CN115635051A - 一种具有防下渣功能的薄带连铸布流水口 - Google Patents

Abstract

本发明属于薄带铸轧技术领域，涉及一种具有挡渣功能的薄带连铸布流水口，其特征在于，主体结构包括布流水口本体，布流水口本体为由内壁、外壁及两端面围成的向上开口的腔体结构，外壁包括上层外壁、中层外壁和下层外壁；中层外壁与下层外壁之间通过挡渣堰连接，挡渣堰与中层外壁连接处的水平线低于挡渣堰与下层外壁连接处的水平线；下层外壁上设置有水平向上倾斜的出钢口；通过改变出钢口的角度，并在布流水口的中层设置挡渣堰，利用流场原理将钢渣聚集在挡渣区内，结构设计原理科学，设备简单，除渣效果好、速度快，成本低，市场前景广阔。

Description

一种具有防下渣功能的薄带连铸布流水口

技术领域：

本发明属于薄带铸轧技术领域，涉及一种具有防下渣功能的薄带连铸布流水口。

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成薄带钢板，铸轧厚度可达到0.1mm-10mm范围，极大缩短热轧带钢的生产流程，是目前流程最短的热轧带钢生产技术。薄带连铸过程是金属的亚快速凝固过程，能成为应对高合金材料加工中最棘手的塑性、偏析、夹杂、均匀性、能耗等问题的重要解决办法。

双辊薄带连铸工艺与传统连铸即有区别又有联系，其工艺是将中间包的金属液体通过浸入式布流水口分配到结晶器和侧封板组成的结晶容器内形成“熔潭”，高温金属液在旋转的结晶辊表面逐渐凝固，并通过挤压形成金属薄带。薄带产品的质量好坏，与“熔潭”内流场的状态、温度场的分布、钢水的纯净度都直接相关。若熔潭表面的钢渣随钢流进入结晶器中，很容易形成夹渣、断带、带材版型变差等事故。熔潭表面的钢渣可能来源于钢水冶炼过程中原材料带来的夹杂、钢水冶炼过程中与空气反应产生的夹杂、钢水与耐材反应产生的夹杂等。熔渣的产生不可避免，因此，如何防止钢渣进入到结晶器当中造成生产事故，对流场、熔潭表面吸渣设计等提出了严苛的要求。

中国专利申请CN201010260752.3公开了一种防止薄带连铸熔池表面污染的方法，在熔池的两端设置熔池液位检测装置，分别观察铸辊传动侧和被动侧熔池表面的浮渣和熔池液位高度情况，如果监测到熔池表面的浮渣边缘距离熔融钢水与铸辊辊面的交界线小于25mm，则通过浮渣清除装置将浮渣从熔池表面移走，从而保持薄带连铸熔池清洁，避免浮渣卷入凝固的钢坯壳中，提高铸带质量；中国专利申请CN201810842264.X公开了一种薄带连铸布流除渣方法，在两个反向旋转的结晶辊和侧封板围成的熔池上方、布流器的两侧各设一行波电磁感应装置，在侧封板的外侧分别布置一电磁感应装置；布流器上各吐出孔的上沿距离熔池液位的高度呈自布流器中部向布流器两端逐渐降低，或，自布流器一端向布流器另一端逐渐降低，从而使得熔池中的液位呈现一定的高低差，熔池中钢液形成从一侧向另一侧运动的趋势；所述行波电磁感应装置使熔池表面的钢液受到洛伦兹力的作用而出现定向运动，带动上方的浮渣流向熔池的侧封板区域，通过侧封板和熔池之间形成的狭缝流出，实现熔池表面除渣，而不使浮渣出现在铸带表面上。但这些现有技术的除渣方法需要的装置结构复杂，且除渣装置均是单独设置，使得熔池上方设备多，不易管理。有必要研发一种将除渣结构与布流水口结合到一起的结构简单且具有双重作用的装置。

发明内容：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点，设计一种具有防下渣功能的薄带连铸布流水口，将布流水口的出钢口倾斜设置，使钢水从出钢口出来后向熔池上表面与结晶器的夹角方向流动，钢水中若有钢渣，钢渣会被位于布流水口中层的挡渣堰阻挡，使得钢渣在挡渣堰空间内集结，无法流向结晶器表面，保证浮渣不会卷入凝固的钢坯薄带中。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有防下渣功能的薄带连铸布流水口，主体结构包括布流水口本体，布流水口本体为由内壁、外壁及两端面围成的向上开口的腔体结构，外壁包括上层外壁、中层外壁和下层外壁；中层外壁与下层外壁之间通过挡渣堰连接，挡渣堰与中层外壁连接处的水平线低于挡渣堰与下层外壁连接处的水平线；下层外壁上设置有水平向上倾斜的出钢口。

所述出钢口的开口指向熔池表面与结晶器之间的夹角，使得钢水从出钢口向熔池表面与结晶辊之间的夹角方向流动；出钢口位置没入熔池的深度在10-70mm之间。

所述挡渣堰的一端浸入熔池，另一端高于熔池表面3-10mm；挡渣堰与下层外壁之间在熔池表面上方形成一个中空挡渣区。

所述挡渣堰为台阶结构，挡渣堰与下层外壁之间在熔池上方形成一个门洞形中空挡渣区。

所述挡渣堰的结构为倾斜的波浪形结构，挡渣堰一端浸入熔池，另一端位于熔池上方，挡渣堰与下层外壁在熔池上方形成一个三角形中空挡渣区。

本申请与现有技术相比，通过改变出钢口的角度，并在布流水口的中层设置挡渣堰，利用流场原理将钢渣聚集在挡渣区内，结构设计原理科学，设备简单，除渣效果好、速度快，成本低，市场前景广阔。

附图说明：

图1为本发明涉及的实施例1的具有挡渣功能的薄带连铸布流水口整体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的实施例2的具有挡渣功能的薄带连铸布流水口整体结构原理示意图。

图3为本发明涉及的使用布流水口的熔池内钢水流场示意图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及一种具有挡渣功能的薄带连铸布流水口，其主体结构包括布流水口本体1，布流水口本体1为由内壁2、外壁3及两端面围成的向上开口的腔体结构，外壁包括上层外壁31、中层外壁32和下层外壁33，上层外壁31与中层外壁32之间通过台阶面4连接；中层外壁32与下层外壁33之间通过挡渣堰5连接，挡渣堰5与中层外壁32连接处的水平线低于挡渣堰5与下层外壁33连接处的水平线；下层外壁33上设置有水平向上倾斜的出钢口6。

所述出钢口6的开口指向熔池与结晶器之间的夹角，即，出钢口延长线与熔池表面和结晶器之间的夹角相交，使得钢水从出钢口6向熔池7表面与结晶辊8之间的夹角方向流动，钢水在向斜上方流动的过程中有促进钢渣上浮；出钢口位置没入钢水的深度在10-70mm之间。

所述挡渣堰5的一端浸入熔池7，另一端高于熔池7表面3-10mm；挡渣堰5与下层外壁33之间在熔池7表面上方形成一个中空挡渣区，在工作时，钢渣会聚集在中空挡渣区不动。

所述挡渣堰5的结构为台阶结构，如图1所示。挡渣堰5与中层外壁32连接形成一堵墙，挡渣堰5与下层外壁33之间在熔池7上方形成一个门洞形中空挡渣区。

出钢口6的直径在5-10mm之间，出钢口6可以是一排连通的，也可以是间隔分布。

所述挡渣堰浸入熔池中的长度不能挡住出钢口与熔池表面和结晶器之间的夹角之间的连线；即，挡渣堰浸入熔池中的一端最低点位于出钢口延长线上方，且在出钢口延长线与熔池表面的交叉点附近。

所述具有挡渣功能的薄带连铸布流水口的工作原理为：将布流水口1的底部浸入熔池，使得挡渣堰5的一端浸入熔池，另一端位于熔池上方，挡渣堰5在熔池上方形成挡渣区；钢水从出钢口6向熔池7表面与结晶辊8之间的夹角方向流动(钢水在向斜上方流动的过程中有促进钢渣上浮的效果)，钢渣浮在熔池表面，挡渣堰浸入熔池的一端会将钢渣挡住，阻止钢渣向结晶辊表面流去，挡渣区为流动死区，所以从出钢口流出的钢水在流动过程中不会带钢渣流动，也就不会带走钢渣，钢渣在挡渣区聚集，安全有效；由于挡渣区为流动死区，所以挡渣区内钢水温度比熔池其他位置的钢水温度低，加强了挡渣区吸附钢渣的能力。

实施例2：

本实施例与实施例1不同的是，所述挡渣堰5的结构为倾斜的波浪形结构，如图2所示。挡渣堰5一端浸入熔池7，另一端位于熔池7上方，挡渣堰5与下层外壁33在熔池上方形成一个三角形中空挡渣区。

实施例3：

本实施例为所述具有挡渣功能的薄带连铸布流水口的挡渣效果实验，在原料、结晶器转速等相同工况下，以不带挡渣堰的布流水口(其他结构与实施例1相同)为对比1，分别使用对比1、实施例1和实施例2的布流水口进行生产，对生产的产品进行夹渣数量检测，结果如表1所示。

表1挡渣效果实验结果

从表1可以看出，浇注时长为7h时，对比1的产品夹渣数量已达到12t，而实施例1和实施例2的产品夹渣数量分别为1t和2t；浇注时长为9h时，对比1的夹渣数量在两小时内增加了18t，达到30t；而实施例1和实施例2的产品夹渣数量在两小时内仅增加了2t，达到4t。说明实施例1和实施例2的布流水口能够有效的阻挡钢渣卷入产品中，提高产品质量。

Claims (5)

1.一种具有挡渣功能的薄带连铸布流水口，其特征在于，主体结构包括布流水口本体，布流水口本体为由内壁、外壁及两端面围成的向上开口的腔体结构，外壁包括上层外壁、中层外壁和下层外壁；中层外壁与下层外壁之间通过挡渣堰连接，挡渣堰与中层外壁连接处的水平线低于挡渣堰与下层外壁连接处的水平线；下层外壁上设置有水平向上倾斜的出钢口。

2.根据权利要求1所述的具有挡渣功能的薄带连铸布流水口，其特征在于，出钢口的开口指向熔池表面与结晶器之间的夹角，使得钢水从出钢口向熔池表面与结晶辊之间的夹角方向流动；出钢口位置没入熔池的深度在10-70mm之间。

3.根据权利要求1所述的具有挡渣功能的薄带连铸布流水口，其特征在于，所述挡渣堰的一端浸入熔池，另一端高于熔池表面3-10mm；挡渣堰与下层外壁之间在熔池表面上方形成一个中空挡渣区。

4.根据权利要求1所述的具有挡渣功能的薄带连铸布流水口，其特征在于，挡渣堰为台阶结构，挡渣堰与下层外壁之间在熔池上方形成一个门洞形中空挡渣区。

5.根据权利要求1所述的具有挡渣功能的薄带连铸布流水口，其特征在于，所述挡渣堰的结构为倾斜的波浪形结构，挡渣堰一端浸入熔池，另一端位于熔池上方，挡渣堰与下层外壁在熔池上方形成一个三角形中空挡渣区。

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