连铸用滑动水口及其减少浸入式水口偏流的方法

摘要

一种连铸用滑动水口及其减少浸入式水口偏流的方法，该滑动水口采用双滑板结构，该双滑板上下布置相互组合，按其位置分为上、下滑板，上、下滑板的中心部位分别设有滑板孔，上、下滑板在联动机构的驱动下规则滑动，组成四层式结构的滑动水口，上、下滑板滑动过程中形成组合孔。打开上、下滑板，钢液自上水口流经滑板中心组合孔，形成中心束流，流入下部水口并注入结晶器，开始连续浇注钢液；浇注过程中，通过调节双滑板中心组合孔的大小来控制钢液流量，中间包钢水浇注完毕后，同步对称关闭双滑板，截断钢流，停止浇注。本发明可有效防止钢液偏流，使结晶器流场稳定对称，提高了铸坯凝壳质量，降低水口结瘤几率，方便而实用。

说明书

技术领域

本发明设计一种连铸机浇铸过程中钢水的控制装置，特别是涉及一种连铸用滑动水口及其减少浸入式水口偏流的方法，提供了一种双滑板滑动水口控制高温钢液流动，并且减少浸入式水口偏流的方法。

背景技术

连铸生产中，钢液由中间包经浸入式水口注入结晶器，目前，控制钢液流入结晶器流量的方法有两种，一是靠中间包内塞棒控制，二是靠浸入式水口上部的滑动水口控制。

钢铁厂生产用的水口形式多种多样，防偏流水口主要用于控制钢液流量，控制钢液流态，防止产生偏流影响结晶器流场，导致铸坯质量缺陷。

现代的钢铁厂连铸用滑动水口基本上都是上水口砖、滑板和下水口砖的所谓“三层式”结构，在滑动控流过程中，开口度大小可变，在不完全开口时钢液就会产生偏流，从而导致各种连铸问题的产生。前人对于中间包滑动水口开度进行了研究，指出滑动水口不全开是引起偏流的主要原因，且拉速的增大会加剧偏流的产生；对滑动水口在板坯连铸中流场的影响也进行了研究，表明在滑板不完全开启时，水口内钢液呈明显偏流，在滑板下方区域中有回流区，并在水口底端形成单侧撞击湍流，使水口的出流钢液呈旋转状流态。

目前钢铁厂用的滑动水口控流装置产生的钢流是非对称的，普遍存在钢水出口偏流现象，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的一是提供一种连铸用滑动水口，实现简单而方便的制造出防止钢液偏流的滑动水口，从而达到控制钢液流量与流态，减少水口堵塞，提高水口寿命的目的；二是提供一种用连铸用滑动水口减少浸入式水口偏流的方法，该方法适用于现在使用滑动水口装置的钢铁厂。

实现上述目的采用以下技术方案：

一种连铸用滑动水口，包括联动机构，上、下水口，上、下水口座砖，所述的上水口与上水口座砖固定在连铸中间包上；上、下水口的中部为上滑板与下滑板组合；下部安装下水口座砖及下水口，其特征在于，所述的滑动水口采用双滑板结构，该双滑板上下布置相互组合，按其位置分为上、下滑板，上、下滑板的中心部位分别设有滑板孔，上、下滑板在联动机构的驱动下规则滑动，组成四层式结构的滑动水口，上、下滑板滑动过程中形成组合孔。

作为优选，上、下滑板反向对称滑动时，保持水口中心与滑板形成孔的中心重合。

作为优选，所述滑板孔的孔形为圆形、三角形、正方形或其他圆的内接多边形。

作为优选，上、下滑板滑动过程中形成的组合孔为对称的眼形、菱形、六边形、正方形、长方形或其他对称图形。

作为优选，上、下滑板由联动机构驱动保持二者同步滑动，步长可调。

一种用连铸用滑动水口减少浸入式水口偏流的方法，具体步骤为：

1）连铸开浇时开启：中间包钢水蓄积到位后，准备开浇，首先同步对称打开双滑板的上、下滑板，钢液自上水口流经滑板中心组合孔，形成中心束流，流入下部水口并注入结晶器，开始连续浇注钢液；

2）浇注过程中调节：浇注过程中，通过调节双滑板中心组合孔的大小来控制钢液流量，双滑板中心组合孔的调节过程中，始终能够保持钢流为中心束流；若遇上浇注事故，迅速关闭双滑板中心组合孔；

3）连铸停浇时关闭：中间包钢水浇注完毕后，同步对称关闭双滑板，截断钢流，停止浇注。

作为优选，浇注过程中，通过缩小双滑板中心组合孔，形成中心束流，减小钢液流量，反之扩大双滑板中心组合孔，形成中心束流，增大钢液流量。

 采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）防止钢液偏流

双滑板控制开口，钢液出口偏流程度大大降低，使结晶器流场稳定对称，提高了铸坯凝壳质量。

2）降低水口结瘤几率

双滑板滑动水口对对钢液有中心束流作用，减少了钢液与浸入式水口壁的湍动碰撞，降低了水口结瘤的几率。

3）方便而实用

双滑板滑动水口制作简单、方便，在原中间包设备上改造也比较简单，适合钢铁厂连铸等工序使用。

附图说明

图1为双滑板滑动水口示意图。

图2-图6为上下滑板孔的形状示意图。

图7-图11为上下滑板组合孔的形状示意图。

图12-图15为双滑板滑动水口控制钢流过程示意图。

图16为传统滑动水口控流时结晶器内水口出口处的流场示意图。

图17为本发明双滑板滑动水口控流时结晶器内水口出口处的流场示意图。

图中标记，钢液1，上水口2，上水口座砖3，上滑板4，下滑板5，下水口座砖6，下水口7。

具体实施例

 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1

一种双滑板滑动水口，见图1，这种滑动水口包括联动机构，上、下水口2、7，上、下滑板4、5，上、下水口座砖3、6，上水口2与上水口座砖3固定在连铸中间包上；上、下水口的中部为上滑板4与下滑板5组合；下部安装下水口座砖6及下水口7，该双滑板滑动水口的关键部位是采用了上下两块滑板滑动，即上滑板4、下滑板5，形成“四层式”结构，滑动水口采用双滑板结构，该双滑板上下布置相互组合，按其位置分为上、下滑板4、5，上、下滑板4、5称之为双滑板。上、下滑板4、5的中心部位分别设有滑板孔，上、下滑板4、5在联动机构的驱动下规则滑动，组成四层式结构的滑动水口，上、下两块滑板滑动过程中形成组合孔。上、下两块滑板4、5可以反向对称滑动，保持水口中心与滑板形成孔中心重合；见图2-6，滑板孔的孔形为圆形、三角形、正方形或其他圆的内接多边形结构。本实施例的滑板孔的孔形见图2为圆形结构，直径为30mm。见图7-图11，上、下滑板4、5滑动过程中形成的组合孔为对称的眼形、菱形、六边形、正方形、长方形或其他对称图形。本实施例上、下两块滑板4、5滑动过程中的组合孔为对称的眼形，眼形长轴和短轴的长度变化范围为0～30mm。上下两块滑板4、5由联动机构保持二者同步滑动，步长可调，本实施例的步长为1mm。

上、下滑板4、5反向对称滑动时，保持水口中心与滑板形成孔的中心重合。上下两块滑板4、5由联动机构驱动保持二者同步滑动，步长可调。

采用双滑板和滑动水口减少浸入式水口偏流的具体步骤为：1）连铸开浇时开启。中间包钢水蓄积到位后，准备开浇，首先同步对称打开双滑板的上下滑板，钢液自上水口流经滑板中心组合孔，孔形为眼形，眼形长轴长15mm，短轴长13mm，形成中心束流，流入下部水口并注入结晶器，开始连续浇注钢液。2）浇注过程中调节。见图12-15，浇注过程中，若想钢液流量减小，可适当缩小双滑板中心组合孔；若想增大钢液流量，可适当扩大双滑板中心组合孔。滑板调节过程中，始终能够保持钢流为中心束流。若遇上浇注事故，可迅速关闭双滑板中心组合孔。3）连铸停浇时关闭。中间包钢水浇注完毕后，同步对称关闭双滑板的上下滑板，截断钢流，停止浇注。

实施例2

一种双滑板滑动水口，双滑板滑动水口的关键部位采用上下两块滑动，形成“四层式”结构，即上水口2与上水口座砖3固定在中间包上；中部为上滑板4和下滑板5组合；下部安装下水口座砖6及下水口7。上、下滑板4、5可以反向对称滑动，保持水口中心与滑板形成孔中心重合。见图6，本实施例的滑板孔的孔形为正方形，边长为23.5mm，见图11，上、下滑板4、5滑动过程中的组合孔为对称的正方形，正方形边长变化范围为0~23.5mm；上下两块滑板即上、下滑板4、5由联动机构驱动保持二者同步滑动，步长可调，步长为1mm。

采用双滑板滑动水口减少浸入式水口偏流的具体步骤为：1）连铸开浇时开启。中间包钢水蓄积到位后，准备开浇，首先同步对称打开双滑板的上下滑板，钢液自上水口流经滑板中心组合孔，孔形为正方形，边长10mm，形成中心束流，流入下部水口并注入结晶器，开始连续浇注钢液。2）浇注过程中调节。见图12-15，浇注过程中，若想钢液流量减小，可适当缩小双滑板中心组合孔；若想增大钢液流量，可适当扩大双滑板中心组合孔。滑板调节过程中，始终能够保持钢流为中心束流。若遇上浇注事故，可迅速关闭双滑板中心组合孔。3）连铸停浇时关闭。中间包钢水浇注完毕后，同步对称关闭双滑板的上、下滑板4、5，截断钢流，停止浇注。

实验证明：

我们在实验室进行了水模拟实验，设置水口滑板开口度为25%，即开口面积占总面积的1/4。分别采用常规滑动水口和双滑板滑动水口进行控流，结晶器内水口出口处流场如图16和图17所示，经数值测量与对比分析表明，常规滑动水口控流时结晶器流场内存在较大的偏流现象，而采用双滑板滑动水口进行控流时明显减小了偏流。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，未说明的条件为常规实验中的条件。