[实用新型]一种方、圆坯连铸用过热耗散浸入式水口

说明书

技术领域

本实用新型属于连铸技术领域，涉及一种方、圆坯连铸用过热耗散浸入式水口。

背景技术

连铸生产过程中，铸坯中心偏析及其伴随的疏松和缩孔一直是限制其产品质量升级的瓶颈，特别是对于高碳、高合金钢种，如滚珠轴承钢、硬线用钢、模具钢等。为控制和改善铸坯内部质量，目前常用的控制措施主要包括：低过热度浇注技术、电磁搅拌技术、轻压下技术、连续锻造技术及末端强冷技术等。其中，对于方、圆坯合金钢浇铸过程，低过热度浇铸技术是改善铸坯中心偏析和疏松是最常用的重要途径之一。

对于低过热度浇铸技术，最直接的方法就是降低大包钢液温度，但该方法不利于中间包中钢液内夹杂物的上浮和去除，且易引起水口堵塞的产生。对于间接法，有申请人申请了名为“一种电磁旋流水口”（专利号200510047290）的发明专利和名为“一种连铸用电磁旋流水口”（专利号201320125720.1）的实用新型专利；该专利产品特征为在浸入式水口的外部施加至少一个旋转磁场，以在水口内部获得旋流状态，进而达到过热耗散的冶金效果。然而，该项技术的实施需对现有连铸操作平台进行改造，如需调整中间包和结晶器之间距离以便安装和维护，还需在原有设备上添加固定装置以固定电磁装置等等；此外，该增添的设备服役环境为高温条件，其冷却方式易造成安全隐患。

为此，当前连铸生产过程中，多采用直通式水口加结晶器电磁搅拌技术（专利号为CN2003229279）来间接获得低过热度浇铸技术，然而，结晶器电磁搅拌设备昂贵，且其安装、日常使用和维护费用较高。

为降低生产成本，有申请人申请了名为“一种连铸用浸入式旋流水口”（专利号 为 CN201220072913.0）的实用新型专利，该专利产品特征为在浸入式水口内壁上开有螺旋状溜槽，以在水口内部获得旋流和过热耗散效果。然而，生产过程中，凹凸不平的水口内壁将易引起水口堵塞的产生，不利于生产顺行；此外，与电磁搅拌技术相比，该项技术仅能在水口内部产生旋流，过热耗散效果较差。

有申请人申请了专利名为“具有旋转搅拌作用的浸入式水口”（专利号为CN03215867.X）的实用新型。该专利产品特征为具有至少两个以上均匀分布的侧孔，侧孔与在水口本体圆周方向上存在一定夹角，且侧孔的一条线或一个面与水口内孔相切,然而，该产品在浇铸方、圆坯时，由于水口侧孔为直通型，其流股将可能加剧对冲击区域范围内初生坯壳的溶蚀，进而引起初生坯壳在周向上的不均匀性，增加了铸坯表面裂纹和拉漏事故发生的几率。此外，当采用该专利公开的侧孔数为2或3个的水口浇铸方坯或矩形坯时，结晶器内无法形成有效的水平旋流，且将会导致具有一定过热度的侧孔流股直冲至结晶器角部区域，易造成铸坯角部裂纹、拉漏等事故的发生；当采用侧孔数为4个的水口浇铸方坯或矩形坯时，由于侧孔与水口内孔的相切特征，其将导致相邻侧孔之间形成角度为锐角的耐材区域或在水口内孔圆周上产生弧长较小的耐材区域，易引起水口堵塞和偏流现象的发生，不利于生产顺行和初生坯壳均匀性的提高，且该工况下的具体使用条件、实施方法及适用范围在专利中均尚未明确；当水口侧孔数大于4个时，其加工困难，且随着侧孔数的增加，为保证一定出孔面积比（侧孔横截面面积之和与水口中孔面积之比，一般取2～2.3），由于中孔面积不变，单个侧孔横截面面积会不断减小，这将易导致水口堵塞的发生，即无实用价值；同样地，发明专利名为“浸入式水口”（专利号为CN201180032653.2）亦存在上述不足之处。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供一种方、圆坯连铸用过热耗散浸入式水口，它能够克服和避免现有旋流水口在浇铸过程中存在的易发生堵塞、因侧孔射流冲击引起的初生坯壳周向不均匀、由相邻侧孔之间耐材区域的锐角特征造成的偏流现象及其适用范围和具体实施方法不明确等不足，同时。在连铸过程中，采用该水口不仅可在结晶器区域形成有效的水平旋流，促进钢液的过热耗散，利于夹杂物的碰撞、聚集、上浮和去除，稳定钢液面、活化弯月面和促进化渣效果，进而获得类似结晶器电磁搅拌的综合冶金效果，还可有效地提高初生坯壳周向均匀性，防止和避免水口堵塞和偏流现象的发生。