CN108213364A - 一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器 - Google Patents

一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器 Download PDF

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任青文
高绪杰
丁明凯
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闵范磊
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Abstract

本发明涉及一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器，所述的布流器本体由垂直段、斜面段、底部圆弧段和端面围合而成一个开口向上的腔体结构；所述的斜面段上分布有两排间隔排布的布流水口，且两排布流水口呈现正弦形排布；布流器两侧的端面下部也设有两个端面布流孔，端面上部设置有吊装孔，易于布流器的安装和调整。通过本发明采用的楔形布流器结构可以提高铸轧熔池出口温度的均匀性，同时还可以降低液面波动，控制液面湍动在合理范围之内，保证连铸过程的顺利进行，提高铸带产品的质量。

Description

一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器
技术领域
本发明属于薄带连铸技术领域，尤其涉及一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器。
背景技术
双辊薄带连铸技术是近代冶金工业中的一项前沿性技术，该技术可以直接将高温金属液铸轧形成薄带钢板，铸轧厚度可达到0.1mm~10mm范围。高温钢液在铸轧熔池内的流动形态是影响薄带产品质量的关键因素之一。研究发现，当熔池液面波动幅度大于±2mm时，薄带板就会出现纵向裂纹。另外如果钢液在熔池内混合不均匀，则会因为凝固过程不稳定而出现夹杂冷钢现象。楔形布流器是布流系统的重要组成部分，其结构设计与水口参数对熔池出口温度和液面波动有着至关重要的影响。
申请号为02283420.6的专利公开了一种布流器，布流器底部开有至少一个布流孔，熔池中的钢液会直接从底部布流孔流出，不利于熔池内部的稳定；申请号为200820060125.3的专利公开了一种漏斗形布流器，该布流器端面没有布流孔，侧封板处钢液更新较慢，容易板结冷钢。
申请号为200820060124.9、200810034111.9、201120177177.0、201310321623.4所公开的布流器，其侧面水口都是单排水平间隔排布的，这些布流器存在以下不足：
1、沿熔池宽度方向，熔池出口温度值近似成正弦曲线分布，并且熔池出口温差较大；
2、楔布流器端面水口倾角为0°时，熔池两侧近侧封板位置的钢液温度远低于熔池中部，熔池两边角部分出现冷钢，不利于边部薄板带的形成；
3、熔池液面湍动能分布不均匀，液面波动幅度过大，薄带板容易出现纵向裂纹。
因此有必要对传统楔形布流器进行合理设计，使熔池的温度场进一步均匀化，提高生产质量。
发明内容
本发明提供了一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器，它可以有效降低熔池出口温度差值，使熔池内部钢液混合更加均匀，将熔池自由液面波动幅度控制在合理范围内，从而提高薄带产品的生产质量。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器，其特征在于，布流器本体由垂直段、斜面段、底部圆弧段和端面围合而成一个开口向上的腔体结构。其中，垂直段与斜面段平滑过渡；斜面段上分布有两排间隔排布的布流水口，分别为主布流水口和辅助布流水口，两排布流水口呈现正弦形排布；布流器两侧的端面下部也设有两个端面布流孔，端面上部设置有吊装孔，易于布流器的安装和调整。
进一步，作为优选，所述的主布流水口与辅助布流水口形状相同，均为键槽形结构，但主布流水口长度比辅助布流水口长3mm~5mm，两排布流水口的高度相差10mm~20mm；斜面段12上的布流水口与水平面之间的夹角为α，锥度角为β，其中，主布流水口轴线与水平面之间的夹角为α1，锥度角为β1，辅助布流水口轴线与水平面之间的夹角为α2，锥度角为β2，α1、α2取值范围为0°~30°，β1、β2的取值范围为0°~40°。辅助布流水口轴线与底部圆弧最低点高度差在40mm~60mm之间。
进一步，作为优选，所述的端面布流孔轴线与水平面夹角为γ，其取值范围为0°~25°，端面布流孔轴线与底部圆弧最低点高度差在40mm~70m之间。
本发明具有如下的有益效果：通过本发明专利采用的楔形布流器结构可以提高铸轧熔池出口温度的均匀性，有效改善熔池出口温差过大问题，从而使铸带凝固Kiss点高度尽可能均匀一致，同时该结构还可以降低液面波动，控制液面湍动在合理范围之内，保证连铸过程的顺利进行，提高铸带产品的质量。
附图说明
图1是本发明实施例所述的一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器立体示意图。
图2是本发明实施例所述的楔形布流器左视图。
图3是本发明实施例所述的楔形布流器正视图。
图4是图2的A-A剖视图。
图5是图3的B-B剖视图。
图6是图1沿主布流水口轴线方向的C-C剖视图。
图7是本发明实施例中的1/4熔池流线图。
图8是本发明实施例中的1/4熔池液面湍动能分布图。
图9是本发明实施例中的1/4熔池流速矢量图。
图中，1、布流器本体；11、垂直段；12、斜面段；13、底部圆弧面；14、端面；100、容钢室；121、主布流水口；122、辅助布流水口；141、吊装孔；142、端面布流孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器，包括：布流器本体1、垂直段11、斜面段12、底部圆弧面13、端面14、容钢室100、主布流水口121、辅助布流水口122、吊装孔141、端面布流孔142。其特征在于，所述布流器本体1由垂直段11、斜面段12、底部圆弧段13和端面14围合而成一个开口向上的腔体结构。其中，垂直段11与斜面段12平滑过渡；斜面段12上分布有两排间隔排布的布流水口，分别为主布流水口121和辅助布流水口122，两排布流水口呈现正弦形排布；布流器两侧的端面14下部也设有两个端面布流孔142，端面上部设置有吊装孔141，易于布流器的安装和调整。
进一步，作为优选，所述的主布流水口121与辅助布流水口122形状相同，均为键槽形结构，但主布流水口121长度比辅助布流水口122长3mm~5mm，两排布流水口的高度相差10mm~20mm；斜面段12上的布流水口与水平面之间的夹角为α，如图5所示，锥度角为β，如图6所示，其中，主布流水口121轴线与水平面之间的夹角为α1，锥度角为
β1，辅助布流水口122轴线与水平面之间的夹角为α2，锥度角为β2，α1、α2取值范围为0°~30°，β1、β2的取值范围为0°~40°。辅助布流水口122轴线与底部圆弧最低点高度差在40mm~60mm之间。
进一步，作为优选，所述的端面布流孔142轴线与水平面夹角为γ，如图4所示其取值范围为0°~25°，端面布流孔142轴线与底部圆弧最低点高度差在40mm~70m之间。
本发明提供一种实施例，主布流水口121与水平面之间的夹角α1设置为20°，锥度角β1设置为0°；辅助布流水口122与水平面之间的夹角α2设置为20°，锥度角β2设置为0°；主布流水口121长度比辅助布流水口122长4mm，两排布流水口的高度相差15mm；端面布流孔142轴线与水平面夹角γ设置为20°。使用时，将布流器本体1放置于两结晶辊上方，调节熔池液位高度到290mm位置，开浇后，高温钢液从钢包中流入中间包内，后通过分配器进入楔形布流器的容钢室100内，然后钢液经过布流器的主布流水口121、辅助布流水口122和端面布流孔142均匀流入铸轧熔池内，最后熔池中的钢液在两个相向转动的水冷结晶辊的冷却下快速凝固，并在结晶辊的轧制作用下形成均匀的薄带钢板。
本实施例经过建立三维流热耦合模型，得到了熔池钢液的流场与温度场的分布规律图。图7是按实施例参数建模仿真后分析得到的1/4熔池流线分布图，图中可以看出，从布流器的主布流水口121和辅助布流水口122流出的钢液流速更加均匀，熔池中下部的回旋区混合程度较好，有利于沿熔池宽度方向钢液混合均匀稳定。在熔池上部，钢液上行回流速度减弱，有利于降低液面湍动，图8为仿真得到的熔池自由液面湍动能云图分布，可以看出，自由液面湍动能值分布在0.0048J/kg以下，并且湍动能分布均匀，液面波动幅度降低。图9为1/4熔池流速矢量图，从图中可以看出，从布流器的主布流水口121和辅助布流水口122两排高低不同的布流孔流出的下行钢液在距离出口高度113mm左右位置分离成上下两个流股，并且流股分离位置沿熔池宽度方向高低基本保持水平，该结构可以使熔池下部钢液旋涡最低点保持稳定，更有利于熔池内部流场和温度场的均匀化。

Claims (2)

1.一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器，其特征在于，所述的楔形布流器斜面段上分布有两排间隔排布的布流水口，分别为主布流水口和辅助布流水口，两排布流水口呈现正弦形排布。
2.如权利要求1所述的一种双辊薄带连铸用双排布流水口型楔形布流器，其特征在于，所述的主布流水口的锥度角为β1，辅助布流水口的锥度角为β2，β1、β2的取值范围为0°~40°。
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