一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口

    技术2025-04-01  37


    本发明涉及连铸,特别涉及一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口。


    背景技术:

    1、宽厚板在现代化工业中扮演着至关重要的角色,是制造大型、重载、高强度机械零部件的重要原材料,多在巨大载荷和严苛环境中工作,需要保证其具备足够的强度和稳定性。随着工业技术的发展,其需求日益增长。而连铸技术能够连续、高效地生产出大批量的坯料,从而满足市场对宽厚板的大量需求。作为宽厚板生产的前端产品,特厚板连铸坯的质量直接关系到最终板材的性能和可靠性。

    2、为了提高特厚板坯的质量需从结晶器开始进行凝固坯壳调控,而浸入式水口作为中间包到结晶器的连接环节,其结构直接影响结晶器内钢液流动、传热与凝固等行为特征。

    3、特厚板坯连铸时常规水口结构为双侧孔水口,在特厚板坯的连铸生产过程中,受结晶器初凝坯壳与后续冷却工艺的影响,其多呈现非均匀凝固特征,即内外弧侧宽向中心处的坯壳以相对较快的速度生长并较早桥接,导致凝固终点呈“m”形。溶质浓度较高的钢液无法与外界钢液发生交换,并被凝固收缩产生的负压抽吸至凝固前沿,造成溶质横向分布不均,宽向1/4-1/8区域偏析严重,且难以在后续工序中消除,造成轧材性能不合,为工程安全埋下隐患。因此,需要寻找一种能够提高特厚板坯质量的水口结构。


    技术实现思路

    1、鉴于此,本发明提供一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口。

    2、具体而言,包括以下的技术方案:

    3、一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,包括:

    4、主体,所述主体呈筒状,所述主体具有内腔;

    5、窄面侧孔,所述窄面侧孔设置两个,两个所述窄面侧孔相对设置在所述主体上,所述窄面侧孔连通所述内腔和结晶器,所述窄面侧孔和所述结晶器的窄面板一一对应设置;

    6、宽面侧孔,所述宽面侧孔设置两个,两个所述宽面侧孔相对设置在所述主体上,所述宽面侧孔连通所述内腔和结晶器,所述宽面侧孔和所述结晶器的宽面板一一对应设置;

    7、所述窄面侧孔的轴线和所述宽面侧孔的轴线垂直设置,所述窄面侧孔的轴线向所述主体的底部倾斜且和所述主体的横截面的夹角为第一夹角,所述宽面侧孔的轴线向所述主体的底部倾斜且和所述主体的横截面的夹角为第二夹角,所述第二夹角大于所述第一夹角。

    8、优选的,所述第一夹角大于0°且小于30°。

    9、优选的,所述第一夹角和所述第二夹角之间的差值为角度差;

    10、所述角度差大于0°且小于60°。

    11、优选的,所述角度差根据特厚板横截面长度、特厚板横截面宽度及特厚板的拉速计算获得:;

    12、式中:为角度差;、、为常数;为特厚板的拉速;

    13、 k为面积比例系数,根据特厚板横截面长度 l和特厚板横截面宽度 w计算获得,是修正因子。

    14、优选的,所述面积比例系数的取值范围为大于0.2且小于或等于1。

    15、优选的,所述修正因子的取值范围为大于或等于0.1且小于或等于3.6。

    16、优选的,所述窄面侧孔的孔面积为第一面积,所述宽面侧孔的孔面积为第二面积,所述第一面积大于所述第二面积。

    17、优选的,所述第一面积大于15cm2且小于100cm2。

    18、优选的,所述窄面侧孔包括第一窄面和第二窄面;

    19、所述第一窄面设置两个,两个所述第一窄面平行相对设置,所述第二窄面设置两个,两个所述第二窄面平行相对设置;

    20、所述第一窄面和所述主体的横截面的夹角为第一夹角,所述第二窄面和所述主体的横截面垂直设置,所述第二窄面和所述结晶器的窄面板垂直设置。

    21、优选的,所述宽面侧孔包括第一宽面和第二宽面;

    22、所述第一宽面设置两个,两个所述第一宽面平行相对设置,所述第二宽面设置两个,两个所述第二宽面平行相对设置;

    23、所述第一宽面和所述主体的横截面的夹角为第一夹角,所述第二宽面和所述主体的横截面垂直设置,所述第二宽面和所述结晶器的宽面板垂直设置。

    24、本发明提供的技术方案的有益效果至少包括:

    25、本申请通过采用四侧孔浸入式水口进行特厚板坯的连铸,并且将宽面侧孔的轴线和主体的横截面夹角大于窄面侧孔的轴线和主体的横截面的夹角,使得窄面侧孔中心到窄面板的距离和宽面侧孔中心到宽面板距离相近,减小了钢液对特厚板坯宽面坯壳的冲击,而且可使宽面中心坯壳受到一定程度的冲击部分重熔,在安全范围内形成宽面两侧厚中心薄的坯壳厚度分布特征,从而改善因二冷水量分布不均导致的宽面中心坯壳生长速度较快引发的非均匀凝固。



    技术特征:

    1.一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,

    3.根据权利要求1所述的一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,

    4.根据权利要求3所述的一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,

    5.根据权利要求4所述的一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,

    6.根据权利要求4所述的一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,

    7.根据权利要求1所述的一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,

    8.根据权利要求7所述的一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,

    9.根据权利要求1所述的一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,

    10.根据权利要求1所述的一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,其特征在于,


    技术总结
    本发明涉及连铸技术领域。本发明公开了一种适用于特厚板连铸的非等角度四侧孔浸入式水口,包括主体、窄面侧孔、宽面侧孔,窄面侧孔设置两个,宽面侧孔设置两个,并且将宽面侧孔的轴线和主体的横截面夹角大于窄面侧孔的轴线和主体的横截面的夹角,使得窄面侧孔中心到窄面板的距离和宽面侧孔中心到宽面板距离相近,减小了钢液对特厚板坯宽面坯壳的冲击,而且可使宽面中心坯壳受到一定程度的冲击部分重熔,在安全范围内形成宽面两侧厚中心薄的坯壳厚度分布特征,从而改善因二冷水量分布不均导致的宽面中心坯壳生长速度较快引发的非均匀凝固。

    技术研发人员:祭程,朱苗勇,董郅轩
    受保护的技术使用者:东北大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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