CN220050025U - 一种浸入式水口 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种浸入式水口，涉及铸钢技术领域包括沿竖向自上而下依次连接的顶座部、过渡部、椭圆筒部和底部，底部上沿横向的两端分别设有侧孔，顶座部的内孔截面为圆形，过渡部的内孔截面的形状自上而下地从圆形变化成直边椭圆形，过渡部的内孔截面的面积自上而下逐渐缩小，椭圆筒部的内孔截面与过渡部下端的内孔截面形状和面积相同，椭圆筒部的内孔截面自上而下保持恒定的形状和面积，直边椭圆形包括两个直边和两个弧边。本实用新型的浸入式水口，增加了钢水流出的速度，流股冲击深度变深，使得钢水对于结晶器液面的冲击强度减弱，减小了结晶器液面的波动，有利于提高浸入式水口的寿命，进而提高生产效率，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及铸钢技术领域，具体而言，涉及一种浸入式水口。
背景技术
连续铸钢作业时，中间包内的钢水经过浸入式水口而流入结晶器中。现有技术下的浸入式水口通常为圆筒状，这样的浸入式水口易发生偏流，会导致两个侧孔附近的钢水流动不均，进而使得结晶器液面波动剧烈，使得渣线侵蚀速率较高，造成铸坯夹杂降级的问题，对于生产效率和生产成本产生不利的影响。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是：如何降低结晶器液面的波动。
为解决上述问题，本实用新型提供一种浸入式水口，包括沿竖向自上而下依次连接的顶座部、过渡部、椭圆筒部和底部，所述底部上沿横向的两端分别设有侧孔，所述顶座部的内孔截面为圆形，所述过渡部的内孔截面的形状自上而下地从圆形变化成直边椭圆形，所述过渡部的内孔截面的面积自上而下逐渐缩小，所述椭圆筒部的内孔截面与所述过渡部下端的内孔截面形状和面积相同，所述椭圆筒部的内孔截面自上而下保持恒定的形状和面积，所述直边椭圆形包括两个直边和两个弧边，两个所述直边相对于横向轴对称且平行于横向设置，两个所述弧边相对于纵向轴对称设置，且每个所述弧边自身相对于横向轴对称。
可选地，所述底部的内底壁上设有凹槽。
可选地，所述椭圆筒部的外壁上设有渣线部。
可选地，所述渣线部采用ZrO2-C。
可选地，所述ZrO2-C的含量为78％至82％，C含量为10％至16％。
可选地，所述侧孔为矩形孔，所述侧孔沿纵向的长度等于所述椭圆筒部的内孔截面上两个所述直边的间距。
可选地，所述侧孔出口倾角为-13°至-17°。
可选地，所述过渡部沿竖向的高度为330mm至350mm，所述椭圆筒部沿竖向的高度为420mm至480mm。
可选地，所述凹槽深度为15mm至25mm。
可选地，所述椭圆筒部的内孔截面上两个所述直边的间距为58mm至62mm，两个所述弧边的中点处距离为68mm至72mm。
本实用新型的浸入式水口在工作时，钢水流经顶座部的圆形内孔，然后经由过渡部的圆形变化成直边椭圆形的内孔，再从椭圆筒部的直边椭圆形内孔流至底部，由于两个侧孔位于底部沿横向的两端，且直边椭圆形内孔的两个弧边中点分别对应于两个侧孔的位置，导致钢水的流速随着内孔的形状和面积变化而加快，并最终从两个侧孔流出，这样的内孔腔体结构可以使钢水在两个侧孔间的流通面积减小，相比于传统浸入式水口的圆形内孔结构(即内孔截面的面积和形状自上而下恒定)，增加了钢水流出的速度，使得浸入式水口不易发生絮流偏流，流股冲击深度变深，上回旋区动能减弱，使得钢水对于结晶器液面的冲击强度减弱，减小了结晶器液面的波动，进而降低了渣线侵蚀速率，有利于提高浸入式水口的寿命，进而提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例的浸入式水口的剖面结构示意图其一；
图2为本实用新型实施例的浸入式水口的俯视结构示意图；
图3为本实用新型实施例的浸入式水口的剖面结构示意图其二。
附图标记说明：
1、顶座部；2、过渡部；3、椭圆筒部；31、渣线部；4、底部；41、侧孔；42、凹槽；01、直边；02、弧边。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是，本文提供的坐标系XYZ中，X轴正向代表的右方，X轴的反向代表左方，Y轴的正向代表后方，Y轴的反向代表前方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。同时，要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本实用新型实施例提供一种浸入式水口，包括沿竖向自上而下依次连接的顶座部1、过渡部2、椭圆筒部3和底部4，所述底部4上沿横向的两端分别设有侧孔41，所述顶座部1的内孔截面为圆形，所述过渡部2的内孔截面的形状自上而下地从圆形变化成直边椭圆形，所述过渡部2的内孔截面的面积自上而下逐渐缩小，所述椭圆筒部3的内孔截面与所述过渡部2下端的内孔截面形状和面积相同，所述椭圆筒部3的内孔截面自上而下保持恒定的形状和面积，所述直边椭圆形包括两个直边01和两个弧边02，两个所述直边01相对于横向轴对称且平行于横向设置，两个所述弧边02相对于纵向轴对称设置，且每个所述弧边02自身相对于横向轴对称。
具体地，结合图1至图3所示，顶座部1、过渡部2、椭圆筒部3和底部4沿图中Z轴反方向(即沿竖向自上而下)依次连接，顶座部1通常为碗形，以便装设于中间包，顶座部1的内孔为常规的圆柱形通孔(即内孔截面为圆形，且其形状和面积自上而下保持恒定)，此处示例性地将该内孔直径设为80mm，该内孔的面积通常是底部4内孔面积的1.3至1.4倍，过渡部2的上端(即过渡部2与顶座部1连接的一端)的内孔截面为圆形，与顶座部1的内孔截面一致，过渡部2的下端(即过渡部2与椭圆筒部3连接的一端)的内孔截面为直边椭圆形，过渡部2的内孔截面的面积自上而下逐渐减小，同时，过渡部2的内孔截面的形状自上而下地从圆形变化成直边椭圆形(通常为了保证钢水流畅通过，过渡部2的内孔截面自上而下应连续变化)，椭圆筒部3的内孔截面的面积和形状自上而下保持恒定，底部4沿图中X轴方向的两端分别设有一个侧孔41。
具体地，结合图2所示，直边椭圆形指的是相对的两条直边01和相对的两条弧边02所围成的类似于椭圆形的形状，其中两条直边01皆沿图中X轴方向设置(即平行于横向设置)，且两条直边01以图中X轴为对称轴对称设置，两条弧边02以图中Y轴为对称轴对称设置，同时每个弧边02自身以图中X轴为对称轴对称设置，该直边椭圆形的两个直边01的距离为短轴长度，两个弧边02中点处的距离为长轴长度(后文中皆以短轴、长轴描述相应的尺寸)，其中长轴的长度应大于短轴的长度。
本实用新型的浸入式水口在工作时，钢水流经顶座部1的圆形内孔，然后经由过渡部2的圆形变化成直边椭圆形的内孔，再从椭圆筒部3的直边椭圆形内孔流至底部4，由于两个侧孔41位于底部4沿横向的两端，且直边椭圆形内孔的两个弧边02中点分别对应于两个侧孔41的位置，导致钢水的流速随着内孔的形状和面积变化而加快，并最终从两个侧孔41流出，这样的内孔腔体结构可以使钢水在两个侧孔41间的流通面积减小，相比于传统浸入式水口的圆形内孔结构(即内孔截面的面积和形状自上而下恒定)，增加了钢水流出的速度，使得浸入式水口不易发生絮流偏流，流股冲击深度变深，上回旋区动能减弱，使得钢水对于结晶器液面的冲击强度减弱，减小了结晶器液面的波动，进而降低了渣线侵蚀速率，有利于提高浸入式水口的寿命，进而提高生产效率，降低生产成本。
可选地，所述底部4的内底壁上设有凹槽42。
如此，相比于内底壁为平面或者凸起结构的底部4，本实用新型的设有凹槽42的底部4可以进一步减小结晶器液面的波动。
可选地，所述椭圆筒部3的外壁上设有渣线部31。
具体地，结合图1所示，渣线部31环绕于椭圆筒部3设置于椭圆筒部3的外壁上，渣线部31的厚度一般在34mm至35mm，渣线部31在竖向上的高度于本实施例中为150mm，并位于底部4上方的178mm处，其材料可以选用现有技术中的常用耐腐蚀材料。
如此，通过渣线部31可以提高对熔渣、钢水等的耐腐蚀性。
可选地，所述渣线部31采用ZrO2-C。
如此，可以增加渣线部31耐材的厚度，进而延长浸入式水口的寿命。
可选地，所述ZrO2-C的含量为78％至82％，C含量为10％至16％。
如此，相比于传统的渣线材料，本实用新型的渣线部31材料中ZrO2的含量提高，C含量减少，提高了渣线部31的耐腐蚀性，进一步延长了浸入式水口的寿命。
可选地，结合图1和图3所示，所述侧孔41为矩形孔，所述侧孔41沿纵向的长度等于所述椭圆筒部3的内孔截面上两个所述直边01的间距，即侧孔41沿图中Y轴方向的长度等于椭圆筒部3上直边椭圆形的长轴长度。
如此，两个直边01分别与侧孔41上平行于竖向的两个内壁面对齐(即两个直边01分别位于两个内壁面所在的平面上)，可以使得钢水分流更顺畅，使钢水的流出速度加快。
可选地，结合图1所示，所述侧孔41出口倾角为-13°至-17°(即侧孔41的中心轴线O与图中X轴线具有13°至17°的倾角，且侧孔41的中心轴线O朝浸入式水口外侧的一端朝向Z轴反方向倾斜，该中心轴线O朝浸入式水口内侧的一端朝向Z轴正方向倾斜)。
如此，可以进一步地减小结晶器液面的波动。
可选地，所述过渡部2沿竖向的高度为330mm至350mm，所述椭圆筒部3沿竖向的高度为420mm至480mm。
如此，通过过渡部2和椭圆筒部3沿竖向的高度设计，可以使钢水的流出速度达到要求。
可选地，凹槽42的深度对于结晶器液面的波动有一定的影响，在本实施例中，所述凹槽42深度为15mm至25mm，这样，可以较好地减小结晶器液面的波动。
可选地，所述椭圆筒部3的内孔截面上两个所述直边01的间距为58mm至62mm，两个所述弧边02的中点处距离为68mm至72mm，即椭圆筒部3处的直边椭圆形内孔，其长轴长度为68mm至72mm，其短轴长度为58mm至62mm。
如此，通过对于直边椭圆形内孔的尺寸设计，可以得到所要求的钢水速度，在例如拉速为1m/min，水口插入深度为150mm的条件下，该浸入式水口相比于常规的圆形内孔水口，在两个侧孔41处可以获得较大的流出速度。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种浸入式水口，其特征在于，包括沿竖向自上而下依次连接的顶座部(1)、过渡部(2)、椭圆筒部(3)和底部(4)，所述底部(4)上沿横向的两端分别设有侧孔(41)，所述顶座部(1)的内孔截面为圆形，所述过渡部(2)的内孔截面的形状自上而下地从圆形变化成直边椭圆形，所述过渡部(2)的内孔截面的面积自上而下逐渐缩小，所述椭圆筒部(3)的内孔截面与所述过渡部(2)下端的内孔截面形状和面积相同，所述椭圆筒部(3)的内孔截面自上而下保持恒定的形状和面积，所述直边椭圆形包括两个直边(01)和两个弧边(02)，两个所述直边(01)相对于横向轴对称且平行于横向设置，两个所述弧边(02)相对于纵向轴对称设置，且每个所述弧边(02)自身相对于横向轴对称。
2.根据权利要求1所述的浸入式水口，其特征在于，所述底部(4)的内底壁上设有凹槽(42)。
3.根据权利要求1所述的浸入式水口，其特征在于，所述椭圆筒部(3)的外壁上设有渣线部(31)。
4.根据权利要求3所述的浸入式水口，其特征在于，所述渣线部(31)采用ZrO2-C。
5.根据权利要求1所述的浸入式水口，其特征在于，所述侧孔(41)为矩形孔，所述侧孔(41)沿纵向的长度等于所述椭圆筒部(3)的内孔截面上两个所述直边(01)的间距。
6.根据权利要求5所述的浸入式水口，其特征在于，所述侧孔(41)出口倾角为-13°至-17°。
7.根据权利要求1所述的浸入式水口，其特征在于，所述过渡部(2)沿竖向的高度为330mm至350mm，所述椭圆筒部(3)沿竖向的高度为420mm至480mm。
8.根据权利要求2所述的浸入式水口，其特征在于，所述凹槽(42)深度为15mm至25mm。
9.根据权利要求1所述的浸入式水口，其特征在于，所述椭圆筒部(3)的内孔截面上两个所述直边(01)的间距为58mm至62mm，两个所述弧边(02)的中点处距离为68mm至72mm。
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2023
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