专利名称：薄板坯连铸用浸入式水口的制作方法
技术领域：
本发明属于连铸技术，主要涉及一种薄板坯连铸用浸入式水口。
背景技术：
与普通连铸相比，薄板坯连铸的特点是结晶器空间小，拉速快，容易发生钢液表面波动大而卷渣，流场分布不合理产生拉漏等事故，因而对所用浸入式水口从结构到材质都有更高的要求。在结构上，由于结晶器窄，水口尺寸受限制，只能做成扁平形；其内腔结构要能保证钢液的流量和在结晶器内有一合理的流场；水口壁厚受限，其渣线材质应具有良好的抗侵蚀性，以保证尽可能长的连铸时间。
由于薄板坯连铸的浸入式水口结构对连铸工艺的重要性，因此，对其结构有多种形式的设计，如CN2362624Y，CN2108596U，CN2126624Y等。但这些专利中所描述的浸入式水口，在使用上都或多或少存在着一定的缺点，或者制作有困难，或者在流场上有缺陷，难以实用化。当前在薄板坯连铸工艺中已采用的维苏威专利产品，在结构设计上并未考虑水口内部钢液的偏流问题，尚不能很好地克服结晶器中的液面波动问题，同时，在水口与结晶器侧壁间距上还不能做到有较大的调节范围。
发明内容
本发明的目的是提出一种薄板坯连铸用浸入式水口，通过其内腔截面积的双向变化，对水口内的钢流起到一个搅动的作用，减小或消除钢液在水口内的偏流和涡流并使钢液平稳地流入结晶器，从而实现稳定流场，减少紊流和卷渣；同时，使水口渣线部位的壁厚具有较大的调节范围，延长连铸时间。
本发明完成其发明任务采取的技术方案是水口具有一圆锥漏斗形上端和一圆柱形等截面过渡段，圆柱形过渡段下设计为水口内部截面积双向变化的两段，先为一横截面积收缩的收缩段，该收缩段内钢液流速变快，起到改变水口中可能存在的偏流，减少涡流，均化水口内部钢液流场的作用，然后为一单维扩展的扇形扁平扩张段，该扩张段下端为三角分流体和两个出钢口。
本发明提出的薄板坯连铸用浸入式水口通过其内部截面积的双向变化-先减小和后增加，起到改变水口内钢液流场的目的，由水口出口能给出一个稳态的流动，同时，水口下端浸入钢液部分内腔变常用的两维变化为单维扩展变化，即能保持流场之稳流，又对水口渣线壁厚给出一更大的调节范围。
附图1为本发明薄板坯连铸用浸入式水口的结构示意图。
附图2为图1的A-A剖面图。
附图3为本发明扩张段不同外形时的结构示意图。
图中，1、上端，2、过渡段，3、收缩段，4、扩张段，5、出钢口，6、三角分流体。
具体实施例方式
结合附图，给出本发明的实施例如下如图1、2所示，水口上段与常规浸入式水口结构完全相似，上端1为圆锥漏斗形与塞棒配合控流，并自然过渡到过渡段2，过渡段2为等截面圆柱形。在收缩段3水口完成内腔和外形轮廓由园形向扁平形的过渡。收缩段3平行于结晶器宽侧壁的方向有一定程度的偏离水口中心线的对称扩展，扩展角度范围为5～25°；垂直于结晶器宽侧壁的方向向水口中心平面对称收缩，总的横截面积在该段收缩率为截面积S3-截面积S4/截面积S3≈5～25％范围内，即横截面积收缩率为5～25％。在该收缩段内，钢液流速改变，起到改变水口中钢液的偏流及使钢液充满水口，均化水口内部钢液流场的作用，该段总长度不小于100毫米。
在扩展段4，水口内腔为单维扩展扁平形，即平行于结晶器侧壁的宽度方向向外扩展，即向偏离水口中心线方向对称扩展，每侧扩张角度范围为5～25°；垂直于结晶器宽侧壁的方向与中间平面平行，且具有一恒定的尺寸，即厚度方向内腔为恒定尺寸；钢流在该扩展段内流速减缓，使钢流动能减少，消除钢液流出水口后对坯壳的冲击。扩展段4外形轮廓宽面由直的上半部分和向中心面收缩下半部分两段组成，每侧收敛角度在2～5°的范围内。水口渣线段位于上端直的部分，出钢口5位于下端向中心面收缩部分。即扩张段其厚度方向的外形上半段为直段，水口的渣线位于此直线段内；下半段为相对于中心对称面收敛的楔形段，每侧收敛角度在2～5°的范围内，出钢口5位于此楔形段内。这种结构设计使水口渣线部位壁厚的调节范围增加10毫米以上。如图3所示，整个扩张段其厚度方向的外形为相对于中心对称面收敛的楔形段，每侧收敛角度在2～5°范围内。
在扩展段4的下端为两个对称的出钢口5。该出钢口由扩张段4底部的分流体6和其下部窄面侧端部构成，每个出钢口之面积为水口截面积S5的50～75％。
分流体6纵剖面为等腰三角形之轮廓，其作用一是将水口中钢液流分成两股，二是通过其高度、底部宽度的设计，对流出水口钢液的方向、向下冲入深度及钢液在结晶器中的流场分布起重要的控制作用，该高度和底部宽度参考水模拟试验确定，高度50-150毫米，底部宽度50-120毫米。
权利要求
1.一种薄板坯连铸用浸入式水口，该水口具有一圆锥漏斗形上端(1)和一圆柱形等截面过渡段(2)，本发明的特征是所述的圆柱形过渡段(2)下设计为水口内部截面积双向变化的两段，先为一横截面积收缩的收缩段(3)，该收缩段内钢液流速变快，起到改变水口中可能存在的偏流，减少涡流，均化水口内部钢液流场的作用，收缩段(3)下方为一单维扩展的扇形扁平扩张段(4)，该扩张段(4)下端为三角分流体(6)和两个出钢口(5)。
2.根据权利要求1所述的薄板坯连铸用浸入式水口，其特征是所述的收缩段(3)的横截面积收缩率为5～25％。
3.根据权利要求1所述的薄板坯连铸用浸入式水口，其特征是所述的收缩段(3)的长度不小于100mm。
4.根据权利要求1所述的薄板坯连铸用浸入式水口，其特征是所述的扩张段(4)其横截面积由上至下逐渐扩大。
5.根据权利要求1所述的薄板坯连铸用浸入式水口，其特征是所述的扩张段(4)其长度超过水口浸入钢液中的深度，该段厚度方向内腔为恒定尺寸，平行于结晶器侧板的宽度方向向偏离水口中心线方向对称扩展，每侧扩展角度在5～25°范围内。
6.根据权利要求4或5所述的薄板坯连铸用浸入式水口，其特征是所述的扩张段(4)其厚度方向的外形上半段为直段，水口的渣线位于此直段内，下半段为相对于中心对称面收敛的楔形段，每侧收敛角度在2～5°的范围内，出钢口(5)位于此楔形段内。
7.根据权利要求4或5所述的薄板坯连铸用浸入式水口，其特征是所述的扩张段(4)其厚度方向的外形为相对于中心对称面收敛的楔形段，每侧收敛角度在2～5°范围内。
8.根据权利要求4或5所述的薄板坯连铸用浸入式水口，其特征是所述的扩张段(4)下部窄面侧有两个对称的出钢口(5)，该出钢口由扩张段(4)底部的分流体(6)和其下部窄面内侧端部构成，每个出钢口之面积为水口截面积S5的50～75％。
全文摘要
本发明提出的薄板坯连铸用浸入式水口，具有一圆锥漏斗形上端(1)和一圆柱形等截面过渡段(2)，圆柱形过渡段(2)下设计为水口内部截面积双向变化的两段，先为一横截面积收缩的收缩段(3)，该收缩段内钢液流速变快，起到改变水口中可能存在的偏流，减少涡流，均化水口内部钢液流场的作用，收缩段(3)下方为一单维扩展的扇形扁平扩张段(4)，该扩张段(4)下端为三角分流体(6)和两个出钢口(5)。本发明通过其内部截面积的双向变化—先减小和后增加，起到改变水口内钢液流场的目的，由水口出口能给出一个稳态的流动，同时，水口下端浸入钢液部分内腔变常用的两维变化为单维扩展变化，即能保持流场之稳流，又对水口渣线壁厚给出一更大的调节范围。
文档编号B22D41/50GK1796027SQ20041006035
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月24日 优先权日2004年12月24日
发明者李红霞, 杨彬, 杨金松, 刘国齐 申请人:中钢集团洛阳耐火材料研究院