CN102328038B - 薄带连铸用多水口稳流布流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄带连铸用多水口稳流布流装置，包括设置于金属初始凝固界面前端熔池上方的布流器，金属熔体通过一组中间包底部的浸入式水口注入布流器的腔体内，然后通过布流器布流后进入金属初始凝固界面前端熔池。布流器的腔体还与稳流器的腔体连通，稳流器的腔体位于布流器的腔体的上方，浸入式水口浸入到稳流器的腔体内的金属熔体中，金属熔体通过浸入式水口注入稳流器的腔体内，而后再通过稳流器稳流后进入布流器的腔体内。该装置可提高金属熔体流动的平稳性，减少金属熔体湍流的流股冲击力对连铸工艺的影响，使金属熔体温度分布均匀，从而提高金属薄带的铸轧质量，并适应生产较宽薄带钢的需求。

Description

薄带连铸用多水口稳流布流装置

技术领域

本发明涉及一种连铸用金属液分配器，特别是一种薄带连铸用布流装置，可广泛应用于双辊薄带连铸工艺技术领域。

背景技术

薄带连铸用布流装置是整个薄带设备中最关键的部件之一，其布流性能的好坏一直影响薄带坯最终质量，因此，针对这一内容各国进行了大量的研究，如美国专利有US6073680、US5587514、US6125917和US6012508等所公开的分配器，它位于中间包的下方，形如小的第二中间包。由中间包流入的钢液通过该分配器内一排布流孔流入到布流器内。而中国专利ZL01276402.7和ZL02283420.6的布流器形式是一个整体的吊装设备，通过两侧和两端的布流孔来达到布流的目的。

以往传统的分配器或布流器存在的问题主要是在钢液流动输送过程中没有抑流或减少其湍流和流股冲击力作用的内部装置，因此造成钢液流动不稳定，进而造成熔池内液面波动加剧，熔池内部温度不均，影响正常操作和连铸带钢的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺点与不足，提供一种薄带连铸用多水口稳流布流装置，该装置可提高金属熔体流动的平稳性，减少金属熔体湍流的流股冲击力对连铸工艺的影响，使金属熔体温度分布均匀，从而提高金属薄带的铸轧质量，且通过在一个布流器中同时使用多支普通浸入式水口与辊宽方向上加宽的布流器配合使用，以适应生产较宽薄带钢的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种薄带连铸用多水口稳流布流装置，包括设置于金属初始凝固界面前端熔池上方的布流器，金属熔体通过一组中间包底部的浸入式水口注入布流器的腔体内，然后通过布流器布流后进入金属初始凝固界面前端熔池，属初始凝固界面前端熔池由双转辊和侧封板围成。布流器的腔体还与稳流器的腔体连通，稳流器的腔体位于布流器的腔体的上方，浸入式水口浸入到稳流器的腔体内的金属熔体中，金属熔体通过浸入式水口注入稳流器的腔体内，而后再通过稳流器稳流后进入布流器的腔体内。

上述稳流器的腔体和布流器的腔体皆为槽型容器形成，布流器的腔体深度大于稳流器的腔体的深度，稳流器固定设置于布流器的腔体内，稳流器的底部水平设置，稳流器下部即为布流器的下部腔体部分，布流器的下部腔体部分的壁面上开设金属液布流孔，稳流器的外侧表面与布流器的腔体内壁表面之间形成液流间隙空间，稳流器腔体内的金属熔体沿着其槽型容器的上缘溢流后通过液流间隙空间即进入布流器的下部腔体内。

上述布流器的下部腔体均匀收缩过渡形成锥形腔体，与双转辊轴线平行的布流器下部腔体侧壁倾斜形成锥形腔体的前后倾斜侧壁，与双转辊轴线相交且靠近双转辊两端的布流器下部腔体的两侧面形成锥形腔体的左右侧壁，锥形腔体的底端形成水平底面，锥形腔体的内部一体设置有水平抑湍板，水平抑湍板将锥形腔体分隔成上部锥形腔体和底部锥形腔体两部分，水平抑湍板上均布2～5列导流小孔，底部锥形腔体靠近水平底面的前后倾斜侧壁上各开有1～2列布流小孔，底部锥形腔体靠近水平底面的左右侧壁上也分别各开有1～3个辅助布流小孔，布流小孔和辅助布流小孔形成金属液布流孔系列，每列导流小孔和每列布流小孔均沿着双转辊的辊宽方向排布。

上述底部锥形腔体的水平底面上开有1～2列增强布流小孔，每列增强布流小孔也均沿着双转辊的辊宽方向排布，每个增强布流小孔均与任意一个导流小孔位置交错。

上述稳流器和布流器形成一体构造，即稳流器的槽型容器的底部形成水平底板，水平底板的边缘向外水平延伸形成水平外伸板部分并与布流器的腔体内壁相接连成一体，位于水平外伸板上部的布流器腔室形成液流间隙空间，靠近布流器侧壁的水平底板的水平外伸板上也开设有1～3列过流小孔，每列过流小孔也均沿着双转辊的辊宽方向排布。

在稳流器的底板上可以开若干列小孔或不开孔，在布流器下部水平底面上沿着辊轴方向可开有数列小孔或不开孔，在布流器下部水平底面下部锥形腔体左右两倾斜侧壁上各开有数列小孔，在水平抑湍板上沿辊轴方向上均布若干列小孔，在抑湍板下部锥形腔体前后两侧壁上分别开有若干个小孔。通过形成复杂的孔道，使流过的金属熔体紊流冲击减小，本发明通过稳流器、抑湍板降低钢液注流的动能，减缓对熔池内部的冲击，抑制液面波动，实现钢液连续平稳的布流，使熔池内部钢液温度分布均匀，提高薄带钢质量。

作为本发明的一种改进，上述稳流器的底部水平底板上也开设有1～4列分流小孔，每列分流小孔也均沿着双转辊的辊宽方向排布，每个分流小孔均与任意一个导流小孔位置交错。

上述浸入式水口包括2～4支水口，浸入式水口沿双转辊的辊宽方向呈“一”字形排列，每个浸入式水口均与任意一个过流小孔位置交错。

上述导流小孔、布流小孔、辅助布流小孔、增强布流小孔、过流小孔、分流小孔的形状为圆孔、矩形孔或椭圆孔中的任意一种或其中任意不同种形状的组合。

作为本发明的另一种改进，上述浸入式水口形状为双侧孔直筒水口、分岔形水口或直筒水口中的任意一种或其中任意不同种形状的组合。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.通过在一个布流器中同时使用多支普通浸入式水口并与辊宽方向上加宽的布流器配合使用，能够满足生产较宽薄带钢的需求。

2.核心部件之一稳流器由两块隔板与布流器矩形腔体侧壁和底板围成，形状简单、结构稳定，极大简化了布流系统的结构，加之可以使用结构简单的常规连铸水口，从而显著降低稳流布流装置的生产成本。

3.通过稳流器的使用可以降低钢液的湍流强度、减缓钢液注流冲击；抑湍板的使用可以起到分流及二次稳流的作用，二者配合使用可以减少熔池内液面波动，改善熔池内钢液的分布情况。

4.通过在抑湍板上部锥形腔体前后两侧壁上开孔的方法补足熔池靠近侧封板处的钢液量，防止在生产较宽薄带钢时因流股无法到达侧封板处而造成的侧封板附近结壳或者形成冷钢，而通过控制开孔的方向可以减缓钢液对侧封板的冲击，从而有效改善布流器布流效果。

5.布流器下部锥形腔体的形状与熔池的形状相近，布流器底部可以方便插入熔池内部，减少熔池液面波动，保证铸轧过程连续稳定进行、减少缺陷产生、提高薄带钢产品质量。

附图说明

图1是本发明实施例一布流装置和双转辊位置关系示意图。

图2是本发明实施例一稳流布流装置的结构示意图。

图3是本发明实施例一稳流布流装置的抑湍板结构示意图。

图4是本发明实施例一稳流布流装置的布流器底部的水平底面的结构示意图。

图5是本发明实施例一稳流布流装置的稳流布流装置俯视图（其中图（a）为稳流器底部不开孔两水口型布流器，图（b）为稳流器底部不开孔三水口型布流器）。

图6是本发明实施例二稳流布流装置的稳流布流装置俯视图（其中图（a）为稳流器底部开孔两水口型布流器，图（b）为稳流器底部开孔三水口型布流器）。

图7是本发明实施例三稳流布流装置的稳流布流装置的浸入式水口三种形状示意图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

实施例一：

参见图1～图5，一种薄带连铸用多水口稳流布流装置，包括设置于金属初始凝固界面前端熔池上方的布流器3，金属熔体通过一组中间包底部的浸入式水口1注入布流器3的腔体内，然后通过布流器3布流后进入金属初始凝固界面前端熔池，金属初始凝固界面前端熔池由双转辊9和侧封板围成。布流器3的腔体还与稳流器2的腔体连通，稳流器2的腔体位于布流器3的腔体的上方，浸入式水口1浸入到稳流器2的腔体内的金属熔体中，金属熔体通过浸入式水口1注入稳流器2的腔体内，而后再通过稳流器2稳流后进入布流器3的腔体内。

在本实施例中，稳流器2的腔体和布流器3的腔体皆为槽型容器形成，布流器3的腔体深度大于稳流器2的腔体的深度，稳流器2固定设置于布流器3的腔体内，稳流器2的底部水平设置，稳流器2下部即为布流器3的下部腔体部分，布流器3的下部腔体部分的壁面上开设金属液布流孔，稳流器2的外侧表面与布流器3的腔体内壁表面之间形成液流间隙空间，稳流器2腔体内的金属熔体沿着其槽型容器的上缘溢流后通过液流间隙空间即进入布流器3的下部腔体内。

在本实施例中，布流器3的下部腔体均匀收缩过渡形成锥形腔体，与双转辊9轴线平行的布流器3下部腔体侧壁倾斜形成锥形腔体的前后倾斜侧壁，与双转辊9轴线相交且靠近双转辊9两端的布流器3下部腔体的两侧面形成锥形腔体的左右侧壁，锥形腔体的底端形成水平底面，锥形腔体的内部一体设置有水平抑湍板6，水平抑湍板6将锥形腔体分隔成上部锥形腔体和底部锥形腔体两部分，水平抑湍板6上均布2～5列导流小孔7，底部锥形腔体靠近水平底面的前后倾斜侧壁上各开有1～2列布流小孔8，底部锥形腔体靠近水平底面的左右侧壁上也分别各开有1～3个辅助布流小孔7e，布流小孔8和辅助布流小孔7e形成金属液布流孔系列，每列导流小孔7和每列布流小孔8均沿着双转辊9的辊宽方向排布。在本实施例中，在锥形腔体的内部设置有水平抑湍板6，板上沿辊轴方向上均布导流小孔7。抑湍板6可以消耗掉钢液的一部分动能，起到缓流的效果，同时通过控制布流孔系列的孔的排布可以使得钢液在辊宽方向上分布更加均匀。在抑湍板6上部锥形腔体左右两侧壁上分别开有辅助布流小孔7e，辅助布流小孔7e的形状为圆形、方形或椭圆形，孔的方向为水平方向，或相对水平位置向上、或者向下倾斜一定角度，具体依据工艺条件而定，该侧孔可以为熔池靠近侧封板处补足钢液，从而使得钢液在辊宽方向分布更加均匀，避免侧封板附近结壳或者形成冷钢。

在本实施例中，底部锥形腔体的水平底面上开有1～2列增强布流小孔8f，每列增强布流小孔8f也均沿着双转辊9的辊宽方向排布，每个增强布流小孔8f均与任意一个导流小孔7位置交错，减少金属液湍流引起的扰动和冲击。

在本实施例中，稳流器2和布流器3形成一体构造，即稳流器2的槽型容器的底部形成水平底板5，水平底板5的边缘向外水平延伸形成水平外伸板部分并与布流器3的腔体内壁相接连成一体，位于水平外伸板上部的布流器3腔室形成液流间隙空间，靠近布流器3侧壁的水平底板5的水平外伸板上也开设有1～3列过流小孔4，每列过流小孔4也均沿着双转辊9的辊宽方向排布。

在本实施例中，本发明稳流布流装置主要包括设置于转辊9上方的布流器3、位于布流器3上部空间的稳流器2和伸入稳流器2内的一组浸入式水口1，其中布流器3可看作由上下两部分组成，上部为敞口矩形腔体，在其底部靠近左右两侧壁处分别开有一列或多列过流小孔4，腔体内部设有矩形稳流器2。稳流器2的水平底板5上开1～4列孔或不开孔。布流器3下部腔体为锥形腔体，该锥形腔体由左右两侧两个倾斜侧壁，其前后两平行侧壁和矩形腔体的水平底板5共同围成，其底部收缩过渡成为一个水平底面，其上不开孔，在水平底面上部锥形腔体左右两倾斜侧壁上分别开有1～2列个布流小孔8，各种小孔的形状为圆形、方形或椭圆形，依据具体工艺条件而定。在锥形腔体的内部设置有水平抑湍板6，板上沿辊轴方向上均布2～5列导流小孔7，在抑湍板6上部锥形腔体前后两侧壁上分别开有1～3个布流小孔7e，小孔的形状也为圆形、方形或椭圆形，布流小孔7e的方向为水平方向，或相对水平位置向上、或者向下倾斜一定角度，具体依据工艺条件而定。所用一组浸入式水口1的开口端浸入到稳流器2中的钢液里。各部件均由耐火材料制成。

在本实施例中，当布流时，中间包内的钢液首先流入浸入式水口1，然后通过其下部的出口流入到稳流器2内，高速流动的钢液在稳流器2内与稳流器2壁面发生冲撞而消耗掉部分动能，湍流强度降低，如果稳流2底部不开孔，则由水口流入的钢液全部汇集在稳流器2内，随着钢液的流入，稳流器2内的液面逐渐上升，然后溢出到布流器3和稳流器2之间的两个空腔内，之后由其底板上的小孔流入到锥形布流器内；如果稳流器2底板开孔，则有一部分钢液会由其水平底板5上的小孔流入到多水口布流器3中。流入锥形腔体内的钢液注流一部分冲撞到抑湍板6上，消耗掉部分动能，然后经抑湍板6的分流作用，进入到抑湍板6的下部空间，然后由布流器3的锥形空间底部水平底面上的小孔或水平底面附近的布流器3的两倾斜侧壁上的小孔平稳注入双转辊9和侧封板围成的熔池内部；而抑湍板6的下部空间内的一部分钢液也可由位于抑湍板6下部锥形腔体左右两侧壁上的孔直接进入熔池，对侧封板处的钢液进行补足，然后进入常规铸轧流程。本发明薄带连铸用多水口稳流布流装置的最大特点是结构简单，制造成本低，且能够有效降低钢液注流冲击，使钢液均匀平稳的注入熔池，保证铸轧过程的顺利进行。

实施例二：

本实施例与本发明的第一个实施例基本相同，不同之处在于：

参见图6，在本实施例中，稳流器2的底部水平底板5上也开设有1～4列分流小孔4d，每列分流小孔4d也均沿着双转辊9的辊宽方向排布，每个分流小孔4d均与任意一个导流小孔7位置交错。在稳流器2的底部水平底板5上开孔，可以增加稳流器2向布流器3输出的金属液流量，在一定的稳流效果提高分流能力，提高连铸的效率。

在实施例一和实施例二中，浸入式水口1包括2～4支水口，浸入式水口1沿双转辊9的辊宽方向呈“一”字形排列，每个浸入式水口1均与任意一个过流小孔4位置交错。浸入式水口1与过流小孔4位置错开可以减小进入布流器3腔体内的金属液的扰动，减少金属液湍流冲击力。

在实施例一和实施例二中，导流小孔7、布流小孔8、辅助布流小孔7e、增强布流小孔8f、过流小孔4、分流小孔4d的形状为圆孔、矩形孔或椭圆孔中的任意一种或其中任意不同种形状的组合。

实施例三：

本实施例与本发明的第一和第二个实施例基本相同，不同之处在于：

参见图7，在本实施例中，浸入式水口1形状为双侧孔直筒水口1a、分岔形水口1b或直筒水口1c中的任意一种或其中任意不同种形状的组合。具体可依据工艺条件而定，如所用浸入式水口1可有由1支直筒水口1c和1支双侧孔水口1a组成。可根据需要采用不同形状的浸入式水口1，可实现很好的金属液稳流效果。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种薄带连铸用多水口稳流布流装置，包括设置于金属初始凝固界面前端熔池上方的布流器（3），金属熔体通过一组中间包底部的浸入式水口（1）注入所述布流器（3）的腔体内，然后通过布流器（3）布流后进入金属初始凝固界面前端熔池，所述金属初始凝固界面前端熔池由双转辊（9）和侧封板围成，其特征在于：所述布流器（3）的腔体还与稳流器（2）的腔体连通，所述稳流器（2）的腔体位于所述布流器（3）的腔体的上方，所述浸入式水口（1）浸入到所述稳流器（2）的腔体内的金属熔体中，金属熔体通过所述浸入式水口（1）注入稳流器（2）的腔体内，而后再通过稳流器（2）稳流后进入所述布流器（3）的腔体内；所述稳流器（2）的腔体和所述布流器（3）的腔体皆为槽型容器形成，所述布流器（3）的腔体深度大于所述稳流器（2）的腔体的深度，所述稳流器（2）固定设置于所述布流器（3）的腔体内，所述稳流器（2）的底部水平设置，所述稳流器（2）下部即为所述布流器（3）的下部腔体部分，所述布流器（3）的下部腔体部分的壁面上开设金属液布流孔，所述稳流器（2）的外侧表面与所述布流器（3）的腔体内壁表面之间形成液流间隙空间，所述稳流器（2）腔体内的金属熔体沿着其槽型容器的上缘溢流后通过所述液流间隙空间即进入所述布流器（3）的下部腔体内；所述布流器（3）的下部腔体均匀收缩过渡形成锥形腔体，与所述双转辊（9）轴线平行的所述布流器（3）下部腔体侧壁倾斜形成锥形腔体的前后倾斜侧壁，与所述双转辊（9）轴线相交且靠近所述双转辊（9）两端的所述布流器（3）下部腔体的两侧面形成锥形腔体的左右侧壁，所述锥形腔体的底端形成水平底面，所述锥形腔体的内部一体设置有水平抑湍板（6），所述水平抑湍板（6）将所述锥形腔体分隔成上部锥形腔体和底部锥形腔体两部分，所述水平抑湍板（6）上均布2～5列导流小孔（7），所述底部锥形腔体靠近水平底面的前后倾斜侧壁上各开有1～2列布流小孔（8），所述底部锥形腔体靠近水平底面的左右侧壁上也分别各开有1～3个辅助布流小孔（7e），所述布流小孔（8）和所述辅助布流小孔（7e）形成金属液布流孔系列，每列所述导流小孔（7）和每列所述布流小孔（8）均沿着所述双转辊（9）的辊宽方向排布。

2.根据权利要求1所述的薄带连铸用多水口稳流布流装置，其特征在于：所述底部锥形腔体的水平底面上开有1～2列增强布流小孔（8f），每列所述增强布流小孔（8f）也均沿着所述双转辊（9）的辊宽方向排布，每个所述增强布流小孔（8f）均与任意一个所述导流小孔（7）位置交错。

3.根据权利要求1或2所述的薄带连铸用多水口稳流布流装置，其特征在于：所述稳流器（2）和所述布流器（3）形成一体构造，即所述稳流器（2）的槽型容器的底部形成水平底板（5），所述水平底板（5）的边缘向外水平延伸形成水平外伸板部分并与所述布流器（3）的腔体内壁相接连成一体，位于所述水平外伸板上部的布流器（3）腔室形成所述液流间隙空间，靠近所述布流器（3）侧壁的水平底板（5）的水平外伸板上也开设有1～3列过流小孔（4），每列所述过流小孔（4）也均沿着所述双转辊（9）的辊宽方向排布。

4.根据权利要求3所述的薄带连铸用多水口稳流布流装置，其特征在于：所述稳流器（2）的底部水平底板（5）上也开设有1～4列分流小孔（4d），每列所述分流小孔（4d）也均沿着所述双转辊（9）的辊宽方向排布，每个所述分流小孔（4d）均与任意一个所述导流小孔（7）位置交错。

5.根据权利要求3所述的薄带连铸用多水口稳流布流装置，其特征在于：所述浸入式水口（1）包括2～4支水口，所述浸入式水口（1）沿所述双转辊（9）的辊宽方向呈“一”字形排列，每个所述浸入式水口（1）均与任意一个所述过流小孔（4）位置交错。

6.根据权利要求4所述的薄带连铸用多水口稳流布流装置，其特征在于：所述导流小孔（7）、布流小孔（8）、辅助布流小孔（7e）、增强布流小孔（8f）、过流小孔（4）、分流小孔（4d）的形状为圆孔、矩形孔或椭圆孔中的任意一种或其中任意不同种形状的组合。

7.根据权利要求5所述的薄带连铸用多水口稳流布流装置，其特征在于：所述浸入式水口（1）形状为双侧孔直筒水口（1a）、分岔形水口（1b）或直筒水口（1c）中的任意一种或其中任意不同种形状的组合。

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