专利名称：异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金技术，属于钢坯浇铸过程，结晶器浸入式水口装置，主要涉及异型坯浇铸用浸入式水口装置在结晶器中的布置方式。
背景技术：
连续铸钢是将钢液连续冷凝呈钢坯的技术。中间包中的钢液通过由耐火材料制备的水口连续不断的注入结晶器中，冷却后形成铸坯。浸入式水口可以将钢液和空气隔绝开来，防治钢水在浇铸过程中的二次氧化，提高钢水纯净度；设计合理的水口和水口的布置方式、可以得到稳定、均匀的结晶器流场，以确保初生坯壳的正常生长，并促使钢水中夹杂物迅速上浮，实现高品质钢的连续、低成本生产。异型坯与板坯、方坯相比，浇铸断面形状更为复杂，其结晶器内腔断面呈“H”形，各不同部位的流动和散热差异较大，要获得较好的结晶器流场，就须针对异型坯结晶器特点，重新设计浸入式水口和布置方式。异型坯横断面可以简单的分为一个腹板和左右对称分布的翼缘，共三个部分。传统技术下，异型坯的浸入式水口及浇铸方式主要有三种:一是采用两个直通型半浸入式水口进行半敞开式浇铸，两个水口布置于结晶器腹板和翼缘相交的三角区，水口下端插入结晶器内，水口上端呈漏斗形，与中间包底面有一定距离。这种方式可以降低注流的冲击，但是不能实现钢水的全保护浇铸，导致部分钢液被氧化，降低了钢水纯净度。二是在此基础上作了改进，使水口上端与中间包底部相连，依然采用两个直通型浸入水口在腹板和翼缘相交的三角区进行浇铸，可实现全保护浇铸。然而，直通型水口中钢水冲击深度较大，钢液热中心下移，不利于夹杂物的上浮和初生坯壳的的生长。同时，直通型水口流出的钢液主要集中在三角区，使整个异型坯横向温度、成分差异较大，容易导致裂纹和偏析等质量缺陷。三是采用单个浸入式水口在异型坯腹板中间进行浇铸，该方式可有效改善结晶器内钢液的流场和温度场，可较大程度的提高铸坯质量。但是受腹板厚度限制，水口尺寸较小，且难以实现快换，导致应用该浇铸方式，水口使用寿命较短，连浇炉数较低，无法形成稳定的批量生产，从而降低了生产效率。公开号为CN101091982A的发明专利提出了一种用单个浸入式水口进行异型坯保护浇铸的方法和装置，即采用一个圆形向扁平过渡的双水孔浸入式水口置于异型坯结晶器腹板中心部位进行浇铸。该方式降低了钢水冲击深度。但是，水口出口的高温钢液只能流向腹板纵向两端，翼缘两侧得不到高温钢液的补充，使得铸坯横向的温度和成本差异较大，并且，水口壁面与结晶器腹板壁面距离很近，容易出现“搭桥”，不利于保护渣融化和润滑。另外，为了使水口能够放入腹板内，使得水口的壁厚度缩小，降低了水口的使用寿命。公开号为CN102294454A的发明专利提出了一种异型坯结晶器用浸入式水口的布置结构，即采用两个上端呈漏斗状、下端为圆筒体、底部封闭且侧面开有三个水孔的水口，分别置于异型坯结晶器腹板和翼缘相交的两个三角区内进行浇铸。该方式可以分散钢液的冲击力度，在结晶器内形成稳定均匀的流场，提高钢液的热中心，也可提高结晶器断面的温度和成分均匀性，有利于钢液中非金属夹杂物的上浮和初生坯壳的生长，可以改善铸坯的表面质量和钢水纯净度。但是，由于目前异型坯尺寸普遍偏小，在浸入式水口的底部设置三个水孔则使得各水孔间距较小，降低了水口使用寿命，导致生产成本较高。该发明的另一个缺点是，浸入式水口的底部封闭，而侧壁上的各水孔下壁面与水口底面有一定距离，更换水口时，部分钢液依然残留在水口中，容易发生以烫伤人员为主的安全生产事故。基于上述原因可知，现有技术下异型坯结晶器浸入式水口及其布置方式难以满足异型坯生产过程中的低成本和稳定生产的要求。
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而提供一种异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，使得结晶器内得到较好的流场和温度场，既能保证异型坯横向温度和成分的均匀性，又能降低钢液冲击深度，促进夹杂物的上浮，保证初生坯壳的正常生产，同时又可保证生产过程中的低成本和稳定运行。为解决上述技 术问题，本发明的技术解决方案是:一种异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，在结晶器内异型坯翼缘和腹板相交的两个三角区分别放置一个浸入式水口，并同时进行浇铸，两个水口的位置沿异型坯腹板中心垂直线呈轴对称；两个水口均包括环体状侧壁，水口上端呈漏斗状环体、下端为圆柱形环体，其特征在于:水口上、下部均敞开；靠近底部的圆筒形环体侧壁上开设一个侧水孔，侧水孔与内腔相连通，侧水孔上、下侧面均为平面且与水平面呈倾斜角度；两个水口的侧水孔相对,且侧水孔的左右两侧的中心线与腹板中心线重合。各水口上端与中间包相连，下端插入钢液后，侧水孔上侧面离上部钢液液面的距离范围为20mm 80mm。各水口的侧水孔的上下侧面均从侧壁内部向侧壁外部向下倾斜；侧水孔与水平面倾斜形成的倾角α为-30°彡α彡0°。各水口的侧水孔大小和形状相同，侧水孔纵向截面均为上、下部是半圆、中间是矩形的形状。各水口的侧水孔最低点距水口底部底面的距离为IOmm 30mm。各水口的内腔截面为圆形、方形或倒角方形。各水口由耐火材料制备而成。本发明相对于现有技术，具有以下的有益效果:(I)采用带有侧水孔的双水口布置方式，可以分散钢液的冲击力度，在结晶器内形成稳定均匀的流场，提高钢液的热中心，也可提高结晶器断面的温度和成分均匀性，有利于钢液中非金属夹杂物的上浮和初生坯壳的生长，可以改善铸坯的表面质量和钢水纯净度。(2)侧水孔与水平面保持较小倾斜角度，一方面可以延长水口寿命，另一方面可以增加横向钢液的流动性，提高铸坯截面流场均匀性。(3)水口采用一个侧水孔设计,可延长水口的使用寿命。(4)水口下端为通孔，更换水孔过程时，水口中不存留钢液，可保证操作人员的安
全生产。
图1是本发明一个实施例中浸入式水口的结构示意图；图2是浸入式水口的A-A向视图；图3是浸入式水口的B-B向视图；图4是浸入式水口布置在异型坯结晶器内的横截面示意图；附图中标号如下，1-侧壁，2-内腔，3-侧水孔，4-翼缘，5-腹板。
具体实施例方式以下结合实施例及附图1-3对本发明做进一步说明，但不限定本发明。如图1 3所示，一种异型坯浇铸用浸入式水口，包括水口侧壁I，所述水口侧壁I的上下端为通孔；水口侧壁的中心通道为内腔2，所述内腔2形状为圆形；位于水口侧壁I的底部上方开有一个侧水孔3，此侧水孔3与水口内腔2相连通，侧水孔上下侧面均与水平面呈-20°的夹角。侧水孔3的纵向截面为上下部是半圆、中间是矩形的形状。侦彳水孔3最低点距水口底部底面的距离为10mm。所述水口采用耐火材料压制而成。在浇铸过程中，同时将两只水口分别插入异型坯翼缘4和腹板5相交的两个三角区位置，并使两个水口沿腹板5的垂直中心线呈周对称。同时要保证两个水口上的侧水孔3相对，且侧水孔3左右两侧间的中心线与腹板5中心重合。为使钢液浇铸深度合理，采用本发明的水口进行保护浇铸时，应使上端与中间包底部相连，下端插入钢液后，侧水孔3的上侧面最高点距离钢液液面的距离为60mm。最后需要说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，在结晶器内异型坯翼缘和腹板相交的两个三角区分别放置一个浸入式水口，并同时进行浇铸，两个水口的位置沿异型坯腹板中心垂直线呈轴对称；两个水口均包括环体状侧壁，水口上端呈漏斗状环体、下端为圆柱形环体，其特征在于:水口上、下部均敞开；靠近底部的圆筒形环体侧壁上开设一个侧水孔，侧水孔与内腔相连通，侧水孔上下侧面均为平面且与水平面呈倾斜角度；两个水口的侧水孔相对,且侧水孔的左右两侧的中心线与腹板中心线重合。
2.根据权力要求I所述异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，其特征在于两个水口上端与中间包相连，下端插入钢液后，侧水孔上侧面离上部钢液液面的距离范围为20 80mmo
3.根据权力要求I所述异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，其特征在于两个水口的侧水孔最低点距水口底部底面的距离为10 30mm。
4.根据权力要求I或2所述的异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，其特征在于两个水口的侧水孔的上、下侧面均从侧壁内部向侧壁外部向下倾斜；侧水孔与水平面倾斜形成的倾角α为-30°≤α≤0°。
5.根据权力要求3所述的异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，其特征在于两个水口的侧水孔大小和形状相同，侧水孔纵向截面均为上、下部是半圆、中间是矩形的形状。
6.根据权力要求I至5中任一项所述的异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，其特征在于各水口的内腔截面为圆形、方形或倒角方形。
7.根据权力要求5所述的异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，其特征在于各水口由耐火材料制备而成。
全文摘要
本发明涉及一种异型坯浇铸用浸入式水口的布置方式。在结晶器内翼缘和腹板相交的两个三角区分别放置一个浸入式水口，并同时进行浇铸；两个水口的位置沿异型坯腹板中心垂直线呈轴对称；两个水口的侧水孔相对，且侧水孔左右两侧间的中心线与腹板中心线重合。浇铸时，采用两个水口对称布置于异型坯的两个三角区内，侧水孔对准腹板中心。本发明的水口包括环体状侧壁，水口上端呈漏斗状环体、下端为圆柱形环体，水口上、下部均敞开；靠近底部的圆筒形环体侧壁上开设一个侧水孔，采用一个侧水孔并将水口底部敞开，可在保证铸坯质量的基础上，降低水口制造复杂度，提高水口使用寿命。水口下端为通孔，更换水孔过程时，水口中不存留钢液，可保证操作人员的安全生产。
文档编号B22D11/10GK103182494SQ201310113219
公开日2013年7月3日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者付常伟, 杨志杰, 郭跃华, 邓存善, 韩蕾蕾, 高祥明, 李超, 方金林 申请人:莱芜钢铁集团有限公司