水口的工艺布置结构及使用方法与流程

1.本发明属于冶金工业技术领域，涉及一种水口的工艺布置结构及使用方法。

背景技术：

2.薄板坯连铸连轧具有生产效率高(连铸拉速高)，建设成本低、生产成本低等优点，深受钢铁公司用户的青睐。目前国际上有两种较为成熟的薄板坯连铸连轧生产技术，分别是西马克的csp技术和阿韦迪的esp技术。这两种技术在钢液一次冷却时均采用了漏斗形结晶器方案，液态钢水在中间包中，通过一根浸入式水口导流入漏斗形结晶器中，在漏斗形结晶器中完成一次冷却形成初生坯壳。
3.采用漏斗形结晶器的目的是扩大结晶器上部区域的内腔容积，便于浸入式水口插入结晶器内，并增加了水口外壁与漏斗形结晶器壁的距离，便于钢液的流动。但与此同时该技术也带来了如下问题：
4.1)由于连铸拉速高，钢液通量大，钢液从中包通过浸入式水口导流入结晶器后，对结晶器内液态钢水冲击大，导致结晶器液面波动大；
5.2)漏斗形结晶器的铜板壁面为曲面，导致原料成本和加工成本均大幅提高。
6.3)漏斗形结晶器受到的荷载(包括热荷载和应力荷载)不均，导致使用寿命低。

技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水口的工艺布置结构及使用方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。
8.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种水口的工艺布置结构，沿钢水流动方向依次设置中间包、浸入式水口系统、结晶器，所述浸入式水口系统包括至少两个水口，所述水口远离所述中间包的一端插入所述结晶器并沿其延伸方向活动设置在所述结晶器内。
10.可选的，所述水口数量不大于十个。
11.可选的，所述结晶器呈矩体，由2块相对布置的宽铜板与2块相对布置的窄铜板围成腔体，用于完成一次冷却以形成初生坯壳。
12.可选的，所述宽铜板的宽度不小于900mm，厚度不大于50mm，其表面为平面。
13.一种水口的使用方法，应用上述的水口的工艺布置结构，并根据工艺需要调节水口数量、水口插入所述结晶器内的深度及水口的钢液流通量。
14.可选的，所述水口数量取决于所生产的铸坯的宽度和相邻的水口之间的间距，为了避免各水口喷出钢液的上循环流相互冲击引起结晶器钢水的液面波动，相邻的水口之间的间距不小于150mm。
15.可选的，为了避免水口喷出钢液对结晶器冲刷严重，导致结晶器寿命降低，水口与结晶器侧面铜板间距不小于100mm。
16.可选的，所述水口插入所述结晶器内的深度以结晶器液面波动情况为依据，以液
面波动小于
±
3mm的比例大于95％，
±
5mm的比例大于99％为准，水口插入所述结晶器内的深度在100mm～200mm之间，当拉速提高，结晶器液面波动过大时，增加水口插入所述结晶器内的深度。
17.可选的，水口的钢液流通量不大于10t/min。
18.可选的，水口的钢液流通量小于3t/min时，水口插入所述结晶器内的深度小于130mm；水口的钢液流通量3-5t/min时，水口插入所述结晶器内的深度在130mm～150mm；水口的钢液流通量在4-7t/min时，水口插入所述结晶器内的深度在150-180mm；水口的钢液流通量＞7t/min时，水口插入所述结晶器内的深度在180mm～200mm间。
19.本发明的有益效果在于：
20.本发明通过浸入式水口系统的多个水口将中间包内的液态钢水导流进入结晶器，相较于原方案，减小了水口位置刚流入结晶器的钢液对结晶器内原有液态钢水的冲击，降低了液面波动，与此同时，应用浸入式水口系统，可减小每个水口的轴向尺寸，平板结晶器即可满足其对结晶器容积的需求，降低了结晶器的成本，并提高了结晶的使用寿命。
21.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
22.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
23.图1为本发明的结构示意图；
24.图2为浸入式水口的结构示意图。
25.附图标记：中间包1、浸入式水口系统2、结晶器3、钢液出口21、水口22。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
28.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或
暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
29.请参阅图1～图2，本发明施例中，工艺布置方案包括：中间包1、浸入式水口系统2和结晶器3的布置，如图1所示，沿着钢水流动的方向依次设置所述中间包1、所述浸入式水口系统2、结晶器3；使用方法为浸入式水口系统2使用方法；
30.可选的，中间包1为液态钢水的缓冲器，其容积为50t，其内液态钢水通过所述浸入式水口系统2流入所述结晶器3中；浸入式水口系统2包含3个水口22，如图2所示，钢液通过3个水口22中的6个钢液出口分散流入结晶器中。结晶器3包含4面铜板，即2块宽面铜板和2块窄面铜板；4面铜板围成一个腔体，液态钢水进入该腔体内，完成一次冷却形成初生坯壳。宽面铜板，其宽度为1500mm，厚度为35mm，表面为平面，本实施例中，每个水口22上设置有2个钢液出口，在不同的实施例中，每个水口22上也可设置更多或更少的钢液出口21。
31.可选的，水口22的数量取决于所生产铸坯的宽度和水口22间的间距，水口22与结晶器3侧面铜板间距为300mm，且相邻的水口22的间距为450mm。水口22的插入深度依次为140mm，150mm，140mm，液面波动小于
±
3mm，水口22的钢液流通量为3t/min。
32.一种水口22的使用方法，应用上述的水口22的工艺布置结构，并根据工艺需要调节水口22数量、水口22插入所述结晶器3内的深度及水口22的钢液流通量。
33.所述水口22数量取决于所生产的铸坯的宽度和相邻的水口22之间的间距，为了避免各水口22喷出钢液的上循环流相互冲击引起结晶器钢水的液面波动，相邻的水口22之间的间距不小于150mm。为了避免水口22喷出钢液对结晶器3冲刷严重，导致结晶器3寿命降低，水口22与结晶器3侧面铜板间距不小于100mm。
34.所述水口22插入所述结晶器3内的深度以结晶器3液面波动情况为依据，以液面波动小于
±
3mm的比例大于95％，
±
5mm的比例大于99％为准，水口22插入所述结晶器3内的深度在100mm～200mm之间，当拉速提高，结晶器3液面波动过大时，增加水口22插入所述结晶器3内的深度。
35.水口22的钢液流通量不大于10t/min。水口22的钢液流通量小于3t/min时，水口22插入所述结晶器3内的深度小于130mm；水口22的钢液流通量3-5t/min时，水口22插入所述结晶器3内的深度在130mm～150mm；水口22的钢液流通量在4-7t/min时，水口22插入所述结晶器3内的深度在150-180mm；水口22的钢液流通量＞7t/min时，水口22插入所述结晶器3内的深度在180mm～200mm间。
36.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种水口的工艺布置结构，其特征在于：沿钢水流动方向依次设置中间包、浸入式水口系统、结晶器，所述浸入式水口系统包括至少两个水口，所述水口远离所述中间包的一端插入所述结晶器并沿其延伸方向活动设置在所述结晶器内。2.根据权利要求1所述的水口的工艺布置结构，其特征在于：所述水口数量不大于十个。3.根据权利要求1所述的水口的工艺布置结构，其特征在于：所述结晶器呈矩体，由2块相对布置的宽铜板与2块相对布置的窄铜板围成腔体，用于完成一次冷却以形成初生坯壳。4.根据权利要求3所述的水口的工艺布置结构，其特征在于：所述宽铜板的宽度不小于900mm，厚度不大于50mm，其表面为平面。5.一种水口的使用方法，其特征在于：应用根据权利要求1-4任一项中所述的水口的工艺布置结构，并根据工艺需要调节水口数量、水口插入所述结晶器内的深度及水口的钢液流通量。6.根据权利要求5所述的水口的使用方法，其特征在于：所述水口数量取决于所生产的铸坯的宽度和相邻的水口之间的间距，为了避免各水口喷出钢液的上循环流相互冲击引起结晶器钢水的液面波动，相邻的水口之间的间距不小于150mm。7.根据权利要求6所述的水口的使用方法，其特征在于：为了避免水口喷出钢液对结晶器冲刷严重，导致结晶器寿命降低，水口与结晶器侧面铜板间距不小于100mm。8.根据权利要求5所述的水口的使用方法，其特征在于：所述水口插入所述结晶器内的深度以结晶器液面波动情况为依据，以液面波动小于
±
3mm的比例大于95％，
±
5mm的比例大于99％为准，水口插入所述结晶器内的深度在100mm～200mm之间，当拉速提高，结晶器液面波动过大时，增加水口插入所述结晶器内的深度。9.根据权利要求5所述的水口的使用方法，其特征在于：水口的钢液流通量不大于10t/min。10.根据权利要求9所述的水口的使用方法，其特征在于：水口的钢液流通量小于3t/min时，水口插入所述结晶器内的深度小于130mm；水口的钢液流通量3-5t/min时，水口插入所述结晶器内的深度在130mm～150mm；水口的钢液流通量在4-7t/min时，水口插入所述结晶器内的深度在150-180mm；水口的钢液流通量＞7t/min时，水口插入所述结晶器内的深度在180mm～200mm间。

技术总结

本发明涉及一种水口的工艺布置结构及使用方法，属于冶金工业技术领域。沿钢水流动方向依次设置中间包、浸入式水口系统、结晶器，所述浸入式水口系统包括至少两个水口，所述水口远离所述中间包的一端插入所述结晶器并沿其延伸方向活动设置在所述结晶器内。本发明通过浸入式水口系统的多个水口将中间包内的液态钢水导流进入结晶器，减小了水口位置刚流入结晶器的钢液对结晶器内原有液态钢水的冲击，降低了液面波动，与此同时，应用浸入式水口系统，可减小每个水口的轴向尺寸，平板结晶器即可满足其对结晶器容积的需求，降低了结晶器的成本，并提高了结晶的使用寿命。并提高了结晶的使用寿命。并提高了结晶的使用寿命。