異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)鑄鋼(簡(jiǎn)稱連鑄)是將冶煉之后的液態(tài)鋼水通過(guò)水冷銅質(zhì)結(jié)晶器連續(xù)冷卻成具有一定形狀的固態(tài)鑄坯的過(guò)程。在此過(guò)程中，液態(tài)鋼水通過(guò)耐火材料制成的水口被連續(xù)不斷的輸送至結(jié)晶器內(nèi)接受冷卻和凝固，從而形成固態(tài)鑄坯。
[0003]同時(shí)，隨著高效環(huán)保節(jié)能型鑄機(jī)和電磁攪拌技術(shù)在鑄坯過(guò)程中的應(yīng)用，鑄機(jī)的高拉速必定會(huì)加大結(jié)晶器內(nèi)鋼水流股的流量和流速，因而在鑄坯凝固過(guò)程中，必將增加鋼水在液相穴中的沖擊深度和彎月面處鋼液駝峰高度的不穩(wěn)定性。如果設(shè)計(jì)的水口結(jié)構(gòu)不合理，不充分考慮結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)，以及在連鑄過(guò)程中因結(jié)晶器電磁攪拌的影響而造成卷渣的可能性，則勢(shì)必會(huì)影響到連鑄還的質(zhì)量。
[0004]由于異型坯與常規(guī)坯相比，澆筑斷面形狀更為復(fù)雜，其結(jié)晶器內(nèi)腔橫斷面呈現(xiàn)“H”形，具有多個(gè)“拐角”和“邊沿”，各不同部位的流動(dòng)和散熱差異較大，要獲得較好的異型坯結(jié)晶器流場(chǎng)，就需要對(duì)異型坯水口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出更高的要求。
[0005]傳統(tǒng)的異型坯澆筑時(shí)一般采用直通式浸入水口，此種水口具有制作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但在靜壓力作用下，鋼水直接從中間包注入結(jié)晶器，且隨著拉速提高，鋼水注入量加大，鋼水對(duì)結(jié)晶器內(nèi)液相穴沖擊深度加大，結(jié)晶器液面波動(dòng)也加大。如此，鋼水中夾雜物難以上浮，并且浸入式水口附近的鋼水因渦流的作用，溫度偏低，導(dǎo)致結(jié)晶器內(nèi)鋼水成分及溫度不均勻，從而影響異型鑄坯的質(zhì)量;并且，直通式浸入水口流出的鋼液主要集中在三角區(qū)，使整個(gè)異型坯橫向上溫度、成分差異較大，容易導(dǎo)致裂紋和偏析等質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生。
[0006]公開(kāi)號(hào)為CN202270949U的實(shí)用新型專利提出了一種異型坯連鑄結(jié)晶器用浸入式水口，其在靠近底部的圓筒形環(huán)體側(cè)壁上開(kāi)有三個(gè)水孔，三個(gè)水孔均與內(nèi)腔相連通，三個(gè)水孔上下壁面從側(cè)壁內(nèi)部向外側(cè)壁外部同時(shí)向上或向下傾斜，澆注時(shí)兩個(gè)水口對(duì)稱布置于異型坯的三角區(qū)，水口對(duì)稱兩側(cè)孔對(duì)準(zhǔn)翼緣兩端，第三孔對(duì)準(zhǔn)腹板中心。雖然此種水口可以分散鋼液的沖擊力，提高鋼液的熱中心，使結(jié)晶器橫斷面的溫度和成分均勻性，減少裂紋和偏析等質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生幾率，但對(duì)稱設(shè)計(jì)的水孔仍不能有效解決鋼水注入時(shí)，結(jié)晶器液面所產(chǎn)生的波動(dòng)，從而在生產(chǎn)中造成卷渣，影響到異型鑄坯的潔凈度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口，以解決現(xiàn)有的浸入式水口存在的鋼水夾雜物難以上浮，以及結(jié)晶器內(nèi)鋼水成分及溫度不均勻，導(dǎo)致鑄坯質(zhì)量不好的問(wèn)題。
[0008]本發(fā)明提供的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口，包括水口側(cè)壁、底部，以及水口側(cè)壁與底部圍成的頂端開(kāi)口的內(nèi)孔;其中，水口側(cè)壁與底部一體設(shè)計(jì)，內(nèi)孔的上口徑到下口徑均勻縮小，在內(nèi)孔靠近底部的切線方向的水口側(cè)壁上周向開(kāi)設(shè)有三個(gè)均布的主導(dǎo)流孔，三個(gè)主導(dǎo)流孔的入口均與內(nèi)孔相連通。
[0009]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為:三個(gè)主導(dǎo)流孔的截面均為橢圓形，主導(dǎo)流孔的出口處的長(zhǎng)軸大于內(nèi)孔的半徑且小于內(nèi)孔的直徑。
[0010]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為:三個(gè)主導(dǎo)流孔均向底部?jī)A斜，向底部?jī)A斜的角度為65°?75。。
[0011]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為:三個(gè)主導(dǎo)流孔向底部?jī)A斜的角度均為75°。
[0012]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為:三個(gè)主導(dǎo)流孔沿內(nèi)孔的同一水平截面周向呈“T”形分布；其中，位于同一水平線上的兩個(gè)主導(dǎo)流孔對(duì)著異型坯的翼緣方向，另外一個(gè)主導(dǎo)流孔對(duì)著異型坯的腹板方向。
[0013]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為:三個(gè)主導(dǎo)流孔的出口處均設(shè)置有使流股產(chǎn)生相同旋轉(zhuǎn)方向的斜角，所述斜角為25°?45°。
[0014]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為:斜角為45°。
[0015]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為:在底部開(kāi)設(shè)有副導(dǎo)流孔，副導(dǎo)流孔為與內(nèi)孔同心的柱體，副導(dǎo)流孔的入口與內(nèi)孔連通。
[0016]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為:副導(dǎo)流孔的直徑小于內(nèi)孔的直徑。
[0017]此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為:內(nèi)孔為倒置的錐臺(tái)狀，錐度為0.8°?1.6°。
[0018]利用上述根據(jù)本發(fā)明的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口，通過(guò)在內(nèi)孔切線方向的水口側(cè)壁上周向開(kāi)設(shè)均布的三個(gè)主導(dǎo)流孔，能夠使從主導(dǎo)流孔導(dǎo)出的鋼水在重力作用下，在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生輕度漩渦，切割鋼水撞擊弧形面反彈的鋼水作用力，制動(dòng)結(jié)晶器液面大幅度波動(dòng)；同時(shí)通過(guò)在同一水平線上的兩個(gè)主導(dǎo)流孔的共同作用，使得腹板間的鋼水也產(chǎn)生輕微漩渦，緩解浸入式水口周邊鋼水溫度偏低的問(wèn)題，使得結(jié)晶器內(nèi)鋼水成分及溫度變得均勻;此外通過(guò)在底部開(kāi)設(shè)副導(dǎo)流孔，通過(guò)上述三個(gè)主導(dǎo)流孔和副導(dǎo)流孔共同作用，使得結(jié)晶器內(nèi)凝固邊緣柱狀晶減輕，從而提高等軸晶率。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面包括后面將詳細(xì)說(shuō)明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
【附圖說(shuō)明】
[0020]通過(guò)參考以下結(jié)合附圖的說(shuō)明及權(quán)利要求書(shū)的內(nèi)容，并且隨著對(duì)本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中:
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口的B-B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口的B-B向俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口的B-B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口的B-B向俯視結(jié)構(gòu)示意圖。[0025 ]在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
[0026]圖中:水口側(cè)壁1、底部2、內(nèi)孔3、第一主導(dǎo)流孔41，第二主導(dǎo)流孔42、第三主導(dǎo)流孔43、副導(dǎo)流孔44 ο
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028]為了說(shuō)明本發(fā)明提供的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口的B-B向剖視結(jié)構(gòu)，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口的B-B向俯視結(jié)構(gòu)。
[0029]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口包括水口側(cè)壁1、底部2，以及水口側(cè)壁I與底部2圍成的頂端開(kāi)口的內(nèi)孔3。其中，水口側(cè)壁I與底部2—體設(shè)計(jì)，內(nèi)孔3的上口徑到下口徑均勻縮小，在內(nèi)孔3靠近底部的切線方向的水口側(cè)壁I上周向開(kāi)設(shè)有三個(gè)均布的主導(dǎo)流孔，包括第一主導(dǎo)流孔41，第二主導(dǎo)流孔42和第三主導(dǎo)流孔43，且三個(gè)主導(dǎo)流孔的入口均與內(nèi)孔3相連通。優(yōu)選的，內(nèi)孔為倒置的錐臺(tái)狀，錐度為0.8°?1.6°。
[0030]其中，三個(gè)主導(dǎo)流孔的截面均為橢圓形，三個(gè)主導(dǎo)流孔的出口處的長(zhǎng)軸大于內(nèi)孔的半徑且小于內(nèi)孔3的直徑；三個(gè)主導(dǎo)流孔均向底部2傾斜，向底部2傾斜的角度為65°?75°，其中，可以根據(jù)需要澆筑的異型坯的形狀設(shè)置各主導(dǎo)流孔向底部?jī)A斜的角度。優(yōu)選的，三個(gè)主導(dǎo)流孔向底部?jī)A斜的角度均為75°時(shí)，鑄坯質(zhì)量達(dá)到最好。
[0031]具體地，在布置三個(gè)主導(dǎo)流孔的位置時(shí)，三個(gè)主導(dǎo)流孔沿內(nèi)孔3的同一水平截面周向呈“T”形分布。其中，位于同一水平線上的兩個(gè)主導(dǎo)流孔對(duì)著異型坯的翼緣方向，另外一個(gè)主導(dǎo)流孔對(duì)著異型坯的腹板方向。即，第一主導(dǎo)流孔41和第二主導(dǎo)流孔42對(duì)著異型坯的翼緣方向，第三主導(dǎo)流孔43對(duì)著異型坯的腹板方向。在澆筑過(guò)程中，三個(gè)主導(dǎo)流孔的出口處具有使流股產(chǎn)生相同旋轉(zhuǎn)方向的斜角，該斜角為25°?45°，根據(jù)主導(dǎo)流孔向底部?jī)A斜的角度的不同，所產(chǎn)生的斜角也不相同，優(yōu)選的，斜角為45°時(shí)，鑄坯效果最佳。
[0032]進(jìn)一步地，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的異型坯連鑄的制動(dòng)式浸入水口的B-B向剖視結(jié)構(gòu)，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的異型坯連