一種用于雙水口澆注寬厚板坯的澆注系統技術方案

一種用于雙水口澆注寬厚板坯的澆注系統，屬于連鑄技術領域。兩個水口浸入在結晶器中，并分別通過上水口與中間包相連通，形成兩個獨立的澆注通道，每個通道通過一個塞棒進行流量控制；在中間包出口處布置有兩個擋壩，以此來保證兩個水口具有相同的入流條件；每個水口上沿周向分布有四個側孔，其中與另外一個水口相對的側孔高度較低、尺寸較大，其他三個側孔位于較高位置、尺寸較小。通過以上設計，本實用新型專利技術可以顯著降低寬厚板坯澆注過程中寬度方向和厚度方向上溫度分布的不均勻性，同時不增加射流對凝固坯殼的沖擊，保證坯殼均勻生長。此外兩個澆注通道的設計增加了澆注操作的靈活性，可實現塞棒與水口的在線更換。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及連鑄
，具體是給出了一種用于雙水口澆注寬厚板坯的澆注系統。
技術介紹
浸入式水口是指將水口浸入到結晶器液面以下從而使鋼液從中間包流入結晶器的管道，其主要具有防止鋼液二次氧化、控制結晶器內流場形態、分散鋼流帶入熱量、促進夾雜物上浮等作用。在鋼材的連鑄生產過程中，以浸入式水口為核心的澆注系統會對連鑄坯的質量產生重大影響。在傳統的方坯、板坯、圓坯連鑄生產過程中，通常采用單水口澆注系統進行澆注。在這種澆注系統下，鋼液射流從側口噴出后，將沿原噴出方向流動，流動一段距離后，射流的運動方向趨于水平，最終撞擊在結晶器的窄面上，在此處射流將分為向上、向下兩個流·股。向上的流股將逐漸到達結晶器表面，逐漸形成上回流區，這將有利于夾雜物的上浮，并為保護渣的熔化提供了熱量，但同時也會引起結晶器內的液面波動，波動過大會引起卷渣；向下的流股流動到達最大深度后逐漸向上回流，形成一個與上部回流方向相反、范圍更大的回流區，這將不利于夾雜物的上浮去除以及凝固坯殼的均勻生長。因此，結晶器內合理的流場和溫度場分布，是獲得良好鑄坯質量的必要條件。在實際生產中，往往通過對澆注系統進行調整，從而對鑄坯的質量進行控制。但是對于寬厚板坯的連鑄生產來說，由于寬度和厚度的增加，水口出口到結晶器壁面的距離將增加，射流到達結晶器壁面時的沖擊力將減小，有時射流甚至不能到達結晶器壁面處，這將使得結晶器邊部與中心部位的鋼水的溫差增大，邊部容易產生各種質量問題，澆注過程中也容易發生粘結性拉漏事故。此外，單水口澆注還具有操作靈活性差，更換塞棒或滑動水口時需要停止澆注的缺點。在這種情況下，傳統的單水口澆注系統已不再適用于寬厚板坯的連鑄生產過程。為了解決寬厚板的澆注問題，雙水口澆注系統應運而生。中國專利CN02111188.X采用雙水口進行寬板坯和薄板坯的澆注，每個水口在同一水平高度設有擴流嘴，能夠改善澆注寬板坯時結晶器內溫度的均勻性，但是卻會對凝固坯殼產生較大的沖刷，影響凝固坯殼的均勻生長。中國專利CN200820057769. 7對浸入式水口的結構進行了改進，通過將水口內外側孔安置在不同的高度和角度，減小了射流對凝固坯殼的沖刷作用，并使得結晶器內溫度分布更加均勻。但是，當澆注厚度較大的寬厚板時，厚度方向的溫度仍將存在較大的不均勻性。中國專利CN201110302354. 8在水口本體的環體外周側面開設了三個沿周向分布的側孔，以此來改善澆注厚板坯時的厚度方向上的溫度分布情況，但是，這種水口對于寬厚板來說，寬度方向上的溫度分布又難以得到保證。總之，目前使用雙水口澆注寬厚板坯還存在著很多問題。
技術實現思路
本技術的主要目的在于提供了一種用雙水口澆注寬厚板坯的澆注系統，以避免在寬厚板澆注過程中所遇到的結晶器寬度方向和厚度方向溫度分布不均勻、射流沖擊凝固坯殼等問題，從而減少鑄坯邊部缺陷的產生，保證凝固坯殼均勻生長。為了達到上述目標，本技術具體采用了如下技術方案澆注系統包括中間包、長水口、第一檔壩、第二檔壩、第一塞棒、第二塞棒、第一浸入式水口、第二浸入式水口、結晶器及8個側孔；長水口從中間包頂部插入中間包內；第一浸入式水口和第二浸入式水口下端浸入在結晶器內，上端與中間包相連通，第一浸入式水口和第二浸入式水口上端分別由第一塞棒和第二塞棒控制流量；第一檔壩和第二檔壩將分別將第一浸入式水口和第二浸入式水口三面包圍，只在第一浸入式水口和第二浸入式水口連線的中垂線上留有兩個通道；每個浸入式水口下端分別有四個側孔，四個側孔均浸入到結晶器液面下，，相鄰側孔之間夾角為90°，每個浸入式水口的最下端側孔尺寸大于另三個側孔，第一浸入式水口最下端側孔與第二浸入式水口最下端側孔相對。 所述的中間包與第一浸入式水口和第二浸入式水口的連接處位于中間包內長度方向的軸線上。所述的第一浸入式水口和第二浸入式水口(8)下端設置在結晶器(9)兩個寬面之間的對稱軸上，并在結晶器(9)兩窄面之間的對稱軸兩側呈軸對稱。本技術所提出的澆注系統主要是對原有的連鑄澆注系統進行了一定的改造。具體采用雙水口進行寬厚板的澆注，兩個浸入式水口同時插入到寬厚板結晶器內的鋼液中，每個水口均與中間包相連通，由此形成兩個獨立的澆注通道，中間包內兩個出口布置在其長度方向的軸線上，并各自有一個塞棒進行流量控制。在生產過程中，首先應保證兩個水口具有相同的入流條件，從而確保結晶器內流場、溫度場分布的對稱性、均勻性。為此，在中間包內兩個出口處設置了兩個擋壩，具體情況如圖1、3所示。這兩個擋壩將兩個出口封閉起來，僅在兩個出口連線的中垂線上留有兩個通道，從而保證鋼液的流入。兩個擋壩的具體大小、尺寸、以及它們之間通道的大小應根據具體的澆注條件確定。兩個水口布置在結晶器兩個寬面之間的對稱軸上，并在結晶器兩窄面之間的對稱軸兩側呈軸對稱。兩個水口插入到鋼液中相同深度，它們之間的距離根據具體的鑄坯尺寸確定。兩個水口結構相同，每個水口上有四個側孔,在水口本體的環體外周側面上呈周向分布，側孔間夾角為90°。四個側孔中，與另外一個水口相對的側孔的高度較低、尺寸較大，另外三個與結晶器壁面相對的側孔高度較高、尺寸較小。與結晶器壁面相對的三個側孔的高度、尺寸不一定相同。四個側孔的具體孔型、傾角和尺寸大小根據具體的澆注條件確定。通過這樣的設計，由于該處具有較大的靜壓和出口尺寸，大部分鋼液將從與水口相對的側孔中流出，而只有很少部分從其他三個側孔中流出。由此，從兩個相對的側孔中產生的射流保證了連鑄過程中通鋼量的完成，同時由于這兩個射流將在結晶器的中心部位發生碰撞，其強度將一定程度的降低，從而降低了結晶器內鋼液流動的紊流程度，避免了過大的液面波動。而從另外三個與結晶器壁面相對的側孔中產生的部分射流，則可以保證部分鋼液能夠達到結晶器壁面處，從而改善結晶器寬度方向和厚度方向上溫度分布的不均勻性，并保證向熔池上表面的熱量傳遞，有利于保護渣的熔化，與此同時，由于這三處射流的強度很小，不會對結晶器壁面產生較大的沖擊，從而保證了凝固坯殼的均勻生長。在中間包內兩個出口處，各自均有一個塞棒進行流量控制，這使得整個系統形成了兩個完整的澆注通道。當一個通道要進行更換塞棒或水口的操作時，整個系統可以通過另外一個通道來進行澆注，并對液面進行控制，由此可以在不停止澆注的情況下進行更換塞棒或水口的操作，從而延長了連澆時間，并保證了更換塞棒或水口時液面的穩定性。本技術具有如下優點I.本技術特別適用于寬厚板的澆注，通過對水口結構的調整，能夠對寬厚板結晶器內的流場、溫度場分布進行優化，能夠同時降低結晶器內寬度方向和厚度方向溫度的不均勻性，加強結晶器邊部的回流條件，保證邊部的熱量傳遞，保證保護渣的熔化。與此同時，還能避免射流對凝固坯殼產生過大的沖擊，從而保證坯殼的均勻生長。2.在保證通鋼量的情況下，能夠降低結晶器內鋼液流動的紊流程度，減小液面波動。·3.通過對中間包內加入擋壩，可以保證兩個水口具有相同的入流條件，從而保證結晶器內流場的對稱性、均勻性。4.兩個澆注通道的設計，增加了澆注的靈活性，可以保證在更換塞棒或水口時生產的繼續進行，從而延長澆注時間，保證對中間包的液面控制精度。附圖說明圖I為本技術一個實施例的結構示意圖。圖2為澆注系統在A-A處的斷面圖。圖3為圖I的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于雙水口澆注寬厚板坯的澆注系統，其特征在于：澆注系統包括中間包（1）、長水口（2）、第一檔壩（3）、第二檔壩（4）、第一塞棒（5）、第二塞棒（6）、第一浸入式水口（7）、第二浸入式水口（8）、結晶器（9）及8個側孔；長水口（2）從中間包（1）頂部插入中間包（1）內；第一浸入式水口（7）和第二浸入式水口（8）下端浸入在結晶器（9）內，上端與中間包（1）相連通，第一浸入式水口（7）和第二浸入式水口（8）上端分別由第一塞棒（5）和第二塞棒（6）控制流量；第一檔壩（3）和第二檔壩（4）將分別將第一浸入式水口（7）和第二浸入式水口（8）三面包圍，只在第一浸入式水口（7）和第二浸入式水口（8）連線的中垂線上留有兩個通道；每個浸入式水口下端分別有四個側孔，四個側孔均浸入到結晶器液面下，，相鄰側孔之間夾角為90°，每個浸入式水口的最下端側孔尺寸大于另三個側孔，第一浸入式水口（7）最下端側孔與第二浸入式水口（8）最下端側孔相對。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張立峰，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：實用新型
國別省市：