CN108326276A - 一种能适应中间包钢水过热度的水口 - Google Patents

一种能适应中间包钢水过热度的水口 Download PDF

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Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种能适应中间包钢水过热度的水口。该水口由水口本体和水口外套组成，水口外套可组装至水口本体上，也可从水口本体上拆下，水口本体除能起到水口的常规功能外，还能起到加速水口散热的作用，水口外套能起到延缓水口散热的作用，水口本体和水口外套配合使用能起到调节中间包钢水过热度的作用。通过增多或减少水口外壁上固定的水口外套的数量，能增快或减慢水口的散热速度，改善铸坯质量和提高铸机产量。

Description

一种能适应中间包钢水过热度的水口
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种能适应中间包钢水过热度的水口。
背景技术
连铸中间包钢水的合适过热度是保证炼钢-连铸生产工艺稳定、铸坯质量稳定的重要因素，中间包钢水过热度控制合适时，促进铸坯的等轴晶区增长，铸坯组织结构致密，这样有利于减少铸坯中心偏析和疏松，改善铸坯质量和提高铸机的产量，中间包钢水温度过高时会加剧连铸坯柱状晶的发展，导致严重的中心偏析问题，还会使铸坯坯壳减薄增加拉漏的危险，相反，中间包钢水温度过低钢水流动性差，会造成连铸过程中断的危险，因此中间包钢水过热度稳定控制在合适的范围内，具有重要意义。
CN102228986A公开了一种带电磁加热水口的中间包，是通过在包体底部安装了特殊的电磁加热水口，形成能调整和控制水口流温度的中间包；根据需要可在包底安装一个或多个电磁加热水口，形成能够独立控制每个水口流温度的中间包；该中间包加热效率高，能对各浇注流温度独立调整和控制，实现最佳浇铸温度、杜绝水口堵塞、达到低过热度浇铸、提高铸坯质量的目的；该中间包可广泛用于冶金连铸生产，特别是多流、多流大断面、超大断面连铸坯的生产,但由于电磁加热水口只能对钢水进行解热，不能对钢水进行冷却，该技术提供的带电磁加热水口的中间包无法对温度过高的钢水进行温度调整。
在连铸生产中，由于钢包、中间包内钢水向空气中自然散热的影响，每炉钢水浇注前期的温度会比浇注末期的温度高10～15℃，每炉钢水的浇注周期内会有10～15℃的温度波动。由于精炼出钢时温度控制精度的不足，不同炉次间的连铸上钢温度也会出现2～5℃的波动。目前公布的现有连铸技术中没有针对这些中间包钢水温度波动(也即是过热度波动)问题的解决方案。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种能适应中间包钢水过热度的水口及其使用方法，该水口由水口本体和水口外套组成，水口外套可组装至水口本体上，也可从水口本体上拆下，水口本体除能起到水口的常规功能外，还能起到加速水口散热的作用，水口外套能起到延缓水口散热的作用，水口本体和水口外套配合使用能起到调节中间包钢水过热度的作用。
本发明提供一种能适应中间包钢水过热度的水口本体，水口本体1的外壁上加工有20～80条环形隆起。
本发明还提供一种能适应中间包钢水过热度的水口外套，水口外套的截面为半圆状，水口外套的外表面为光滑半圆管状，水口外套的内表面有环形凹陷。
本发明还提供一种能适应中间包钢水过热度的水口，由水口本体和水口外套组成，水口外套组装至水口本体上。水口外套上的环形凹陷与该水口本体外壁上的环形隆起相适应。
优选的，该水口本体的外壁上加工有环形隆起以增加冷却表面积，环形隆起的高度H为5～15mm，环形隆起的宽度A为5～15mm，每两个环形隆起之间的间隔距离为5～15mm，水口使用过程中，由于冷却表面积的扩大，且散热速度与冷却表面积成正比，水口向空气中散热速度增快，可解决中间包钢水温度高的问题。如图1、图2所示。
每两条环形隆起2之间为环形沟槽3，环形沟槽3的深度H为5～15mm，环形沟槽3的宽度B为5～15mm。
相比于外表面光滑的直筒型水口，本发明提供的水口本体外壁的表面积增加1～3倍，水口使用过程中，由于冷却表面积扩大1～3倍，水口向空气中散热速度增快1～3倍，可解决中间包钢水温度高的问题。
同时该水口还配置若干个截面为半圆状的水口外套，如图3、图4、图5、图6所示，水口外套的长度为水口本体1长度的10％～70％，若干个水口外套可通过组合安装固定到水口本体的外壁上，起到保温效果。
优选的，水口外套的材质为石棉板，石棉板中的石棉含量≥70％。水口外套的截面为半圆状，水口外套的外表面为光滑半圆管状，水口外套的内表面有环形凹陷。水口外套5上的环形凹陷7与该水口本体外壁上的环形隆起2相适应，二者形状互补，可紧密结合。水口外套5上的环形凸起6与该水口本体外壁上的环形沟槽3相适应，二者形状互补，可紧密结合，水口本体外壁上的环形隆起2、环状沟槽3可以分别嵌入到水口外套5上的环形凹陷7、环状凸起6内。
优选的，环形凹陷的深度h为5～15mm，环形凹陷的宽带a为5～15mm，每两个环形凹陷之间的间隔距离为5～15mm，水口外套上的环形凹陷与该水口本体外壁上的环形隆起相适应，水口本体外壁上的环形隆起可以嵌入水口外套上的环形凹陷内。优选的，每两个环形凹陷7之间为环形凸起6，环形凸起6的高度h为5～15mm，环形凸起6的宽度b为5～15mm。
若干个个水口外套5可通过组合安装固定到水口本体外壁上，起到保温效果。水口外套的外表面为光滑半圆管状，若中间包钢水温度低时，将若干个截面为半圆状的水口外套安装在水口外壁上，水口本体外壁上的环形隆起嵌入到水口外套内表面的环形凹陷内，水口外套的光滑半圆管状外表面变为水口冷却的外表面，由于冷却表面积变小，且石棉板的绝热效果好，水口向空气中的散热速度变慢，可解决中间包钢水温度低的问题。
优选的，水口外套内表面环形凹陷的底部至水口外套外表面的距离为水口外套的厚度，水口外套的厚度为水口本体厚度的10～20％。
水口外套的外表面有石棉板质的把手，把手可以做为水口外套被夹持时的受力点。
水口外套的固定方式为：采用钢丝或带卡扣的弹簧将水口外套固定在水口本体的外壁上。
水口使用过程中，若中间包钢水的温度高，则减少水口本体外壁上固定的水口外套的数量，若中间包钢水的温度低，则增加水口本体外壁上固定的水口外套的数量。
本发明的优点：采用本发明提供的技术，通过增多或减少水口外壁上固定的水口外套的数量，能增快或减慢水口的散热速度，来适应中间包钢水温度的波动，使结晶器内钢水的温度波动量减少，实现恒温浇注，能起到促进铸坯的等轴晶区增长，减少铸坯的中心偏析和疏松，改善铸坯质量和提高铸机产量的效果。
附图说明
图1为一种适应中间包钢水过热度的水口本体剖面结构示意图。
图2为一种适应中间包钢水过热度的水口本体俯视图。
图3为水口外套的剖面结构示意图。
图4为水口外套的主视图。
图5为水口外套的俯视图。
图6为水口外套的左视图。
其中1为：水口本体，2为：水口本体外壁上的环形隆起，3：水口本体外壁上的环形沟槽，4为：水口渣线层，5为：水口外套，6为水口外套上的环形凸起，7为：水口外套上的环形凹陷。
具体实施方式
采用如图1、图2所示的水口本体，其中水口本体1的外壁上加工有20～80条环形隆起2，环形隆起2的高度H为5～15mm，环形隆起2的宽度A为5～15mm，每两条环形隆起2之间为环形沟槽3，环形沟槽3的深度H为5～15mm，环形沟槽3的宽度B为5～15mm。
相比于外表面光滑的直筒型水口，本发明提供的水口本体外壁的表面积增加1～3倍，水口使用过程中，由于冷却表面积扩大1～3倍，水口向空气中散热速度增快1～3倍，可解决中间包钢水温度高的问题。
采用如图3、图4、图5、图6所示的水口外套5，水口外套5的长度为水口本体1长度的10％～70％，水口外套5的材质为石棉板，石棉板中的石棉含量≥70％，水口外套5的截面为半圆状，水口外套5的外表面为光滑半圆管状，水口外套5的内表面有环形凹陷7，环形凹陷7的深度h为5～15mm，环形凹陷7的宽度a为5～15mm，每两个环形凹陷7之间为环形凸起6，环形凸起6的高度h为5～15mm，环形凸起6的宽度b为5～15mm，水口外套5上的环形凹陷7与该水口本体外壁上的环形隆起2相适应，二者形状互补，可紧密结合。水口外套5上的环形凸起6与该水口本体外壁上的环形沟槽3相适应，二者形状互补，可紧密结合，水口本体外壁上的环形隆起2、环状沟槽3可以分别嵌入到水口外套5上的环形凹陷7、环状凸起6内。
若干个个水口外套5可通过组合安装固定到水口本体外壁上，起到保温效果。若中间包钢水温度低时，将2～14个截面为半圆状的水口外套5组合安装在水口本体外壁上，水口外套5内表面的环形凹陷7、环状凸起6分别嵌入到水口本体外壁上的环形隆起2、环状沟槽3内，水口外套5的光滑半圆管状外表面变为水口冷却的外表面，由于冷却表面积变小，且石棉板的绝热效果好，水口向空气中散热速度变慢70～90％，可解决中间包钢水温度低的问题。
水口外套5内表面环形凹陷7的底部至水口外套5外表面的距离为水口外套5的厚度，水口外套5的厚度为水口本体1厚度的10～20％。
水口外套5的外表面有石棉板质的把手，把手可以做为水口外套5被夹持时的受力点。
水口外套5的固定方式为：采用钢丝或带卡扣的弹簧将水口外套5固定在水口本体的外壁上。
实施例1：
采用如图1、图2所示的水口本体，其中水口本体1的外壁上加工有80条环形隆起2，环形隆起2的高度H为5mm，环形隆起2的宽度A为5mm，每两条环形隆起2之间为环形沟槽3，环形沟槽3的深度H为5mm，环形沟槽3的宽度B为5mm，水口使用过程中，由于冷却表面积的扩大1倍，水口向空气中散热速度增快1倍，可解决中间包钢水温度高的问题。
采用如图图3、图4、图5、图6所示的水口外套5，水口外套5的长度为水口本体1长度的70％，水口外套5的材质为石棉板，石棉板中的石棉含量为70％，水口外套5的截面为半圆状，水口外套5的外表面为光滑半圆管状，水口外套5的内表面有环形凹陷7，环形凹陷7的深度h为5mm，环形凹陷7的宽度a为5mm，每两个环形凹陷7之间为环形凸起6，环形凸起6的高度h为5mm，环形凸起6的宽度b为5mm，水口外套5上的环形凹陷7与该水口本体1外壁上的环形隆起2相适应，二者形状互补，可紧密结合。水口外套5上的环形凸起6与该水口本体外壁上的环形沟槽3相适应，二者形状互补，可紧密结合，水口本体1外壁上的环形隆起2、环状沟槽3可以分别嵌入到水口外套5上的环形凹陷7、环状凸起6内。
若干个个水口外套5可通过组合安装固定到水口本体1的外壁上，起到保温效果。若中间包钢水温度低时，将2个截面为半圆状的水口外套5安装在水口本体1的外壁上，每两个半圆状水口外套5组合成一个圆形的水口外套，水口外套5内表面的环形凹陷7、环状凸起6分别嵌入到水口本体1外壁上的环形隆起2、环状沟槽3内，水口外套5的光滑半圆管状外表面变为水口本体冷却的外表面，由于冷却表面积变小，且石棉板的绝热效果好，水口向空气中散热速度变慢70％，可解决中间包钢水温度低的问题。
水口外套5内表面环形凹陷7的底部至水口外套5外表面的距离为水口外套5的厚度，水口外套5的厚度为水口本体厚度的10％。
水口外套5的外表面有石棉板质的把手，把手可以做为水口外套5被夹持时的受力点。
水口外套5的固定方式为：采用钢丝或带卡扣的弹簧将水口外套5固定在水口本体的外壁上。
通过使用本发明提供的能适应中间包钢水过热度的水口，通过增多或减少水口外壁上固定的水口外套5的数量，能增块或减慢水口的散热速度，来适应中间包钢水温度的波动，使结晶器内钢水的温度波动量减少，结晶器内钢水的温度波动小于3℃，实现恒温浇注，铸坯质量得到提升，铸坯的等轴晶比例提高5％，中心偏析降低0.5级。
实施例2：
采用如图1、图2所示的水口本体，其中水口本体1的外壁上加工有20条环形隆起2，环形隆起2的高度H为15mm，环形隆起2的宽度A为5mm，每两条环形隆起2之间为环形沟槽3，环形沟槽3的深度H为15mm，环形沟槽3的宽度B为5mm，水口使用过程中，由于冷却表面积扩大了3倍，水口向空气中散热速度增快3倍，可解决中间包钢水温度高的问题。
采用如图图3、图4、图5、图6所示的水口外套5，水口外套5的长度为水口本体1长度的10％，水口外套5的材质为石棉板，石棉板中的石棉含量为85％，水口外套5的截面为半圆状，水口外套5的外表面为光滑半圆管状，水口外套5的内表面有环形凹陷7，环形凹陷7的深度h为15mm，环形凹陷7的宽度a为5mm，每两个环形凹陷7之间为环形凸起6，环形凸起6的高度h为15mm，环形凸起6的宽度b为5mm，水口外套5上的环形凹陷7与该水口外壁上的环形隆起2相适应，二者形状互补，可紧密结合。水口外套5上的环形凸起6与该水口外壁上的环形凹陷7相适应，二者形状互补，可紧密结合，水口本体1外壁上的环形隆起2、环状沟槽3可以分别嵌入到水口外套5上的环形凹陷7、环状凸起6内。
若干个个水口外套5可通过组合安装固定到水口本体1的外壁上，起到保温效果。若中间包钢水温度低时，根据钢水温度与目标温度的差值，将2～14个截面为半圆状的水口外套5安装在水口本体1的外壁上，每两个半圆状水口外套5组合成一个圆形的水口外套，水口外套5内表面的环形凹陷7、环状凸起6分别嵌入到水口本体外壁上的环形隆起2、环状沟槽3内，水口外套5的光滑半圆管状外表面变为水口冷却的外表面，由于冷却表面积变小，且石棉板的绝热效果好，水口向空气中散热速度变慢90％，可解决中间包钢水温度低的问题。
水口外套5内表面环形凹陷7的底部至水口外套5外表面的距离为水口外套5的厚度，水口外套5的厚度为水口本体厚度的20％。
水口外套5的外表面有石棉板质的把手，把手可以做为水口外套5被夹持时的受力点。
水口外套5的固定方式为：采用钢丝或带卡扣的弹簧将水口外套5固定在水口本体的外壁上。
通过使用本发明提供的能适应中间包钢水过热度的水口，通过增多或减少水口外壁上固定的水口外套5的数量，能增块或减慢水口的散热速度，来适应中间包钢水温度的波动，使结晶器内钢水的温度波动量减少，结晶器内钢水的温度波动小于2℃实现恒温浇注，铸坯质量提升，铸坯的等轴晶比例提高10％，中心偏析降低0.5级。
实施例3：
其他同实施例1。不同之处在于：
采用如图1、图2所示的水口本体，其中水口本体1的外壁上加工有40条环形隆起2，环形隆起2的高度H为10mm，环形隆起2的宽度A为5mm，每两条环形隆起2之间为环形沟槽3，环形沟槽3的深度H为10mm，环形沟槽3的宽度B为5mm，水口使用过程中，由于冷却表面积扩大了2倍，水口向空气中散热速度增快2倍，可解决中间包钢水温度高的问题。
采用如图3、图4、图5、图6所示的水口外套5，水口外套5的长度为水口本体1长度的20％，水口外套5的材质为石棉板，石棉板中的石棉含量为85％，水口外套5的截面为半圆状，水口外套5的外表面为光滑半圆管状，水口外套5的内表面有环形凹陷7，环形凹陷7的深度h为10mm，环形凹陷7的宽度a为5mm，每两个环形凹陷7之间为环形凸起6，环形凸起6的高度h为10mm，环形凸起6的宽度b为5mm，水口外套5上的环形沟7槽与该水口外壁上的环形隆起2相适应，二者形状互补，可紧密结合。水口外套5上的环形凸起6与该水口外壁上的环形凹陷7相适应，二者形状互补，可紧密结合，水口本体1外壁上的环形隆起2、环状沟槽3可以分别嵌入到水口外套5上的环形凹陷7、环状凸起6内。
若干个个水口外套5可通过组合安装固定到水口本体1的外壁上，起到保温效果。若中间包钢水温度低时，根据钢水温度与目标温度的差值，将3～10个截面为半圆状的水口外套5安装在水口本体1的外壁上，每两个半圆状水口外套5组合成一个圆形的水口外套，水口外套5内表面的环形凹陷7、环状凸起6分别嵌入到水口本体外壁上的环形隆起2、环状沟槽3内，水口外套5的光滑半圆管状外表面变为水口冷却的外表面，由于冷却表面积变小，且石棉板的绝热效果好，水口向空气中散热速度变慢80％，可解决中间包钢水温度低的问题。
水口外套5内表面环形凹陷7的底部至水口外套5外表面的距离为水口外套5的厚度，水口外套5的厚度为水口本体厚度的15％。
水口外套5的外表面有石棉板质的把手，把手可以做为水口外套5被夹持时的受力点。
水口外套5的固定方式为：采用钢丝将水口外套5固定在水口外壁上。
通过使用本发明提供的能适应中间包钢水过热度的水口，通过增多或减少水口外壁上固定的水口外套5的数量，能增块或减慢水口的散热速度，来适应中间包钢水温度的波动，使结晶器内钢水的温度波动量减少，结晶器内钢水的温度波动小于2℃实现恒温浇注，铸坯质量提升，铸坯的等轴晶比例提高8％，中心偏析降低0.5级。

Claims (10)

1.一种能适应中间包钢水过热度的水口本体，水口本体(1)的外壁上加工有20～80条环形隆起。
2.如权利要求1所述的水口本体，其特征在于，该水口本体的外壁上加工有环形隆起，环形隆起的高度H为5～15mm，环形隆起的宽度A为5～15mm，每两个环形隆起之间的间隔距离为5～15mm。
3.如权利要求1或2所述的水口本体，其特征在于，每两条环形隆起(2)之间为环形沟槽(3)，环形沟槽(3)的深度H为5～15mm，环形沟槽(3)的宽度B为5～15mm。
4.一种能适应中间包钢水过热度的水口外套，水口外套的截面为半圆状，水口外套的外表面为光滑半圆管状，水口外套的内表面有环形凹陷。
5.如权利要求4所述的水口外套，其特征在于，环形凹陷的深度h为5～15mm，环形凹陷的宽带a为5～15mm，每两个环形凹陷之间的间隔距离为5～15mm；
每两个环形凹陷(7)之间为环形凸起(6)，环形凸起(6)的高度h为5～15mm，环形凸起(6)的宽度b为5～15mm。
6.如权利要求4所述的水口外套，其特征在于，水口外套的外表面有石棉板质的把手。
7.一种能适应中间包钢水过热度的水口，由水口本体和水口外套组成，水口外套组装至水口本体上；水口外套上的环形凹陷与该水口本体外壁上的环形隆起相适应；
水口外套(5)上的环形凹陷(7)与该水口本体外壁上的环形隆起(2)相适应，二者形状互补，水口外套(5)上的环形凸起(6)与该水口本体外壁上的环形沟槽(3)相适应，二者形状互补，水口本体外壁上的环形隆起(2)、环状沟槽(3)分别嵌入到水口外套(5)上的环形凹陷(7)、环状凸起(6)内。
8.如权利要求7所述的能适应中间包钢水过热度的水口，其特征在于，
水口外套的长度为水口本体(1)长度的10％～70％，若干个水口外套通过组合安装固定到水口本体的外壁上；
水口外套的厚度为水口本体厚度的10～20％。
9.如权利要求7-8任一项所述的能适应中间包钢水过热度的水口的安装方法，
若干个水口外套可通过组合安装固定到水口本体的外壁上，起到保温效果；
水口本体外壁上的环形隆起(2)、环状沟槽(3)可以分别嵌入到水口外套(5)上的环形凹陷(7)、环状凸起(6)内。
10.如权利要求9所述的能适应中间包钢水过热度的水口的安装方法，水口外套的固定方式为：采用钢丝或带卡扣的弹簧将水口外套固定在水口本体的外壁上。
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