專利名稱：Ftsc薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口的制作方法
技術領域：
本發明涉及冶金連鑄設備水口領域，尤其涉及一種FTSC薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口。
背景技術：
意大利達捏利公司開發的the Flexible Thin Slab Caster (FTSC)薄板還連鑄生產的鑄坯厚度一般在65 92mm之間，寬度約為900 1650mm。FTSC薄板坯連鑄機有別于常規板坯連鑄機常用的平板式結晶器，FTSC薄板坯連鑄機的結晶器和CSP薄板坯連鑄機相似，其寬面銅板都具有由連續弧線過渡組成的曲面，整個結晶器呈“漏斗狀”，但兩種結晶器的“漏斗”曲面形狀大小尺寸不同。漏斗型結晶器內鋼液熔池上部空間增大，使得薄板坯連鑄采用浸入式水口和連鑄保護渣成為可能，但漏斗型結晶器內上部空間增大幅度是有限度的，因此薄板坯連鑄機用浸入式水口的鋼液流出端一般要加工成扁平形狀，即其沿結晶器寬度方向的尺寸要明顯大于沿厚度方向的尺寸。浸入式水口與中間包相連接的鋼液流入端通常為圓管形，因而連接流入端和流出端的是一個截面形狀光滑連續過渡的管狀通道。為了防止連鑄生產過程中鋼液發生二次氧化，需要向結晶器鋼液熔池液面上添加固體顆粒保護渣，使其與高溫鋼液接觸要吸收熱量而熔化，這樣才可能使連鑄保護渣起到防止鋼液二次氧化的保護劑的作用，流入凝固坯殼與結晶器銅板之間的渣膜能起到降低拉坯阻力以及吸收從鋼液中上浮的非金屬夾雜物等作用。由于連鑄保護渣熔化狀況和喂入結晶器銅板與凝固坯殼之間渣膜的好壞對連鑄生產順行和鑄坯內外質量有重要影響，這就要求來自浸入式水口在結晶器內形成的鋼液回旋流能把高溫鋼液合理的帶到結晶器熔池上部，以利于保證連鑄保護渣的合理熔化和喂入；同時，也要防止因來自浸入式水口在結晶器內形成的鋼液回旋流造成熔池液面的起伏和波動過大而使保護渣卷入凝固坯殼或鋼液，進而造成鑄坯質量問題和生產·事故。因此，浸入式水口的整體結構(尤其內流通道截面積變化和鋼液流出端結構)在此就起到極其重要作用。根據上述對FTSC薄板坯連鑄結晶器內熔池鋼液運動行為的研究和認識，目前，國內外生產FTSC薄板坯連鑄機結晶器用的浸入式水口多采用四開孔扁平水口(參見附圖7、附圖8)。圖7所示四孔浸入式水口通過兩個向上吐出孔(7)直接將高溫鋼液輸送到水口周圍的熔池液面，較好地實現了熔池鋼液高溫區上移，但由于上吐出孔鋼液射流對結晶器鋼液熔池液面的沖擊波動較為嚴重，而且熔池鋼液面高溫區也僅僅集中在水口周圍，使整個鋼液面溫度分布不均勻。圖8所示屬于改進的四孔浸入式孔水口，依靠上部的向上吐出孔
(7)形成的基本水平流出的鋼液射流壓制了向下吐出孔(8)的鋼液射流引起的結晶器內循環流，而使熔池鋼液面波動有一定幅度改善，但同時也造成了非金屬夾雜物上浮不利的負面作用，故不適宜對鋼坯潔凈度要求高的品種鋼連鑄生產
發明內容
本發明的目的是提供一種薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口，用于FTSC薄板坯連鑄機長漏斗型結晶器，降低結晶器內熔池液面的起伏和波動，促使結晶器內鋼液熔池高溫區上移并且鋼液面溫度分布均勻，改善鋼液凝固坯殼的均勻性，并有利于鋼液中的非金屬夾雜物上浮被連鑄保護渣吸收；同時能提高浸入式水口下部流出端的材料結構強度和抵抗高溫鋼液沖刷使用壽命。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:FTSC薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口，包括上部的鋼液流入端、中部流道、下部流出端依次相連，所述中部流道的截面從上部入口到下部出口越來越扁、越來越寬，所述下部流出端上設有兩側對稱的吐出孔，吐出孔之間設有分流體，所述吐出孔內設有中間導流體，在下部流出端形成四路吐出通道。所述中間導流體沿吐出孔內液體流向設置，其導流角δ為24 25°、寬度c2為15 16mm、長度c3為86 87mm ;兩中間導流體相對水口中心軸線對稱分布，兩中間導流體的上端間距c5為104 105mm、下端間距c4為150 152mm,下端距水口底端距離h2為59 60mmo所述中部流道的截面從上部入口到下部出口是連續過渡的，中部流道的入口截面為圓管形，內徑dl為78 80mm,外徑Dl為130 132mm ;中部流道的控制截面一為扁圓管形，內徑長軸b2為192 193mm，內徑短軸d2為36 37mm，外徑長軸B2為250 252mm，外徑短軸D2為92 94mm ;中部流道的控制截面二為扁圓管形，內徑長軸b3為216 217mm，內徑短軸d3為32 33 mm，外徑長軸B3為276 278臟，外徑短軸D3為87 89mm ;中部流道的控制截面三為帶兩條筋的扁圓管形，內徑長軸b4為272 273mm，內徑短軸d4為28 29mm,外徑長軸B4為308 310mm，外徑短軸D4為74 76mm ;入口截面距控制截面一的距離為400 422mm,控制截面一距控制截面二的距離為78 80mm,控制截面二距控制截面三的距離為133 135臟。所述吐出孔的側傾角α為21 22°、高h為133 135_、寬d為28 29_。所述分流體的導流角β為13 14°、寬cl為38 39_、高hi為54 55_。與現有技術相比，本發明的有益效果是:I)采用了方向基本向下的合適開口度的四個吐出孔的下部扁平類型結構，增大了浸入式水口外壁與結晶器銅板間的距離，有利于水口周圍鋼水的流動和防止凝固中的坯殼與水口粘連；2)水口的鋼液內通道和流出端的結構尺寸經過優化設計，使其工作時從工作端吐出口流出的鋼水射流速度減小，在其兩個吐出口的四路通道下方形成的兩個對稱的回旋區的渦心位置比較高，特別有利于鋼液中非金屬夾雜物的上浮被保護渣吸收去除；3)本水口在浸入120 200mm深度工作范圍內以4.0 5.0m/min基本工作拉速生產斷面寬度1350mm以下的鑄坯時具有非常小的鋼液面波動幅度(±2mm)，特別有利于避免結晶器內鋼液面卷渣現象的發生；4)在4.0 5.0m/min基本工作拉速及浸入120 200mm深度工作范圍內工作生產斷面寬度1350_以下的鑄坯時，結晶器內熔池液面的鋼液溫度分布均勻，特別有利于鋼液凝固形成四周厚度均勻的初生結晶坯殼，進而保證薄板坯的表面質量。5)本水口在流出端內設置了中間導流體，提高浸入式水口下部流出端的材料結構強度和抵抗高溫鋼液沖刷使用壽命。


圖1是本發明實施例結構示意圖；圖2是圖1的仰視圖；圖3是圖1中沿D-D線剖視圖；圖4是圖1中沿E-E線剖視圖；圖5是圖1中沿F-F線剖視圖；圖6是圖1中沿G-G線剖視圖；圖7是現有技術水口一 ；圖8是現有技術水口二。圖中:1-鋼液流入端 2-中部流道 3-下部流出端 4-吐出孔 5-分流體6-中間導流體7-向上吐出孔8-向下吐出孔
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步說明:見圖1、圖2，是本發明薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口實施實例結構示意圖，包括上部圓管狀 鋼液流入端1、中部流道2、下部流出端3依次相連，中部流道2的截面從上部入口到下部出口越來越扁、越來越寬，下部流出端3上設有兩側對稱的吐出孔4，吐出孔之間設有分流體5，吐出孔4內設有中間導流體6，在下部流出端3分成四路吐出通道，改變了目前FTSC薄板坯連鑄結晶器多數采用的四孔結構，使本發明在FTSC薄板坯連鑄結晶器內能形成以兩個對稱的主要回旋流為特征的更合理的鋼液流場和溫度場。經過水力學模型和計算機仿真模擬分析優化設計的整體結構和尺寸如下:吐出孔4的側傾角α為21 22°、高h為133 135mm、寬d為28 29mm。分流體5的導流角β 為 13 14。、寬 cl 為 38 39mm、高 hi 為 54 55mm。中間導流體6沿吐出孔4內液體流向設置，其導流角δ為24 25。、寬度c2為15 16mm、長度c3為86 87mm ;兩中間導流體6相對水口中心軸線對稱分布，兩中間導流體6的上端間距c5為104 105mm、下端間距c4為150 152mm,下端距水口底端距離h2 為 59 60mm。見圖3至圖6，中部流道2的截面從上部入口到下部出口是連續過渡的，中部流道的入口截面(D-D剖面)為圓管形，內徑dl為78 80mm，外徑Dl為130 132mm;中部流道的控制截面一(E-E剖面)為扁圓管形，內徑長軸b2為192 193mm，內徑短軸d2為36 37mm，外徑長軸B2為250 252mm，外徑短軸D2為92 94mm ；中部流道的控制截面二(F-F剖面)為扁圓管形，內徑長軸b3為216 217mm，內徑短軸d3為32 33mm，外徑長軸B3為276 278臟，外徑短軸D3為87 89mm ；中部流道的控制截面三(G-G剖面)為帶兩條筋的扁圓管形，內徑長軸b4為272 273mm,內徑短軸d4為28 29mm，外徑長軸B4為308 310mm，外徑短軸D4為74 76mm ；入口截面距控制截面一的距離為400 422mm，控制截面一距控制截面二的距離為78 80mm,控制截面二距控制截面三的距離為133 135mm。
權利要求
1.FTSC薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口，包括上部的鋼液流入端、中部流道、下部流出端依次相連，所述中部流道的截面從上部入口到下部出口越來越扁、越來越寬，所述下部流出端上設有兩側對稱的吐出孔，吐出孔之間設有分流體，其特征在于，所述吐出孔內設有中間導流體，在下部流出端分成四路吐出通道。
2.根據權利要求1所述的FTSC薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口，其特征在于，所述中間導流體沿吐出孔內液體流向設置，其導流角δ為24 25°、寬度c2為15 16mm、長度c3為86 87mm ;兩中間導流體相對水口中心軸線對稱分布,兩中間導流體的上端間距c5為104 105mm、下端間距c4為150 152mm,下端距水口底端距離h2為59 60mmo
3.根據權利要求1或2所述的FTSC薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口，其特征在于，所述中部流道的截面從上部入口到下部出口是連續過渡的，中部流道的入口截面為圓管形，內徑dl為78 80mm,外徑Dl為130 132mm ;中部流道的控制截面一為扁圓管形，內徑長軸b2為192 193mm，內徑短軸d2為36 37mm，外徑長軸B2為250 252mm，外徑短軸D2為92 94mm ;中部流道的控制截面二為扁圓管形，內徑長軸b3為216 217mm，內徑短軸d3為32 33mm，外徑長軸B3為276 278臟，外徑短軸D3為87 89mm ;中部流道的控制截面三為帶兩條筋的扁圓管形，內徑長軸b4為272 273mm，內徑短軸d4為28 29_，外徑長軸B4為308 310_，外徑短軸D4為74 76_ ;入口截面距控制截面一的距離為400 422mm,控制截面一距控制截面二的距離為78 80mm,控制截面二距控制截面三的距離為133 135臟。
4.根據權利要求1所述的FTSC薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口，其特征在于，所述吐出孔的側傾角α為21 22°、高h為133 135_、寬d為28 29_。
5.根據權利要求1所述的FTSC薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口，其特征在于，所述分流體的導流 角β為13 14°、寬cl為38 39mm、高hi為54 55mm。
全文摘要
本發明涉及冶金連鑄設備水口領域，尤其涉及一種FTSC薄板坯連鑄結晶器用準四孔式浸入式水口，包括上部的鋼液流入端、中部流道、下部流出端依次相連，所述下部流出端上設有兩側對稱的吐出孔，吐出孔之間設有分流體，其特征在于，所述吐出孔內設有中間導流體，在下部流出端形成四路吐出通道。與現有技術相比，本發明的有益效果是1)采用了方向基本向下的合適開口度的四個吐出孔的下部扁平類型結構，有利于水口周圍鋼水的流動和防止凝固中的坯殼與水口粘連；2)水口的鋼液內通道和流出端的結構尺寸經過優化設計，在其兩個吐出口的四路通道下方形成的兩個對稱的回旋區的渦心位置比較高，特別有利于鋼液中非金屬夾雜物的上浮被保護渣吸收去除。
文檔編號B22D41/50GK103231046SQ201310149030
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者陳永范, 李波, 李濤 申請人:遼寧科技大學, 遼寧科大東方巨業高級陶瓷有限公司