[实用新型]中间包气动旋流水口

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种中间包气动旋流水口，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术：

在当前连铸生产工艺流程中,中间包内的钢水经过中间包上水口和外装浸入式水口或者中间包内装浸入式水口进入结晶器内,钢水在结晶器内不断凝固成铸坯坯壳。水口通道在浇钢过程中会附着三氧化二铝类的夹杂物,造成水口通着内局部或者全部堵塞,造成钢水在结晶器内发生偏流影响铸坯质量,严重时会因水口堵塞造成连铸机发生断浇事故。为了缓解水口通过堵塞，除了不断降低钢水内的夹杂物含量和优化夹杂物种类之外，还在水口通道内吹入一定量的惰性气体以改善水口内通道的流动状态。通过连铸生产实践表明，当前连铸中间包水口浇注具有以下缺点：

（1）中间包塞棒或水口滑板处于半开度状态时，钢流在浸入式水口通道内处于非充满状态，钢流在水口通道内不是垂直向下的，而是摆动向下的，因而钢流流出浸入式水口两吐出孔时会产生偏流现象，会造成结晶器液面卷渣问题，加剧板坯皮下夹渣缺陷的发生率；

（2）中间包上水口和外装浸入式水口或者中间包内装浸入式水口的通道内有夹杂物粘附时，钢流也会摆动向下，形成结晶器偏流问题，加剧板坯皮下夹渣缺陷的发生率；

（3）为了改善钢水在中间包上水口和外装浸入式水口或者中间包内装浸入式水口通道内的流动状态，在通着内吹入一定量的惰性气体如氩气，让钢流膨胀，既可减缓水口堵塞，又可以改善水口偏流现象，然而带来一个负面效应即是随钢流进入结晶器内未及时上浮的气泡粘附到铸坯壳上，形成铸坯皮下气泡或夹渣型气泡。

为了改善浸入式水口偏流和板坯皮下氩气泡问题，目前所采用的主要技术手段有：

（1）改进中间包滑动水口结构，例如由两板式改为三板式，钢水偏流有所改善，但改善效果不明显；

（2）改进中间包上水口和浸入式水口的内腔设计，例如采用环形台阶、收缩型、变径内螺纹型等水口，这些方案的工艺条件适应性差，改善流的程度也很有限；

（3）日本住友金属公司等近年开发了机械式旋流水口，对改善偏流有一定效果，但由于螺旋叶片寿命低、极易发生粘结夹杂物而堵塞，工业应用受到限制；

（4）东北大学开发了电磁旋流水口，使用电磁力代替机械螺旋叶片，能够改善水口偏流和水口堵塞的效果，但由中间包水口位置空间用限，设计便于操作的电磁旋流装置比较困难，而且还要考虑与电磁结晶器液面高度传感器干扰问题，因此工业化过程比较慢长。

实用新型内容：

本实用新型的目的是针对上述存在的问题提供一种中间包气动旋流水口，能有效解决连铸机结晶器内钢液偏流、堵塞和板坯皮下氩气泡问题。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

中间包气动旋流水口，包括水口本体，所述的水口本体里面具有内衬，所述的内衬里面具有内腔通道，所述的内衬上沿圆周方向和垂直方向均匀分布一组惰性气体吹入孔，所述的水口本体与所述的内衬之间具有气室环缝，所述的水口本体上具有连通所述的气室环缝的通气孔。

所述的中间包气动旋流水口，所述的惰性气体吹入孔的孔径为0.1~20mm之间。

有益效果：

1.本实用新型通过使用中间包气动旋流水口，可以有效地消除中间包浸入式水口偏流问题，延缓水口内腔堵塞，氩气泡在结晶器内易长大上浮，从而大大降低了板坯皮下夹渣和气泡缺陷的概率，因而钢板坯质量会得到大幅度地提高。。

2.本实用新型结构简单，成本低，该技术易于实施和推广使用。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的A-A剖面图。

图中：1、水口本体；2、内衬；3、内腔通道；4、惰性气体吹入孔；5、气室环缝；6、通气孔。

具体实施方式：

如图1所示：本实用新型的中间包气动旋流水口，包括水口本体1，所述的水口本体里面具有内衬2，所述的内衬里面具有内腔通道3，所述的内衬上沿圆周方向和垂直方向均匀分布一组惰性气体吹入孔4，所述的水口本体与所述的内衬之间具有气室环缝5，所述的水口本体上具有连通所述的气室环缝的通气孔6。

实施例2：

实施例1所述的中间包气动旋流水口，所述的惰性气体吹入孔的孔径为0.1~20mm之间。

设计原理：

目前使用的中间包上水口或内装浸入式水口，大部分通道的上部都透气结构，氩气从透气耐火材料的颗粒间隙内吹出来，达到膨胀内部钢流作用。然而，因为耐火材料的不均匀性，沿水口通道圆周上不同位置很难做到出气量一致的情况，很容易产生一侧气量大一侧气量小，使通道内钢流摆动变得更大，加剧了水口偏流问题；另外，水口透气耐火材料因制造工艺一般采用一定颗粒大小的散装料等静压制成，因而气孔的大小不受控制，大小不一，大的气泡容易随钢流逸出结晶器钢液面，小的气泡不容易溢出结晶器钢液面，往往容易与初生的铸坯坯壳粘附在一起，板坯皮下形成气泡缺陷或粘附夹杂的气泡缺陷，严重影响了轧制钢板的表面质量。理论研究表明，越小的气泡，具有越大的表面张力，捕捉到钢水中的夹杂物的能力就越强，然而少的气泡浮力小，粘附夹杂物后上浮能力更差，因而这类带夹杂物的气泡在板坯皮下分布很多。而本实用新型的中间包气动旋流水口，在中间包上水口或浸入式水口的通道内布置大量、一定孔径的吹入惰性气体的通道，并且沿着一定角度布置，可以得到理想大小的惰性气体泡，并且在旋流的作用下,气泡碰撞长大的几率增加,容易在结晶器内逸出，同时惰性气体流沿钢流圆周方向产生旋转，使钢流在水口通道圆周方向上分布更均匀，减缓甚至消除了偏流现象。