内底部设置圆形凹槽13。
[0024]优选的，所述内孔体2中心通道200中，以中心通道上端的第一段201孔径为基准，第二段202孔径比第一段201孔径小8?12mm，第三段203孔径与第一段201孔径相同，第四段204孔径比第一段201孔径小8?12mm，含吐出孔的第五段205孔径比第一段201孔径小4?6mm ο
[0025]优选的，所述内孔体2采用锆莫来石质或含锆酸钙质材料。
[0026]优选的，所述水口本体I一半高度以下200?300mm的区域为渣线段a，所述渣线段a采用铝锆碳或锆碳质材料，其余部分的水口本体I采用高强度耐火材料。
[0027]优选的，所述渣线段a的壁厚比非渣线段的壁厚大2?4_。
[0028]优选的，所述均衡流槽111、121宽度为10?14mm。
[0029]优选的，所述圆形凹槽13深度10?20mm。所述圆形凹槽13直径与第五段205孔径相同。
[0030]对不同结构特点的水口进行应用试验，浇铸超低碳铝脱氧钢400多分钟，比较了流场与流速度。
[0031]现场观察传统技术水口内腔粘结有较多的堵塞物，而本实用新型水口用后内腔光滑无堵塞物。铸坯的不合格率下降了一半，为企业创造了巨大的经济效益。
【主权项】
1.一种防偏流浸入式水口结构，包括， 水口本体，其下部两侧壁设吐出孔;其特征在于，还包括， 内孔体，设置于所述水口本体内，内孔体沿轴向具有一中心通道，该中心通道分上下部，上部分为2段，为第一、第二段，下部分为3段，为第三?第五段，各段孔径粗细交错变化，形成内孔体中心通道内径变化组合结构； 所述水口本体吐出孔内侧壁设置平行于吐出孔中心线的凹形均衡流槽;所述水口本体内底部设置圆形凹槽。2.如权利要求1所述的防偏流浸入式水口结构，其特征在于，所述内孔体中心通道中，以中心通道上端的第一段孔径为基准，第二段孔径比第一段孔径小8?12mm，第三段孔径与第一段孔径相同，第四段孔径比第一段孔径小8?12mm，含吐出孔的第五段孔径比第一段孔径小4?6mm。3.如权利要求1或2所述的防偏流浸入式水口结构，其特征在于，所述内孔体采用锆莫来石质或含锆酸钙质材料。4.如权利要求1所述的防偏流浸入式水口结构，其特征在于，所述水口本体一半高度以下200?300mm的区域为渣线段，所述渣线段采用铝锆碳或锆碳质材料，其余部分的水口本体采用高强度耐火材料。5.如权利要求4所述的防偏流浸入式水口结构，其特征在于，所述渣线段的壁厚比非渣线段的壁厚大2?4mm。6.如权利要求1所述的防偏流浸入式水口结构，其特征在于，所述均衡流槽宽度为10?1 4mm η7.如权利要求1所述的防偏流浸入式水口结构，其特征在于，所述圆形凹槽深度10?20mm ο8.如权利要求1或7所述的防偏流浸入式水口结构，其特征在于，所述圆形凹槽直径与第五段孔径相同。
【文档编号】B22D41/50GK205496560SQ201620093159
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】于燕文, 甘菲芳
【申请人】宝山钢铁股份有限公司