[发明专利]一种CSP薄板坯连铸高拉速浸入式水口及其制造方法

说明书

本发明涉及一种CSP薄板坯连铸高拉速浸入式水口及其制造方法，所述浸入式水口的水口本体自上至下由具有碗口状流道的钢水流入段、等径圆通道段、分流通道段、扩张流出段依次相连组成,特制的分流体设于分流通道段内；所述扩张流出段为单孔型流道，其水平横截面为椭圆形；等径圆通道段为圆筒形通道，且其内径与钢水流入段碗口的最小内径及钢水流入段下口的内径相等；制造方法包括原料制备、水口成型(其中特制分流体采用尖晶石‑锆‑碳材料预先高压成型)、烧成、水口外形加工、涂覆和包装过程。本发明通过改进浸入式水口中部及下部的结构、尺寸，有效提高连铸的拉速和通钢量，在无电磁制动设备条件下实现高拉速状态下稳定生产，且铸坯质量高。

技术领域

本发明涉及连铸连轧技术领域，尤其涉及一种CSP薄板坯连铸高拉速浸入式水口及其制造方法。

背景技术

薄板坯连铸连轧是20世纪80年代末开发成功的一种用于生产热轧板卷的全新短流程工艺技术。首先是1989年在美国印第安纳州的纽柯钢铁公司投产了由西马克公司(SMS)开发成功的CSP(Compact Strip Production)薄板坯连铸连轧技术生产线，后来中国引进装备了10多条生产线，其铸坯宽度约为900～1650毫米，铸坯厚度一般在65～75毫米之间。由于铸坯厚度比较薄，为了应用结晶器保护渣和浸入式水口实现保护浇注，结晶器中间部分采用了漏斗形结构，在结晶器上口厚度70～90mm的基础上使宽面铜板单侧向外扩展即开口度55～60mm，漏斗形区最大宽度一般在880mm左右、高度为850mm左右，而结晶器总高度为1100mm。

为了适应漏斗形结晶器内型腔空间狭窄的特殊结构，薄板坯连铸用浸入式水口也采用了比较特殊的形状结构，高度一般在1100mm左右，整个水口从上部的圆形过渡到下部的扁平形状，同时在水口内下部设置导流块，形成了双孔或三孔型钢水出口的水口结构。但是使用现有薄板坯连铸用浸入式水口时，在高拉速连铸的过程中，钢水在结晶器内部极易形成摆动流场而导致钢液面产生大的波动，从而引起卷渣，使钢坯因夹杂报废；还会因结晶器钢液面温度分布不均、保护渣溶化不均导致流入结晶器内壁与连铸坯壳之间隙不好而使钢坯因冷却不均匀而产生裂纹缺陷。导致上述缺陷的原因是具有上述结构的浸入式水口由于其中下部的结构设计，使得连铸的拉速仅达4m/min左右，无法满足薄板坯连铸连轧生产线“高效优质低耗”的需求。

发明内容

本发明提供了一种CSP薄板坯连铸高拉速浸入式水口及其制造方法，通过改进浸入式水口中部及下部的结构、尺寸，有效提高连铸的拉速和通钢量，在无电磁制动设备条件下实现高拉速状态下稳定生产，且铸坯质量高；本发明同时提供了所述浸入式水口的制造方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种CSP薄板坯连铸高拉速浸入式水口，包括水口本体及分流体；所述水口本体自上至下由具有碗口状流道的钢水流入段、等径圆通道段、分流通道段、扩张流出段依次相连组成,分流体设于分流通道段内；所述扩张流出段为单孔型流道，其水平横截面为椭圆形；等径圆通道段为圆筒形通道，其内径与钢水流入段碗口的最小内径及钢水流入段下口的内径相等；所述等径圆通道段的高度不超过水口本体总高度的三分之一。

所述等径圆通道段的圆形截面通过分流通道段平顺且圆滑地逐渐扩张过渡到扩张流出段的椭圆形截面，沿宽度方向，分流通道段椭圆形横截面的长轴两端点沿曲率半径为500～1000mm的曲线变化过渡；在厚度方向上，分流通道段椭圆形横截面的短轴两端点圆滑地逐渐收缩，分流通道段下口横截面积是分流通道段上口横截面积的1.8～2.5倍，分流通道段高度与水口本体总高度之比为0.26～0.32。

所述分流体为尖晶石-锆-碳材质分流体，其组分按质量分数计为：镁铝尖晶石70％～75％，稳定氧化锆20％～25％，鳞片石墨1％～5％，镁铝合金粉1％～5％，酚醛树脂3％～8％；其中：镁铝尖晶石的粒度组成为0.5～0mm，稳定氧化锆的型号为325#；鳞片石墨的型号为-199，镁铝合金粉的型号为200#；酚醛树脂为液体酚醛树脂。