连铸浸入式水口的制作方法

本发明属于钢铁冶金连铸生产技术领域，尤其是一种连铸浸入式水口。

背景技术：

随着钢铁冶金技术的发展，用户对钢铁产品的质量要求越来越高，对钢液中夹杂物、钢材偏析等提出了较大的挑战。目前改善夹杂物的方法较多采用在精炼结束后进行钙处理、稀土处理等方法对夹杂物改性，该类方法虽然可以达到较好的处理效果，但是收得率一般较低，低于20％；另外还可采用向钢液中投入钙丝钢丝来达到夹杂物改性和降低钢液温度的目的。

目前国内外连铸生产中所采用的浸入式水口为直筒形状，钢液从连铸中间包通过浸入式水口进入结晶器中，由于浸入式水口周面封闭，无法在浸入式水口内对夹杂物进行改性处理，也无法在浸入式水口内对钢液进行降温处理；为达到夹杂物变性和降低钢液温度的目的，需要采用一种全新的浸入式水口。

申请号为201510580325.6的中国专利申请公开了一种用于板坯连铸的浸入式水口，所述浸入式水口包括：浸入式水口主体，包含浸入式水口内腔，所述浸入式水口内腔的末端为封闭式结构；锯齿状结构，设置在所述浸入式水口内腔的内壁上；侧孔，开置在所述浸入式水口内腔的末端侧壁上，用于排出所述浸入式水口内的钢液。在上述技术方案中，通过设置锯齿状结构的浸入式水口内壁，以使钢液流入浸入式水口后撞击该锯齿状结构，钢液在浸入式水口壁面边界层产生漩涡，使浸入式水口内部钢液流混合更为均匀，避免钢液中夹杂物在内壁聚集堵塞水口，以解决现有技术中因浸入式水口内壁堵塞导致结晶器内钢水偏流的技术问题，减弱钢液进入结晶器后的偏流。

申请号为201810295473.7的中国专利申请公开了一种连铸防堵塞浸入式水口，包括本体、主孔和侧孔；所述的主孔位于本体的内部，侧孔位于本体的两侧与主孔连通；所述的侧孔不少于一对。侧孔设计成两侧壁以角度α或以r为半径的弧形向外扩张，侧孔的底部以r为半径的弧形向下扩张，并与以向下角度b的侧孔顶部构成浸入式水口的下部侧孔。该新型防堵塞浸入式水口可以使钢液在流过浸入式水口侧孔的过程中，钢液中的非金属夹杂物颗粒直接流出浸入式水口的侧孔，避免了钢液中的非金属夹杂物与浸入式水口侧孔的侧壁发生碰撞接触，从而防止夹杂物粘附在侧孔的侧壁上，有效防止浸入式水口侧孔的结瘤和堵塞现象，保证连铸顺利进行生产。

申请号为201611140079.3的中国专利申请公开了一种连铸用浸入式水口，包括浸入式水口和金属罐，所述金属罐的夹持器推力支撑区处设置一半圆柱形的金属件，该金属件的两端面分别和金属罐的水平面和竖直面紧密牢固结合，使得金属件能够将所受的推力全部分布到金属罐的整个表面上，从而确保浸入式水口的浸入式水口板面和其上方的上水口的板面间的密封性能。本发明的浸入式水口具有较高的抗机械应力的强度，金属件能够将所受的推力全部分布到金属罐的整个表面上，从而保证了板面间的密封性能，达到了在浇钢过程中空气不吸入、浸入式水口板面不氧化，最终确保了连续浇铸的时间和钢坯的质量。

上述专利所公开的技术方案依次解决了浸入式水口内壁堵塞导致结晶器内钢水偏流、浸入式水口侧孔的结瘤和堵塞、浇钢过程中空气不吸入和浸入式水口板面不氧化的技术问题，但并不具备夹杂物变性和降低钢液温度的效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可实现夹杂物变性和降低钢液温度的连铸浸入式水口。

为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：连铸浸入式水口，包括水口主体，水口主体内部为水口内腔，还包括侧臂管道，所述侧臂管道朝上倾斜设置在水口主体上并与水口内腔连通，通过侧臂管道可向水口内腔中送入丝线；侧臂管道的上方设有与侧臂管道连通的气体管道。

进一步的是：所述气体管道的入口处设置有气体阀门。

进一步的是：所述气体阀门为耐高温的金属气体阀门。

进一步的是：所述侧臂管道的中心线与水平线之间的夹角为5°～60°。

进一步的是：所述侧臂管道的直径小于或等于水口内腔的内径并大于或等于水口内腔的内径的二分之一。

进一步的是：所述侧臂管道的长度为5～50mm。

进一步的是：所述水口主体与侧臂管道为一体成型结构。

本发明的有益效果是：本发明通过对浸入式水口的结构进行改进，在浸入式水口的封闭结构上增加了侧臂管道，将侧臂管道与浸入式水口的水口内腔连通，则在连铸生产中，通过侧臂管道可向由连铸中间包流向结晶器的钢液中喂入含钙线丝或者钢丝线，从而实现夹杂物变性或降低钢液温度的冶金效果，可以有效提高成品的质量；并且通过连通在侧臂管道上的气体管道可向侧臂管道中吹入惰性保护气体，阻止空气进入钢液，避免造成钢液的二次氧化。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图中标记为：100-水口主体、110-水口内腔、200-侧臂管道、300-气体管道。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行进一步的说明。

现有技术中浸入式水口的水口主体为周面封闭的直筒结构，直筒结构的中间为贯通的水口内腔110，在连铸生产中，钢液顺着水口内腔110从连铸中间包流入结晶器中。如图1所示，本发明所述的连铸浸入式水口对水口主体100的结构进行改进，在水口主体100上增加了侧臂管道200，侧臂管道200与水口内腔110连通，通过侧臂管道200可向水口内腔110中的钢液喂入含钙线丝或钢丝线来达到不同的冶金效果，喂入含钙丝线可使钢液中的夹杂物改性，喂入钢丝线可降低钢液的温度，最终达到提高钢铁成品质量的目的。本发明中侧臂管道200的中心线与水平线之间的夹角α为5°～60°，侧臂管道200的直径小于或等于水口内腔110的内径并大于或等于水口内腔110的内径的二分之一，侧臂管道200的长度为5～60mm。

另外，本发明还在侧臂管道200上设置了气体管道300，气体管道300位于侧臂管道200上方并与侧臂管道200连通，最终实现与水口内腔110的连通。通过气体管道300可向水口内腔110中的钢液吹入氩气、氮气之类的惰性保护气体，气体管道300的入口处设置气体阀门，由于连铸生产的生产环境温度很高，气体阀门最好采用耐高温的金属气体阀门。利用气体管道300向侧臂管道200中吹入保护气体，阻止空气进入钢液中，防止钢液发生二次氧化。水口主体100与侧臂管道200以及气体管道300采用一体成型生产。

实施例1

连铸浸入式水口，包括水口主体100、侧臂管道200和气体管道300，水口主体100为中空的直筒结构，水口主体100内部为水口内腔110；侧臂管道200朝向朝上倾斜设置在水口主体100上并与水口内腔110连通，侧臂管道200的中心线与水平线之间的夹角为5°，侧臂管道200的长度为5mm，侧臂管道200的直径等于水口内腔110内径的二分之一；侧臂管道200的上方设有与侧臂管道200连通的气体管道300，气体管道300的入口处设置有耐高温的金属气体阀门。

连铸生产过程中，将连铸浸入式水口连接到连铸中间包上，将气体管道的气体阀门与氩气管道连通，不断向侧臂管道中通入氩气，通入氩气的同时通过侧臂管道向水口内腔中的钢液喂入含钙的包芯线丝，最终实现了降低了钢液中a类夹杂物评级的目的。

实施例2

连铸浸入式水口，包括水口主体100、侧臂管道200和气体管道300，水口主体100为中空的直筒结构，水口主体100内部为水口内腔110；侧臂管道200朝向朝上倾斜设置在水口主体100上并与水口内腔110连通，侧臂管道200的中心线与水平线之间的夹角为60°，侧臂管道200的长度为50mm，侧臂管道200的直径等于水口内腔110的内径；侧臂管道200的上方设有与侧臂管道200连通的气体管道300，气体管道300的入口处设置有耐高温的金属气体阀门。

连铸生产过程中，将连铸浸入式水口连接到连铸中间包上，将气体管道的气体阀门与氮气管道连通，不断向侧臂管道中通入氮气，通入氮气的同时通过侧臂管道向水口内腔中的钢液喂入含碳量较低的钢丝线，最终实现了降低了钢液温度的目的。

实施例3

连铸浸入式水口，包括水口主体100、侧臂管道200和气体管道300，水口主体100为中空的直筒结构，水口主体100内部为水口内腔110；侧臂管道200朝向朝上倾斜设置在水口主体100上并与水口内腔110连通，侧臂管道200的中心线与水平线之间的夹角为30°，侧臂管道200的长度为30mm，侧臂管道200的直径等于水口内腔110内径的三分之二；侧臂管道200的上方设有与侧臂管道200连通的气体管道300，气体管道300的入口处设置有耐高温的金属气体阀门。

连铸生产过程中，将连铸浸入式水口连接到连铸中间包上，将气体管道的气体阀门与氩气管道连通，不断向侧臂管道中通入氩气，通入氩气的同时通过侧臂管道向水口内腔中的钢液喂入含碳量较低的钢丝线，最终实现了降低了钢液温度的目的。

对比例1

连铸浸入式水口，包括水口主体100、侧臂管道200和气体管道300，水口主体100为中空的直筒结构，水口主体100内部为水口内腔110；侧臂管道200朝向朝上倾斜设置在水口主体100上并与水口内腔110连通，侧臂管道200的中心线与水平线之间的夹角为7°，侧臂管道200的长度为50mm，侧臂管道200的直径等于水口内腔110内径的三分之二；侧臂管道200的上方设有与侧臂管道200连通的气体管道300，气体管道300的入口处设置有耐高温的金属气体阀门。

连铸生产过程中，将连铸浸入式水口连接到连铸中间包上，未将气体管道的气体阀门与惰性气体管道连通，不向侧臂管道中通入惰性保护气体，然后通过侧臂管道向水口内腔中的钢液喂入含碳量较低的钢丝线，最终虽然实现了降低了钢液温度的目的，但水口内腔中的钢液二次氧化严重，该炉钢水报废。

对比例2

连铸浸入式水口，包括水口主体100、侧臂管道200和气体管道300，水口主体100为中空的直筒结构，水口主体100内部为水口内腔110；侧臂管道200朝向朝下倾斜设置在水口主体100上并与水口内腔110连通，侧臂管道200的中心线与水平线之间的夹角为10°，侧臂管道200的长度为50mm，侧臂管道200的直径等于水口内腔110内径的三分之二；侧臂管道200的上方设有与侧臂管道200连通的气体管道300，气体管道300的入口处设置有耐高温的金属气体阀门。

连铸生产过程中，将连铸浸入式水口连接到连铸中间包上，将气体管道的气体阀门与氩气管道连通，不断向侧臂管道中通入氩气，但最终由于钢液重力作用，钢液从侧臂管道中流出，造成漏钢事故，生产终止。