一种炼钢连铸浸入式旋流水口的制作方法

本发明属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种炼钢连铸浸入式旋流水口。

背景技术：

连续铸钢是将高温钢液连续地浇铸到一个或多个强制水冷的金属型腔(结晶器)内；凝固成形后，再经二次冷却，形成一定形状(规格)铸坯的工艺方法。铸坯质量的好坏，钢液在结晶器内的流动及温度分布状态具有决定性的影响，而连铸浸入式水口结构则是控制钢液在结晶器内流动和温度分布状态的关键。

大断面圆坯连铸机，主要用于车轮、重载车轴及大型环件的生产，对铸坯质量要求非常高。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：目前该断面的圆坯连铸机仍使用传统的直筒水口；由于直筒水口的射流冲击较深，导致夹杂物不易上浮去除；同时由于向上的流股不足，结晶器钢液面不够活跃，保护渣熔化不良，可能导致铸坯质量下降。另外，由于直筒水口的流场特性，圆坯结晶器内钢液无法充分混匀，可能导致铸坯中心偏析较大，柱状晶较发达。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种改变结晶器内钢液流动和温度分布状态，提升铸坯质量的炼钢连铸浸入式旋流水口。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种炼钢连铸浸入式旋流水口，具有：

水口本体，所述水口本体内圆筒形，所述水口本体内设有圆柱形内腔；

所述水口本体的圆柱形内腔的开口端为水口入口，水口本体的圆柱形内腔的封闭端为水口底部；

所述水口底部还设有水口出口，所述水口出口设置在所述水口本体的水口壁面，所述水口出口下端贯穿所述水口底部；所述水口出口内侧与所述水口内连通并偏离水口底部的圆心；

所述水口出口至少有三个，在所述水口壁面外周均匀分布。

所述水口出口与水口内腔壁面相切。

所述水口出口有三个，相邻两个水口出口之间的夹角为120°。

所述水口入口连接中间包，水口出口连接结晶器，所述水口壁面和水口底部均为耐火材料。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，在结晶器内的直流改为旋流，可以抑制柱状晶发展，减小中心偏析，促进夹杂物上浮。改变结晶器内钢液流动和温度分布状态，提升铸坯质量。可大幅减小钢液流股的冲击深度，有利于钢液中夹杂物上浮去除，同时可使结晶器内高温区上移，促进保护渣熔化形成稳定液渣层。因此应用新型浸入式旋流水口，可以减少圆坯因夹杂物超标造成的质量损失，同时也有利于圆坯连铸的顺行。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的炼钢连铸浸入式旋流水口的结构示意图；

上述图中的标记均为：1、水口本体，2、水口壁面，3、水口入口，4、水口底部，5、水口出口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，一种炼钢连铸浸入式旋流水口，具有：

水口本体，水口本体内圆筒形，水口本体内设有圆柱形内腔；

水口本体的圆柱形内腔的开口端为水口入口，水口本体的圆柱形内腔的封闭端为水口底部；

水口底部还设有水口出口，水口出口设置在水口本体的水口壁面，水口出口下端贯穿水口底部；水口出口内侧与水口内连通并偏离水口底部的圆心；

水口出口至少有三个，在水口壁面外周均匀分布。

水口出口与水口内腔壁面相切。

水口出口有三个，相邻两个水口出口之间的夹角为120°。

水口入口连接中间包，水口出口连接结晶器，水口壁面和水口底部均为耐火材料。

通过文献调研和现场调研，发现目前结晶器内钢液流动和温度分布状态是影响圆坯质量的关键因素；目前所用的直筒型浸入式水口，导致钢液流股冲击深度过大，夹杂物上浮去除困难；同时导致结晶器液面温度偏低，不利于保护渣熔化形成稳定的液渣层。针对发现的问题，利用数值模拟的技术手段，设计了一种新型浸入式旋流水口；新型浸入式旋流水口在水口壁面下部区域设计了三个开孔，开孔间夹角为120度，每个开孔均与水口内腔壁面相切，水口底部则在三个开孔部位向下贯通。

水口入口连接中间包，水口出口连接结晶器，水口壁面和水口底部均为耐火材料；水口整体为圆筒形，内部为圆柱形孔，贯通水口入口和出口。特点在于水口出口同时贯穿水口侧面和底面。

采用上述的结构后，在结晶器内的直流改为旋流，可以抑制柱状晶发展，减小中心偏析，促进夹杂物上浮。改变结晶器内钢液流动和温度分布状态，提升铸坯质量。可大幅减小钢液流股的冲击深度，有利于钢液中夹杂物上浮去除，同时可使结晶器内高温区上移，促进保护渣熔化形成稳定液渣层。因此应用新型浸入式旋流水口，可以减少圆坯因夹杂物超标造成的质量损失，同时也有利于圆坯连铸的顺行。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。