一种连铸稳流水口及其制作方法与流程

本发明涉及炼钢连铸生产用水口领域，尤其涉及长水口、浸入式水口。

背景技术：

在炼钢连铸生产中使用的长水口、浸入式水口,属于易损件需要经常更换,通常因水口内壁受钢水冲刷，外部渣线部分受钢水冲刷侵蚀到一定程度，无法继续使用，必须更换整个水口,以避免质量问题、生产事故的产生。

更换水口时需要与上下各配件的定位要准确,并且速度快,否则将影响产品质量,这样频繁更换水口，对提高产量、提高产品质量形成障碍,因此,本领域通常用加粗水口外径的方法，提高使用寿命,但是这种方法存在严重不足：1.要改变与其配合的相关部件尺寸；2.加粗外径水口重量加大，生产成本大幅上升；3.增加现场操作难度，同时,仍难减少因水口内部损坏导致更换水口的频率。

现有技术中，连铸用长水口，浸入式水口水口，包括水口主体、渣线，所述的水口主体的上下垂直方向具有钢液通道，下部设置有与钢液通道相连通的，其当钢液从钢液通道向下流入下方时，钢液的流速、强度、形状、水口插入深度等对钢液流动和夹杂物的上浮去除有重要影响。

因水口上方的控流滑板或控流塞棒开启度的变化，导致钢液在往下方流动时，钢流并不是垂直冲向在水口的中心位置（图1），对水口内壁形成一定角度流向（图3），冲击水口内壁，往往形成钢流对水口的偏冲，甚至导致水口扩径不规则甚至穿孔（图4），若钢流冲击点跟外壁渣线侵蚀点重合，则水口使用寿命大大缩短，甚至造成生产事故。

中国专利公开号cn112909a公开了一种连铸用耐火材料及其浸入式水口，其在水口内壁设置有特种耐火材料复合层，有效防止熔钢中铝堵塞，延长使用寿命，但其复合层所用材料气孔率较大，对耐冲刷腐蚀并没有特别的作用，偏冲穿孔问题依旧存在。

中国专利公开号cn2339332y公开了连铸用复合水口，其通过上下部采用不同的材质来提高使用寿命，均是对水口材质的改变来实现其耐腐蚀和冲刷性，并没有从结构上使钢液在向下流动时降低冲击力，从而延长使用寿命。

上述专利均是对水口本身材质的改进，但越耐冲击和腐蚀的材质往往成本越贵，在现实生产过程中无法适用，有待改进。

现有技术中有通过在流道内设置有凸块和凸环，通过其实现对钢液的扰流，防止较大力量的冲刷，但容易造成堵塞，造成使用寿命和效率更加低下。

技术实现要素：

本发明针对上述不足，提供了一种结构简单、制作成本低、单次使用寿命可达12小时以上、有效降低钢液对流道内壁的冲刷的连铸稳流水口及其制作方法。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种连铸稳流水口，包括水口本体、水口本体内的中心竖直流道、水口本体上的渣线段、设置于水口本体末端出液口，其特征在于水口本体的竖直流道内壁嵌设有至少一个同心的陶瓷材料环。

作为优选，陶瓷材料环内径小于等于竖直流道内径2~3mm。

作为优选，陶瓷材料环内径大于等于竖直流道内径。

作为优选，出液口设置为与中心竖直流道同轴贯通的一个或设置为开设于水口本体近底端侧壁与中心竖直流道贯通的多个。

作为优选，陶瓷材料环设置于水口本体近底端且位于出液口上方。最优选，陶瓷材料环位于渣线段下方。

作为优选，陶瓷材料环的厚度厚度≧3mm或不低于所在位置水口本体壁厚的10%。

为实现本发明目的，提供一种连铸稳流水口的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

首先将陶瓷材料环套接于模具芯棒上；然后将模具芯棒插设于模具内，在模具内填加水口本体泥料，高压成型坯体，最后放入烧结炉进行烘烤烧结成形。

作为优选，陶瓷材料环的导热系统和膨胀系统与其所在位置水口材料的导热系统和膨胀系统一致或接近。

本发明有益效果：本发明通过在流道内壁镶嵌陶瓷材料环，一是增加陶瓷材料环处的耐腐蚀和抗冲刷性，关键重点在于陶瓷材料环的存在起到限流环的作用，原因在于在连铸过程中由于控流因素或钢包中包变形等导致钢流不能正常垂直往下，在连铸初期对水口内壁形成一定角度的强烈冲击，导致原有水口材料部分受损，或不规则扩大内孔径，但是钢流到达陶瓷材料部分时，因钢流对陶瓷材料冲刷极其微小形成限流环，钢流受陶瓷材料环的限制，使钢液整体充盈在水口流道内，有效降低钢液对水口内壁的冲击，并可通过控制陶瓷材料环的位置来使水口内部冲击点避开外部渣线侵蚀点，大大延长了水口使用寿命，减少生产事故发生，提高了产品质量生产产量。

附图说明

图1为水口底部出液口理想状态下钢液在水口内的流动状态。

图2为水口侧向出液口理想状态下钢液在水口内的流动状态。

图3为图1在实际使用时钢液流动状态图。

图4为图2在实际使用时钢液流动状态图。

图5在图3在实际使用时水口冲刷侵蚀状态图。

图6为图4在实际使用时水口冲刷侵蚀状态图。

图7为实施例1的示意图。

图8为实施例2的示意图。

图9为实施例3的示意图。

图10为实施例4的一种结构示意图。

图11为实施例4的另一种结构示意图。

图12为实施例5的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：陶瓷环所在位置水口材质zro2-c；陶瓷环材质zro2陶瓷，一种连铸稳流水口，包括水口本体1、水口本体1内的中心竖直流道2、水口本体1上的渣线段3、设置于水口末端出液口4，出液口4设置为与中心竖直流道2同轴贯通的一个，水口的竖直流道2内壁嵌设有一个同心的陶瓷材料环5，陶瓷材料环5内径与竖直流道2内径一致，陶瓷材料环5设置于水口近底端且位于出液口4，陶瓷材料环5的厚度4mm，高度30mm，水口实际使用达到11小时40分钟。而没有设置陶瓷环的水口只用了7小时25分。

实施例2：参照实施例1，出液口4设置为开设于水口本体1近底端侧壁与中心竖直流道2贯通的2个。水口实际使用11小时33分，而没有设置陶瓷环的水口只用了7小时40分.

实施例3：一种连铸稳流水口，包括水口本体1、水口本体1内的中心竖直流道2、水口本体1上的渣线段3、设置于水口本体1末端出液口4，出液口4设置为与中心竖直流道2同轴贯通的一个，水口本体1的竖直流道2内壁嵌设有一个同心的陶瓷材料环5，陶瓷材料环5内径与竖直流道2内径一致，陶瓷材料环5高度从水口本体1末端出液口4齐平一直延伸至渣线段3最顶端。

水口实际使用11小时42分，而没有设置陶瓷环的水口只用了7小时38分.

实施例4：参照实施例1或2，陶瓷材料环5为3个放置于水口本体1内壁的上中下三个区域。

水口实际使用12小时12分，而没有设置陶瓷环的水口只用了7小时33分.

实施例5：参照实施例1，陶瓷材料环5覆盖整个竖直流道2内壁。

实施例6：一种连铸稳流水口的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

首先将陶瓷材料环套接于模具芯棒上；然后将模具芯棒插设于模具内，在模具内填加水口泥料，高压成型坯体，最后放入烧结炉进行烘烤烧结成形。

在对实施例5进行制作时可将水口本体1和陶瓷材料环5分体成型，然后整体组装在一起。

陶瓷材料环的导热系统和膨胀系统与水口本体耐火材料的导热系统和膨胀系统一致或接近。

1.耐火材料为氧化锆-碳材料，陶瓷材料环为氧化锆陶瓷；

2.耐火材料为氧化铝-碳材料，陶瓷材料环为氧化铝陶瓷；

本专业领域公知，耐火材料可以为氧化锆-碳质、氧化镁-碳质、尖晶石-碳质、氧化铝-碳质等材料，陶瓷材料环的材质可以为在陶瓷原料中加入氧化锆质、氧化镁质、尖晶石质、氧化铝质、氮化硅、氮化硼、碳化硅、碳化硼等材料中的一种或多重的组合。

本专业领域公知，如图12均属于同一范畴。

或分别制造单个部分，用火泥复合在一起，再烘烤成为一个整体，最终整体组装而成。

陶瓷材料环的内径略小于或略大于竖直流道直径均可实现本发明的技术方案，但陶瓷材料环的内径最多只能小于竖直流道直径3mm。否则效果影响较大。