一種煉鋼連鑄浸入式旋流水口的制作方法

本發明屬于鋼鐵冶金領域，尤其涉及一種煉鋼連鑄浸入式旋流水口。

背景技術：

連續鑄鋼是將高溫鋼液連續地澆鑄到一個或多個強制水冷的金屬型腔(結晶器)內；凝固成形后，再經二次冷卻，形成一定形狀(規格)鑄坯的工藝方法。鑄坯質量的好壞，鋼液在結晶器內的流動及溫度分布狀態具有決定性的影響，而連鑄浸入式水口結構則是控制鋼液在結晶器內流動和溫度分布狀態的關鍵。

大斷面圓坯連鑄機，主要用于車輪、重載車軸及大型環件的生產，對鑄坯質量要求非常高。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：目前該斷面的圓坯連鑄機仍使用傳統的直筒水口；由于直筒水口的射流沖擊較深，導致夾雜物不易上浮去除；同時由于向上的流股不足，結晶器鋼液面不夠活躍，保護渣熔化不良，可能導致鑄坯質量下降。另外，由于直筒水口的流場特性，圓坯結晶器內鋼液無法充分混勻，可能導致鑄坯中心偏析較大，柱狀晶較發達。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種改變結晶器內鋼液流動和溫度分布狀態，提升鑄坯質量的煉鋼連鑄浸入式旋流水口。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種煉鋼連鑄浸入式旋流水口，具有：

水口本體，所述水口本體內圓筒形，所述水口本體內設有圓柱形內腔；

所述水口本體的圓柱形內腔的開口端為水口入口，水口本體的圓柱形內腔的封閉端為水口底部；

所述水口底部還設有水口出口，所述水口出口設置在所述水口本體的水口壁面，所述水口出口下端貫穿所述水口底部；所述水口出口內側與所述水口內連通并偏離水口底部的圓心；

所述水口出口至少有三個，在所述水口壁面外周均勻分布。

所述水口出口與水口內腔壁面相切。

所述水口出口有三個，相鄰兩個水口出口之間的夾角為120°。

所述水口入口連接中間包，水口出口連接結晶器，所述水口壁面和水口底部均為耐火材料。

上述技術方案中的一個技術方案具有如下優點或有益效果，在結晶器內的直流改為旋流，可以抑制柱狀晶發展，減小中心偏析，促進夾雜物上浮。改變結晶器內鋼液流動和溫度分布狀態，提升鑄坯質量。可大幅減小鋼液流股的沖擊深度，有利于鋼液中夾雜物上浮去除，同時可使結晶器內高溫區上移，促進保護渣熔化形成穩定液渣層。因此應用新型浸入式旋流水口，可以減少圓坯因夾雜物超標造成的質量損失，同時也有利于圓坯連鑄的順行。

附圖說明

圖1為本發明實施例中提供的煉鋼連鑄浸入式旋流水口的結構示意圖；

上述圖中的標記均為：1、水口本體，2、水口壁面，3、水口入口，4、水口底部，5、水口出口。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

參見圖1，一種煉鋼連鑄浸入式旋流水口，具有：

水口本體，水口本體內圓筒形，水口本體內設有圓柱形內腔；

水口本體的圓柱形內腔的開口端為水口入口，水口本體的圓柱形內腔的封閉端為水口底部；

水口底部還設有水口出口，水口出口設置在水口本體的水口壁面，水口出口下端貫穿水口底部；水口出口內側與水口內連通并偏離水口底部的圓心；

水口出口至少有三個，在水口壁面外周均勻分布。

水口出口與水口內腔壁面相切。

水口出口有三個，相鄰兩個水口出口之間的夾角為120°。

水口入口連接中間包，水口出口連接結晶器，水口壁面和水口底部均為耐火材料。

通過文獻調研和現場調研，發現目前結晶器內鋼液流動和溫度分布狀態是影響圓坯質量的關鍵因素；目前所用的直筒型浸入式水口，導致鋼液流股沖擊深度過大，夾雜物上浮去除困難；同時導致結晶器液面溫度偏低，不利于保護渣熔化形成穩定的液渣層。針對發現的問題，利用數值模擬的技術手段，設計了一種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區域設計了三個開孔，開孔間夾角為120度，每個開孔均與水口內腔壁面相切，水口底部則在三個開孔部位向下貫通。

水口入口連接中間包，水口出口連接結晶器，水口壁面和水口底部均為耐火材料；水口整體為圓筒形，內部為圓柱形孔，貫通水口入口和出口。特點在于水口出口同時貫穿水口側面和底面。

采用上述的結構后，在結晶器內的直流改為旋流，可以抑制柱狀晶發展，減小中心偏析，促進夾雜物上浮。改變結晶器內鋼液流動和溫度分布狀態，提升鑄坯質量。可大幅減小鋼液流股的沖擊深度，有利于鋼液中夾雜物上浮去除，同時可使結晶器內高溫區上移，促進保護渣熔化形成穩定液渣層。因此應用新型浸入式旋流水口，可以減少圓坯因夾雜物超標造成的質量損失，同時也有利于圓坯連鑄的順行。

上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。