[发明专利]矩型坯浇铸用浸入式水口及其布置方式

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，属于钢坯浇铸过程，特别涉及一种矩型坯浇铸用浸入式水口及其布置方式。

背景技术

连续铸钢是将钢液连续冷凝呈钢坯的技术。中间包中的钢液通过由耐火材料制备的浸入式水口连续不断的注入结晶器中，冷却后形成铸坯。浸入式水口可以将钢液和空气隔绝开来，防治钢水在浇铸过程中的二次氧化，提高钢水纯净度；设计合理的水口和水口的布置方式、可以得到稳定、均匀的结晶器流场，以确保初生坯壳的正常生长，并促使钢水中夹杂物迅速上浮，实现高品质钢的连续、低成本生产。

矩型坯结晶器内腔断面呈矩型，要获得更好的结晶器流场，就须针对矩型坯结晶器特点，重新设计浸入式水口和布置方式。

现有技术中，矩型坯的浸入式水口及浇铸方式主要有二种：

一是采用一个直通型半浸入式水口进行半敞开式浇铸，水口下端插入结晶器内，水口上端呈漏斗形，与中间包底面有一定距离。这种方式可以降低注流的冲击，但是不能实现钢水的全保护浇铸，导致部分钢液被氧化，降低了钢水纯净度。

二是在此基础上作了改进，使水口上端与中间包底部相连，依然采用一个直通型浸入水口进行浇铸，可实现全保护浇铸。然而，直通型水口中钢水冲击深度较大，钢液热中心下移，不利于夹杂物的上浮和初生坯壳的的生长。同时，直通型水口流出的钢液较为集中，使整个矩型坯横向温度、成分差异较大，容易导致裂纹和偏析等质量缺陷。

基于上述原因可知，现有技术下矩型坯结晶器浸入式水口及其布置方式难以满足矩型坯生产过程中的低成本和稳定生产的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例一方面提供了一种矩型坯浇铸用浸入式水口，其包括：呈环体状，形成有中空内腔的侧壁，所述侧壁的上端面形成有呈圆形的第一开口，所述侧壁的下端面形成有呈十字形的第二开口，所述第一开口的圆心与所述第二开口的中心均位于所述侧壁的轴线上，所述第一开口的面积与所述第二开口的面积相等；所述中空内腔由所述第一开口的边缘沿准母线的方向对应延伸至所述第二开口的边缘贯通形成；其中，所述准母线为所述第一开口边缘上的一点与所述第二开口边缘上的一点的连线，所述第一开口边缘上的一点由准轴线截面与所述第一开口边缘相交形成，所述第二开口边缘上的一点由所述准轴线截面与所述第二开口边缘相交形成，所述准轴线截面为以所述浸入式水口的轴线为边且垂直于所述上端面和所述下端面的平面。

在如上所述的浸入式水口中，优选地，所述第二开口的边缘包括：左边缘、上边缘、右边缘和下边缘，所述左边缘、所述上边缘、所述右边缘和所述下边缘依次连接以围成第二开口，所述左边缘和所述右边缘关于所述下端面所在的平面内的Y轴方向对称，所述上边缘和所述下边缘关于所述下端面所在的平面内的X轴方向对称，X轴方向和Y轴方向相互垂直且均通过所述第二开口的中心。

在如上所述的浸入式水口中，优选地，所述左边缘包括左上段、左下段和位于所述左上段和所述左下段之间的第一中心段，所述左上段的一端、所述第一中心段的一端和另一端、和所述左下段的一端依次连接，所述左左段为竖直线段；上边缘包括上左段、上右段和位于所述上左段和所述上右段之间的第二中心段，所述上左段的一端、所述第二中心段的一端和另一端、和所述上右段的一端依次连接，所述左上段的另一端与所述上左段的另一端连接，所述上上段为水平线段。

在如上所述的浸入式水口中，优选地，所述左下段与所述第一中心段的连接处、所述第一中心段和所述左上段的连接处、所述左上段与所述上左段的连接处、所述上左段与所述第二中心段的连接处、所述第二中心段与所述上右段的连接处均倒圆角。

在如上所述的浸入式水口中，优选地，垂直于所述侧壁轴线的水平面与所述侧壁相交形成的截面含有第三开口，所述第三开口的边缘楞角处倒圆角。

在如上所述的浸入式水口中，优选地，所述侧壁的上端面为环形，所述侧壁的下端面为外圆内十字状组合形。

本发明实施例另一方面还提供了一种矩型坯浇铸用浸入式水口的布置方式，其如下：在结晶器内浇注区域放置一个浸入式水口；所述浸入式水口的轴线与所述结晶器内浇注区域的中心线重合，其中，所述浸入式水口为前述浸入式水口。

在如上所述的布置方式中，优选地，所述浸入式水口的上端面与中间包的底部相连。

在如上所述的布置方式中，优选地，所述浸入式水口的下端面插入钢液后，深入至所述结晶器的上部钢液液面下的距离范围为20mm～80mm。

在如上所述的布置方式中，优选地，所述浸入式水口的轴线与矩型坯的中心线重合。