[发明专利]一种自抑控流式双水口电磁复合浇铸装置

说明书

本发明公开了一种自抑控流式双水口电磁复合浇铸装置，包括结晶器、自抑浸入式双水口装置和电磁场发生装置：自抑浸入式双水口装置包括竖直设置的短式浸入式水口和长式浸入式水口，二者均呈上端开口的管形；短式浸入式水口的插入深度小于长式浸入式水口插入深度；所述的短式浸入式水口下端设有向下倾斜侧孔和抑流出钢侧孔，所述长式浸入式水口的下端开设有向下倾斜出钢侧孔；所述的电磁场发生装置包括若干电磁体，所述的电磁体沿结晶器周向布置，用以产生水平磁场并作用于上层钢水和下层钢水的交界面，以抑制上层钢水和下层钢水混合。本发明在保证铸坯质量的前提下有效抑制两种钢水在交界处的混合，从而实现了高效、高品质的复合连续浇铸。

技术领域

本发明属于钢材浇铸技术领域，具体涉及一种自抑控流式双水口电磁复合浇铸装置。

背景技术

目前生产不锈钢/碳钢复合板材的办法主要有轧制复合法、爆炸焊接法以及铸造轧制法，但这些方法成材率以及产量均很低。在1978年Manokhin等人提出一种采用双结晶器生产复合连铸坯的方法，即将第一个结晶器中铸出的坯引到第二个结晶器内，再将另一种钢液包覆在其表面，从而拉出复合铸坯，该工艺虽属连续化生产，但操作复杂，难以控制，应用受到限制。

日本Takeuchi等人在20世纪90年代末提出用恒稳磁场抑制异质钢液成分混合，在同一结晶器内实现两种钢种复合连铸的方法。结晶器内的流动比较复杂，流速也比较高，可能是因为电磁场抑制效果有限，浇铸产品达不到预期效果，日本相关单位只是做了中试试验，并没有产业化生产的后续报道。

东北大学Li等人后来提出了不依靠施加水平电磁场实现结晶器内复合浇铸的方法；为抑制两个钢种混合，在界面处添加挡板装置，并对该方法进行了物理模拟实验以及数值模拟。这种加了完整挡板结晶器可以有效地分隔上下两层的溶池，防止两种钢液混合，但是，使用的挡板使得下层熔池的夹杂物上浮受到阻碍，铸坯中夹杂物增加，降低钢的质量。

发明内容

要实现有效的双钢种复合浇铸，最关键的问题是如何在不影响浇铸工艺以及铸坯质量的前提下有效抑制两种钢液交界面处的钢液混合，才能保证高效的高质量的复合连续浇铸，从而解决生产高质量复合铸坯的技术问题。针对现有技术的不足，本发明从流场的多手段控制方法和工艺控制方法出发，提出了一种自抑控流式双水口电磁复合浇铸装置，以解决现有技术中两种钢液在交界面处混合以及生产连续等技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自抑控流式双水口电磁复合浇铸装置，包括结晶器、自抑浸入式双水口装置和电磁场发生装置：所述的自抑浸入式双水口装置包括竖直设置的短式浸入式水口和长式浸入式水口，二者均呈上端开口的管形；所述的短式浸入式水口的插入深度小于长式浸入式水口插入深度；所述的短式浸入式水口和长式浸入式水口的下端分别开设有向下倾斜的短式浸入式出钢侧孔和长式浸入式出钢侧孔，分别用于导出上层钢水和下层钢水；所述的电磁场发生装置包括若干电磁体，所述的电磁体沿结晶器周向布置，用以产生水平磁场并作用于上层钢水和下层钢水的交界面，以抑制上层钢水和下层钢水混合。

进一步，在所述的结晶器内还设置有间隔式挡板控流装置；所述的间隔式挡板控流装置包括上层钢水挡板和下层钢水挡阻装置：所述的上层钢水挡板安装在所述的长式浸入式水口上，其上侧面与上层钢水和下层钢水的交界面重合，用于阻挡上层钢水向下流动；所述的下层钢水挡阻装置安装在所述的短式浸入式水口的底部，该下层钢水挡阻装置的底部具有一个水平的且与上层钢水和下层钢水的交界面重合的平面，用于阻挡下层钢水向上流动；所述的上层钢水挡板和下层钢水挡阻装置间隔设置，使二者之间形成过流通道，以保证浇铸过程中下层钢水中夹杂物上浮。

进一步，在所述的短式浸入出钢侧孔的下方还开设有抑流出钢侧孔，所述的抑流出钢侧孔向上倾斜设置，用于抵消短式浸入式出钢侧孔排出的钢水向下流动的速度。

进一步，所述的短式浸入式水口和长式浸入式水口均为耐火材料制成。