专利名称：一种厚板坯和大方坯结晶器用浸入式水口的制作方法
技术领域：
本发明属于钢坯连铸结晶器浸入式水口装置，主要涉及厚板坯和大方坯连铸时结晶器所用(此处的厚板坯是指厚度大于250mm的连铸板坯，大方坯一般是指铸坯横断面尺寸大于200mmX200mm的连铸方坯)的浸入式水口装置。
背景技术：
在钢的连续浇注过程中，需要通过由耐火材料制备的浸入式水口装置将中间包内的钢液连续不断的输送至结晶器内。浸入式水口不仅可以防止钢液暴露在空气中产生氧化，还可以调节钢液在结晶器内的流动模式，使钢液在结晶器内以较好的状态进行凝固。铸坯质量的保证和连铸工艺的顺行都和结晶器内的钢液流动行为有密切的联系，而控制结晶器内钢液流动行为的最主要手段就是选择合适的浸入式水口结构尺寸来满足结晶器浇注断面、拉速以及钢种等浇注条件的要求。一般认为，衡量浸入式水口结构尺寸是否合理就是看采用该浸入式浇注时结晶器内流场是否满足以下三点(1)合适的液面波动，既能避免保护渣翻卷和弯月面破坏等问题，又能有效化渣；( 结晶器横向上均勻的温度和成分分布，可以防止热应力过大产生纵裂和成分不均勻产生偏析，又能避免局部过冷结壳；(3)钢水热中心尽量上移，可以促进初生坯壳合理生长和夹杂、气泡的有效上浮。现有技术下，厚板坯结晶器主要采用双侧孔浸入式水口浇注；大方坯根据浇注要求不同可以采用直通型水口、双侧孔水口以及四侧孔水口。厚板坯和大方坯所采用的双侧孔水口主体结构基本相同，均是由垂直方向的内腔和与内腔相连的左右对称的两个侧孔组成，浇注时侧孔对准结晶器窄面中心，侧孔形状可以为倒角长方形、圆形、椭圆形和上下为半圆、中间为矩形的近椭圆形。该类型侧孔的一个突出特点是，侧孔上下壁面与水平方向呈一定的倾角，但左右两壁面保持水平，与结晶器宽面相平行。厚板坯结晶器和大方坯结晶器采用现有双侧孔水口浇注时，由于结晶器窄面宽度远大于水口侧孔的宽度，而侧孔两侧壁面又与窄面垂直，因而，钢液从水口运行至结晶器窄面时，只能射流至窄面中间的部位， 在横向上不能分布至整个窄面，使结晶器横向上的温度和成分难以均勻，容易产生纵向裂纹或成分偏析等缺陷。特别是角部，由于本身是二维冷却，又得不到水口流出高温钢液的补充，常常出现结冷钢或保护渣结块等问题，严重影响了连铸工艺顺行和连铸坯质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，提供一种厚板坯和大方坯结晶器用浸入式水口，使得厚板坯和大方坯结晶器内得到较好的钢液流动模式，在横向上得到均勻的温度和成分分布，有效的避免角部结冷钢或保护渣结块等生产问题，保证连铸工艺顺行和铸坯质量。为达到上述目的，本发明的技术方案是一种厚板坯和大方坯结晶器用浸入式水口，包括侧壁、与侧壁相连的底部，水口上部敞开，侧壁与底部围成垂直方向的中空环体内腔，侧壁上开设两个形状、大小相同，与内腔相连通并且沿内腔中心线呈轴对称的侧孔，侧孔上下壁面为平面且与水平方向呈倾斜角度，侧孔左右两壁面为平面；其特征在于侧孔左右两壁面均由内向外倾斜、呈外扩的喇叭状。侧孔左右两壁面均由内向外倾斜、倾角范围为5° 45°。侧孔上下侧面均由内向外同时向下或向上倾斜、并与水平面呈-25° 15°的倾水口的内腔截面为圆形、椭圆形或者扁平形；内腔下端的水口底部为凸底、平底或者凹底。本发明的双侧孔浸入式水口，相对于现有技术，存在如下有益效果由于侧孔左右壁面有外扩的倾角，从水口侧孔流出的钢液可以在外扩倾角的导流作用下向窄面靠近角部的两侧运动，使钢液在横向上能够均勻的分布至整个窄面。这样可以防止钢液横向温度和成分不均勻导致的裂纹或偏析等质量缺陷，同时，还可以使高温钢液直接运行至结晶器的角部，有效的避免角部因过冷产生的结冷钢和保护渣结块等浇注问题，使结晶器流场达到较为理想的状态，从而更好的满足生产需求。
图1是本发明双侧孔浸入式水口的结构示意图；图2是侧孔A向视图；图3是浸入式水口 B-B向剖视图；附图中标号如下，1-侧壁，2-底部，3-内腔，4-侧孔。
具体实施例方式以下结合实施例及附图1-3对本发明作进一步说明，但不限定本发明。参见图1 图3，一种厚板坯和大方坯用浸入式水口，包括水口侧壁1，所述水口侧壁1最下端为封闭的底部2，底部2可以为凸形、平形或者凹形。侧壁1与底部2围成的中心空间为内腔3，所述内腔的截面形状可以为圆形、椭圆形或者扁平型。位于水口本体1的底部2上侧开有一对侧孔4，两侧孔4与水口内腔3相通，大小相等，且沿内腔3中心线呈轴对称。侧孔4上下壁面同时由内向外往下倾斜，并与水平方向呈-25° 15°的夹角，如在 0°时上下壁面水平。所述侧孔4两侧壁面由内向外存在一定的角度β (5°)， 形成一种两侧壁面向外倾斜的、呈外扩的喇叭状侧孔，具体如图3所示。以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种厚板坯和大方坯结晶器用浸入式水口，包括侧壁、与侧壁相连的底部，水口上部敞开，侧壁与底部围成垂直方向的中空环体内腔，侧壁上开设两个形状、大小相同，与内腔相连通并且沿内腔中心线呈轴对称的侧孔，侧孔上下壁面为平面且与水平方向呈倾斜角度，侧孔左右两壁面为平面；其特征在于侧孔左右两壁面均由内向外倾斜、呈外扩的喇叭状。
2.根据权利要求1所述的水口，其特征在于侧孔左右两壁面均由内向外倾斜、倾角范围为5° 45°。
3.根据权利要求1或2所述的水口，其特征在于侧孔上下侧面均由内向外同时向下或向上倾斜、并与水平面呈-25° 15°的倾角。
4.根据权利要求1或2所述的水口，其特征在于水口的内腔截面为圆形、椭圆形或者扁平形；内腔下端的水口底部为凸底、平底或者凹底。
5.根据权利要求3所述的水口，其特征在于水口的内腔截面为圆形、椭圆形或者扁平形；内腔下端的水口底部为凸底、平底或者凹底。
全文摘要
本发明涉及一种厚板坯和大方坯结晶器用浸入式水口，包括侧壁、与侧壁相连的底部，侧壁与底部围成的垂直方向的内腔或中心孔、以及侧壁上与内腔相连的左右对称的两侧孔。所述侧孔上下壁面与水平方向呈倾斜角度，其特征在于侧孔左右两壁面均由内向外倾斜、呈外扩的喇叭状。由于侧孔左右壁面外扩，从水口侧孔流出的钢液可在外扩倾角的导流作用下向窄面靠近角部的两侧运动，使钢液在横向上能够均匀分布至整个窄面。能防止钢液横向温度和成分不均匀导致的裂纹或偏析等质量缺陷，同时还能使高温钢液直接运行至结晶器的角部，有效的避免角部因过冷产生的结冷钢和保护渣结块等问题。
文档编号B22D41/50GK102274962SQ20111025416
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者叶理德, 徐海伦, 邵远敬, 马春武 申请人:中冶南方工程技术有限公司