CN104511586A - 用于连铸机的喷嘴装置以及包括该装置的连铸机中间包 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于连铸机的喷嘴装置以及包括该喷嘴装置的连铸机中间包。所述喷嘴装置包括：中间包水口，用于可更换地嵌在连铸机中间包容器的钢水出口中，该中间包水口的中央有出钢通道，该中间包水口的下部有插入槽；喷嘴，可更换地插在中间包水口的插入槽中，喷嘴的中央形成有空腔，喷嘴的侧壁形成有喷孔；加热器，设置在喷嘴周围。同一温度下，喷嘴的热膨胀系数大于中间包水口的热膨胀系数，使得在加热器加热时，喷嘴与中间包水口的插入槽之间紧密结合。该喷嘴装置用于连铸机中间包时，其钢水出口处钢水压力大、且可以保温，从而可以防止钢水出口堵塞，并保证钢水均匀地喷向水冷结晶辊，另外该喷嘴装置的结构简单紧凑、便于加工更换。

Description

用于连铸机的喷嘴装置以及包括该装置的连铸机中间包

技术领域

本发明涉及钢铁铸造领域，具体说，涉及一种用于连铸机的喷嘴装置以及包括该装置的连铸机中间包。

背景技术

在钢铁产品的生产过程中，经常需要将精炼后的钢水铸成不同类型的钢坯。连铸机就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的设备。

图1为立体图，示出了现有技术中的一种典型的双辊连铸机的示意构造，图2为该连铸机的侧视图。如图1和图2所示，现有的双辊连铸机10主要包括中间包1、分配器2、布流器3、两个水冷结晶辊4等，其中，两个水冷结晶辊4相隔一定的间隙，并且按照相对的方向转动，其两侧设有用耐火材料制作的侧封板5，从而形成熔池6。布流器3的出钢口3a处于熔池6中，分配器2的上端连接中间包1、下端置于布流器3中。在连铸过程中，贮存在中间包1内的钢水经分配器2流入布流器3，布流器3中的钢水经出钢口3a流入熔池6内，熔池6中的钢水经过水冷结晶辊4冷却并通过水冷结晶辊4之间的间隙后形成铸坯7。实践证明，分配器2和布流器3的形状和布置可以影响熔池6内钢水的流动形态、温度分布以及液面波动状况，从而可以影响铸坯7的质量。当布流器3流出的钢水均匀地喷射到两个水冷结晶辊4的辊面上时，熔池6内的钢水的流动稳定性最好，从而铸造出的铸坯7的质量最好。

为了使布流器3流出的钢水均匀地喷射到两个水冷结晶辊4的辊面上，如图1所示，布流器3可以形成为平行于水冷结晶辊4轴心线方向延伸的槽形或楔形容器，其侧壁上均匀地形成有多个孔状出钢口3a。相应地，分配器2可以形成丁字形管状结构。图3是侧视图，示出了现有的丁字形管状分配器的结构。如图3所示，丁字形管状分配器2包括纵向管2a和横向管2b，其中，纵向管2a的上部与中间包1连通，下部与横向管2b的中部连通；横向管2b的侧壁上均匀地形成有多个出钢通孔2c。分配器2的横向管2b置于布流器3内，并且平行于水冷结晶辊4的轴心线方向延伸。这样，中间包1中的钢水可以通过分配器2的横向管2b上的出钢通孔2c均匀地流入布流器3中，而布流器3中的钢水则通过其侧壁上的出钢口3a均匀地喷向水冷结晶辊4。

分配器2还可以形成其它结构。图4是剖视图，示出了狭缝式分配器的横截面。如图4所示，狭缝式分配器2’的出钢通孔2c’形成为狭缝状，该出钢通孔2c’沿着平行于水冷结晶辊4轴心线的方向(即，垂直于图4中的纸面的方向)延伸。

以上描述了目前应用比较成功的分配器和布流器的例子。但这些分配器和布流器所构成的布流系统存在如下的不足。首先，分配器和布流器是分开的，因此结构不紧凑。其次，在分配器下部的边角处(例如图1中的分配器2的横向管2b的末端处)，钢水温度较低、钢水压力也较低，容易在布流器中形成紊流，影响布流器中的钢水的均匀性。再者，布流器出钢口处的钢水压力也比较低，再加上布流器的温度会下降，因此容易导致布流器出钢口形成堵塞，影响连续浇铸。最后，分配器的结构也比较复杂，不易加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于连铸机的喷嘴装置以及包括该装置的连铸机中间包，该喷嘴装置的钢水出口处钢水压力大、且可以保温，从而可以防止钢水出口堵塞，并保证钢水均匀地喷向水冷结晶辊，另外该喷嘴装置的结构简单紧凑、便于加工和更换。

为了实现以上目的，在本发明的一个方面，提供一种用于连铸机的喷嘴装置，其包括：中间包水口，用于可更换地嵌在连铸机的中间包容器的钢水出口中，该中间包水口的中央形成有出钢通道，该中间包水口的下部形成有插入槽；喷嘴，可更换地插在中间包水口的插入槽中，该喷嘴的中央形成有空腔，该喷嘴的侧壁形成有喷孔，并且该喷嘴的空腔与中间包水口的出钢通道以及与该喷嘴的喷孔连通，该喷嘴的喷孔露在所述插入槽外；加热器，该加热器设置在喷嘴的周围。其中，同一温度下，所述喷嘴的热膨胀系数大于所述中间包水口的热膨胀系数，使得在所述加热器加热时，喷嘴与中间包水口的插入槽之间紧密结合。

优选地，所述喷嘴的喷孔可以为带倒角的扁方形孔，该喷孔可以沿平行于水冷结晶辊的轴心线方向延伸。

另外，所述喷嘴的喷孔可以形成在该喷嘴的一个侧壁或两个侧壁上。喷嘴的喷孔形成在喷嘴的一个侧壁上可以适用于单辊连铸，喷嘴的喷孔形成在喷嘴的两个侧壁上可以适用于双辊连铸。所述喷嘴的喷孔也可以形成在该喷嘴的顶端。

另外，优选地，所述加热器可以包括多个加热棒，该多个加热棒可以分别插入形成在所述插入槽的槽壁上的多个插孔内，这样，加热器均匀分布在喷嘴的周围，可以对喷嘴和中间包水口进行加热，以保持该喷嘴装置的钢水出口处的温度。

另外，优选地，在800℃～1000℃温度下，喷嘴的热膨胀系数可以为中间包水口的热膨胀系数的1.1倍～1.3倍。这样，既可以使喷嘴与中间包水口之间在加热器加热时紧密结合，又可以使中间包水口能够承受喷嘴的膨胀作用力。

另外，优选地，喷嘴的形成材料可以为氮化硼，中间包水口的形成材料可以为氧化铝或镁砂。

在本发明的另一方面，提供一种连铸机中间包，其包括：中间包容器，该中间包容器具有钢水入口和钢水出口；前述喷嘴装置，该喷嘴装置的中间包水口可更换地嵌在中间包容器的钢水出口中；塞板，该塞板可移动地设置在所述喷嘴装置的中间包水口的出钢通道的入口处。

另外，所述中间包容器的钢水出口可以设置在该中间包容器的底部或侧壁上，以分别适用于中间包底部出钢和侧部出钢的情形。

从上面的描述和实践可知，本发明提供的用于连铸机的喷嘴装置将中间包水口和喷嘴组合起来，在连铸过程中，通过加热器加热，利用中间包水口和喷嘴的热膨胀系数的差异使两者紧密结合；在连铸过程结束后，加热器不再加热，温度降下来后，中间包水口和喷嘴之间可以分离，从而便于更换喷嘴。由于中间包水口和喷嘴结合起来，替代了现有技术中的彼此分离的分配器和布流器，因此，结构更加紧凑，且喷嘴装置的钢水出口处钢水压力大、又可以保温，从而可以防止钢水出口堵塞，并保证钢水均匀地喷向水冷结晶辊。另外，该喷嘴装置的结构简单、便于加工。

附图说明

图1为立体图，示出了现有技术中的一种典型的双辊连铸机的示意构造；

图2为图1中的连铸机的侧视图；

图3是侧视图，示出了现有的丁字形管状分配器的结构；

图4是剖视图，示出了狭缝式分配器的横截面；

图5是剖视图，示出了本发明的一个实施例所述的用于连铸机的喷嘴装置的横截面结构；

图6剖视图，示出了图5中的喷嘴装置中的中间包水口和加热器的横截面结构；

图7是剖视图，示出了图5中的喷嘴装置中的喷嘴的横截面结构；

图8为剖视图，示出了本发明的一个实施例所述的连铸机中间包的结构；

图9为剖视图，示出了本发明的另一实施例所述的连铸机中间包的结构。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的用于连铸机的喷嘴装置以及包括该喷嘴装置的中间包的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

图5是剖视图，示出了本发明的一个实施例所述的用于连铸机的喷嘴装置的横截面结构，图6剖视图，示出了该喷嘴装置中的中间包水口和加热器的横截面结构，图7是剖视图，示出了该喷嘴装置中的喷嘴的横截面结构。如图5、图6和图7所示，本发明的一个实施例所述的用于连铸机的喷嘴装置100包括中间包水口20、喷嘴30和加热器40。

中间包水口20用于可更换地嵌在连铸机的中间包容器的钢水出口中(后面将描述)。中间包水口20的中央形成有出钢通道21，用于使中间包容器内的钢水流过，中间包水口20的下部形成有插入槽22。插入槽22可以为楔型插入槽或燕尾型插入槽。

喷嘴30可更换地插在中间包水口20的插入槽22中，具体说，设计插入槽22和喷嘴30的形状和尺寸，使得两者匹配，并且喷嘴30可以容易地沿着垂直于图5中的纸面的方向插入中间包水口20的插入槽22中。喷嘴30的中央形成有空腔31，喷嘴30的侧壁形成有喷孔32，并且中间包水口20的出钢通道21、喷嘴30的空腔31以及喷嘴30的喷孔32相互连通。喷嘴30的喷孔32露在插入槽22外。中间包容器中的钢水可以依次流经中间包水口20的出钢通道21、喷嘴30的空腔31，并从喷嘴30的喷孔32流出。同一温度下，要求喷嘴30的热膨胀系数大于中间包水口20的热膨胀系数。例如，在800℃～1000℃的温度下，喷嘴30的热膨胀系数可以为中间包水口20的热膨胀系数的1.1倍～1.3倍。

喷嘴30的形成材料可以为氮化硼，中间包水口20的形成材料可以为氧化铝或镁砂。但本发明不限于此。

喷嘴30的喷孔32可以为带倒角的扁方形孔，与水冷结晶辊4的辊长匹配。根据连铸机的类型(例如双辊连铸机或单辊连铸机)，喷嘴30的喷孔32可以形成在该喷嘴30的一个侧壁或两个侧壁上，也可以或形成在该喷嘴的顶端。例如，喷嘴30的喷孔32形成在喷嘴30的一个侧壁上或形成在喷嘴30的顶端上的情形适合用于单辊连铸机，喷嘴30的喷孔32形成在喷嘴30的两个侧壁上的情形适合用于双辊连铸机。

加热器40设置在喷嘴30的周围，用来对喷嘴30和中间包水口20加热。在本实施例中，加热器40可以包括多个加热棒41，多个加热棒41可以分别插入形成在插入槽22的槽壁上的多个插孔内。连铸前，加热器40对喷嘴30和中间包水口20进行加热，由于喷嘴30的热膨胀系数大于中间包水口20的热膨胀系数，因此，喷嘴30与中间包水口20的插入槽22之间可以紧密结合。

从上面的描述和实践可知，本发明提供的用于连铸机的喷嘴装置100将中间包水口20和喷嘴30组合起来，在连铸过程进行之前，通过加热器40加热，利用中间包水口20和喷嘴30的热膨胀系数的差异使两者紧密结合；在连铸过程进行中，加热器40可以对喷嘴30进行保温；在连铸过程结束后，加热器40不再加热，温度降下来后，中间包水口20和喷嘴30之间可以分离，从而便于更换喷嘴。由于中间包水口20和喷嘴30结合起来，替代了现有技术中的彼此分离的分配器2和布流器3，因此，结构更加紧凑，且喷嘴装置的钢水出口处钢水压力大、又可以保温，从而可以防止钢水出口堵塞，并保证钢水均匀地喷向水冷结晶辊4。另外，该喷嘴装置100的结构简单、便于加工。

图8为剖视图，示出了本发明的一个实施例所述的连铸机中间包的结构。如图8所示，本实施例所述的连铸机中间包1000包括中间包容器200、前述喷嘴装置100和塞板300。其中，中间包容器200具有钢水入口201和钢水出口202，本发明所述的喷嘴装置100中的中间包水口20可更换地嵌在中间包容器200的钢水出口202中，塞板300可移动地设置在喷嘴装置100的中间包水口20的出钢通道21的入口处。

当使用本实施例所述的连铸机中间包1000进行钢坯铸造时，首先，将喷嘴装置100中的喷嘴30插在中间包水口20下部的插入槽22中，然后加热(例如，加热到1000℃左右)，使喷嘴30与中间包水口20之间紧密结合。

此时，塞板300设置在中间包水口20的出钢通道21的入口处以堵住出钢通道21，然后从中间包容器200的钢水入口201向中间包容器200内注入钢水。

待钢水注入到中间包容器200中的预定液面高度203时，提起塞板300，使钢水通过喷嘴装置100喷向水冷结晶辊，从而开始进行钢坯连铸。

在本实施例中，中间包容器200的钢水出口202设置在该中间包容器200的底部，此配置适用于中间包1000底部出钢的情形。但本发明不限于此，中间包容器200的钢水出口202也可以设置在该中间包容器200的侧壁上，此配置适用于中间包1000侧部出钢的情形。图9为剖视图，示出了本发明的另一个实施例所述的连铸机中间包的结构。在图9所示的实施例中，中间包容器200的钢水出口202设置在该中间包容器200的侧壁上。

本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的用于连铸机的喷嘴装置以及包括该喷嘴装置的连铸机中间包，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进和组合。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (8)

1.一种用于连铸机的喷嘴装置，其特征在于，包括：

中间包水口，用于可更换地嵌在连铸机的中间包容器的钢水出口中，该中间包水口的中央形成有出钢通道，该中间包水口的下部形成有插入槽；

喷嘴，可更换地插在所述中间包水口的插入槽中，该喷嘴的中央形成有空腔，该喷嘴的侧壁形成有喷孔，并且该喷嘴的空腔与所述中间包水口的出钢通道以及与该喷嘴的喷孔连通，该喷嘴的喷孔露在所述插入槽外；

加热器，该加热器设置在所述喷嘴的周围；

其中，同一温度下，所述喷嘴的热膨胀系数大于所述中间包水口的热膨胀系数，使得在所述加热器加热时，所述喷嘴与所述中间包水口的插入槽之间紧密结合。

2.如权利要求1所述的用于连铸机的喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴的喷孔为带倒角的扁方形孔。

3.如权利要求1所述的用于连铸机的喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴的喷孔形成在该喷嘴的一个侧壁或两个侧壁上，或形成在该喷嘴的顶端。

4.如权利要求1所述的用于连铸机的喷嘴装置，其特征在于，所述加热器包括多个加热棒，该多个加热棒分别插入形成在所述插入槽的槽壁上的多个插孔内。

5.如权利要求1所述的用于连铸机的喷嘴装置，其特征在于，在800℃～1000℃的温度下，所述喷嘴的热膨胀系数是所述中间包水口的热膨胀系数的1.1倍～1.3倍。

6.如权利要求1所述的用于连铸机的喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴的形成材料为氮化硼，所述中间包水口的形成材料为氧化铝或镁砂。

7.一种连铸机中间包，其特征在于，包括：

中间包容器，该中间包容器具有钢水入口和钢水出口；

如权利要求1所述的喷嘴装置，该喷嘴装置的中间包水口可更换地嵌在所述中间包容器的钢水出口中；

塞板，该塞板可移动地设置在所述喷嘴装置的中间包水口的出钢通道的入口处。

8.如权利要求7所述的连铸机中间包，其特征在于，所述中间包容器的钢水出口设置在该中间包容器的底部或侧壁上。