本發(fā)明屬于鋼鐵行業(yè)連鑄控流保護澆注應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種高效的控制連鑄澆注過程中鋼液流動的虹吸水口及用其連鑄控流保護澆注的方法。

背景技術(shù)：

連鑄是把鋼液澆鑄成固態(tài)鑄坯的工藝過程，鋼液從鋼包下部的長水口流入中間包，然后從中間包下游的浸入式水口連續(xù)注入水冷結(jié)晶器，冷卻形成具有一定形狀和厚度的坯殼，從結(jié)晶器出口連續(xù)拉出，經(jīng)噴水冷卻凝固后形成鑄坯。20世紀50年代，作為鋼鐵工業(yè)革命標志的鋼連鑄技術(shù)發(fā)展起來，與傳統(tǒng)模鑄技術(shù)相比，連鑄具有金屬回收率高、能量消耗低的優(yōu)點，全連鑄的實現(xiàn)更使煉鋼工序簡化，生產(chǎn)效率提高。

連鑄過程中，鋼液在中間包和結(jié)晶器內(nèi)的流動是一種多相流和不穩(wěn)定流，同時伴隨著大量微細夾雜的運動及鋼水的熱傳遞，中間包與結(jié)晶器則是通過浸入式水口及塞棒或滑板控流系統(tǒng)連通與阻斷。傳統(tǒng)的浸入式水口安裝在中間包下部，鋼液在中間包內(nèi)靠鋼液靜壓力流入中間包底部出口，經(jīng)浸入式水口保護澆注，注入結(jié)晶器內(nèi)。目前人們的研究主要集中在浸入式水口的材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)、輔助器件與功能等方面的研究，但都局限于安裝在中間包下部的方式，即中間包、浸入式水口、結(jié)晶器是上、中、下的垂直排列布置。對現(xiàn)有連鑄系統(tǒng)設(shè)備布置的情況研究發(fā)現(xiàn)，上、中、下的布置方式平臺高度大，鋼液沖擊能強，系統(tǒng)能耗高。

傳統(tǒng)連鑄控流保護澆注過程中，中間包水口處有漩渦匯流，浸入式水口內(nèi)鋼液流速高，沖擊大，使結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的出多缺陷，本發(fā)明的第一個目的是提供一種連鑄過程鋼液保護澆注的虹吸水口，第二個目的是用虹吸水口連鑄控流保護澆注的方法，本發(fā)明改善了連鑄澆注系統(tǒng)，適用于現(xiàn)有鋼鐵廠連鑄工藝的技術(shù)改進。

實現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案：

一種虹吸水口裝置，虹吸水口安裝在鋼液結(jié)晶器與中間包之間，包括虹吸管道、抽吸裝置、控流滑板，其特征在于，所述的虹吸管道分為上升管、水平斜管和下降管，上升管、水平斜管和下降管依次緊密連接橫跨中間包壁，上升管下部插入中間包內(nèi)，水平斜管的水平夾角為30~45度，下降管的下部插入結(jié)晶器；控流滑板安裝在下降管中部偏上位置，位于抽吸裝置與結(jié)晶器鋼液液面之間；抽吸裝置為鋼液緩存包，鋼液緩存包分設(shè)兩支管頭，一頭與下降管上部連接，另一頭連接抽氣泵，鋼液緩存包與下降管之間安裝有控制閥門；所述的中間包、虹吸水口、結(jié)晶器按照左、中、右的水平模式布置。

進一步，所述的上升管、水平斜管和下降管規(guī)格相同，材質(zhì)相同。

進一步，上升管入口靠近中間包底部且入口平面高于穩(wěn)定澆注時結(jié)晶器鋼液液面。

進一步，控流滑板是具有開、閉功能的滑動板。

一種用虹吸水口連鑄控流保護澆注的方法，所述方法包括：

a.將虹吸水口管道橫跨中間包壁，上升管插入中間包，下降管插入結(jié)晶器，調(diào)整并固定好虹吸水口位置，控流滑板保持關(guān)閉；

b.待中間包鋼液上升達到開澆液位后，打開抽吸裝置閥門，抽吸管道內(nèi)的氣體，中間包鋼液自上升管經(jīng)水平斜管流入下降管后，打開控流滑板，關(guān)閉抽吸裝置閥門，鋼液注入結(jié)晶器內(nèi)，完成開澆；

c.鋼液通過虹吸水口持續(xù)澆注，在虹吸水口的保護澆注過程中，隨著中間包內(nèi)鋼液的減少，需要根據(jù)結(jié)晶器鋼液液面和中間包鋼液液面情況，調(diào)整控流滑板開口度進行控流操作；

d.中間包鋼液不足，達到停澆要求時，關(guān)閉控流滑板，截斷虹吸水口內(nèi)鋼液流動，停止?jié)沧ⅰ?/p>

進一步，虹吸管道、鋼液緩存包分別為耐火材料制成。

進一步，保護澆注過程中，若虹吸水口因夾雜物結(jié)瘤堵塞水口，并列插入一根新的虹吸水口，快速替換下舊的虹吸水口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用中間包、浸入式水口、結(jié)晶器“左中右”的水平布置模式，改善了連鑄澆注系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)連鑄，可降低車間的連鑄平臺總高度。本發(fā)明設(shè)置的虹吸水口突破了傳統(tǒng)思路，用其控流保護澆注過程中，中間包無漩渦匯流，且水口內(nèi)鋼液流速低。虹吸水口下降管與結(jié)晶器方便、準確對中，可隨時在線調(diào)節(jié)對中度，且不用移動中間包；可隨時在線調(diào)節(jié)虹吸水口插入結(jié)晶器的深度，改善結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場，調(diào)整渣線侵蝕部位。

附圖說明

圖1為連鑄虹吸水口控流保護澆注工藝圖。

圖1中，抽氣泵1，鋼液緩存包2，閥門3，中間包鋼液4，中間包5，上升管6，水平斜管7，下降管8，控流滑板9，結(jié)晶器10，結(jié)晶器鋼液11；保護渣12。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的保護范圍。實施例中的條件可以根據(jù)具體條件做進一步的調(diào)整，未說明的條件為常規(guī)條件。

見圖1，一種虹吸水口裝置，該虹吸水口裝置安裝在鋼液結(jié)晶器與中間包之間，虹吸水口裝置由虹吸管道、抽吸裝置、控流滑板等組成。虹吸管道分為上升管6、水平斜管7和下降管8，上升管6、水平斜管7和下降管8依次焊接為一體，橫跨在中間包5包壁上，上升管6下部插入中間包的中間包鋼液4內(nèi)，上升管6入口靠近中間包4底部且入口平面高于穩(wěn)定澆注時結(jié)晶器鋼液11的液面。水平斜管7位于上升管6與下降管8之間，水平斜管7的水平夾角為30~45度，下降管8的下部闖過保護渣12插入結(jié)晶器10的結(jié)晶器鋼液11內(nèi)；上升管6、水平斜管7和下降管8均采用耐火材料制成規(guī)格相同。控流滑板9是具有開、閉功能的滑動板。安裝在下降管8中部偏上位置，位于抽吸裝置與結(jié)晶器鋼液液面之間；抽吸裝置為鋼液緩存包2，鋼液緩存包2分設(shè)兩支管頭，一頭與下降管9上部連接，另一頭連接抽氣泵1，鋼液緩存包2與下降管9之間安裝有控制閥門3。

虹吸管道、鋼液緩存包分別為耐火材料制成。中間包5、虹吸水口、結(jié)晶器10按照左、中、右的水平模式布置。

用虹吸水口連鑄控流保護澆注的方法，其特征在于所述方法包括：

a.將虹吸水口管道橫跨中間包壁，上升管6插入中間包，上升管6入口靠近中間包4底部且入口平面高于穩(wěn)定澆注時結(jié)晶器鋼液11的液面。

下降管7插入結(jié)晶器10，調(diào)整并固定好虹吸水口位置，控流滑板9保持關(guān)閉；

b.待中間包鋼液4上升達到開澆液位后，打開抽吸裝置閥門3，抽吸管道內(nèi)的氣體，中間包鋼液4自上升管6經(jīng)水平斜管7流入下降管8后，打開控流滑板9，關(guān)閉抽吸裝置閥門3，鋼液注入結(jié)晶器10內(nèi)，完成開澆；

c.鋼液通過虹吸水口持續(xù)澆注，在虹吸水口的保護澆注過程中，隨著中間包內(nèi)鋼液4的減少，需要根據(jù)結(jié)晶器鋼液11液面和中間包鋼液液面情況，調(diào)整控流滑板9開口度進行控流操作；

d.中間包鋼液不足，達到停澆要求時，關(guān)閉控流滑板9，截斷虹吸水口內(nèi)鋼液流動，停止?jié)沧ⅰ?/p>

保護澆注過程中，若虹吸水口因夾雜物結(jié)瘤堵塞水口，并列插入一根新的虹吸水口，快速替換下舊的虹吸水口。

具體實施例如下：

實施例1

將用耐火材料制成的虹吸水口管道的上升管6、水平斜管7、下降管8，依次焊接接，上升管6入口靠近中間包5底部且入口平面高于穩(wěn)定澆注時結(jié)晶器鋼液11液面，水平斜管7的水平夾角為30度；用耐火材料制成的鋼液緩存包2，分設(shè)兩支管頭，一頭連接下降管8上部，一頭連接抽氣泵1；控流滑板9安裝在下降管8中部偏上，位于抽吸裝置與結(jié)晶器鋼液11液面之間。

虹吸水口控流保護澆注的方法是：將虹吸水口管道橫跨中間包5壁，上升管6插入60t中間包5，下降管8插入150×150mm小方坯結(jié)晶器10，調(diào)整并固定好虹吸水口位置，控流滑板9保持關(guān)閉；待中間包鋼液5上升至距包底800mm后，打開抽吸裝置閥門3，抽吸管道內(nèi)的氣體，中間包鋼液4自上升管6經(jīng)水平斜管7流入下降管8后，打開控流滑板9開口度為100%，關(guān)閉抽吸裝置閥門3，鋼液注入結(jié)晶器10內(nèi)，完成開澆。保護澆注過程中根據(jù)結(jié)晶器鋼液11液面和中間包鋼液4液面情況，調(diào)整控流滑板9開口度在65~80%進行控流操作；保護澆注過程中，若虹吸水口因夾雜物結(jié)瘤堵塞水口，可并列插入一根新的虹吸水口，快速替換下舊的虹吸水口；停澆時，關(guān)閉控流滑板9停止?jié)沧ⅰ?/p>

實施例2

將用耐火材料制成的虹吸水口管道的上升管6、水平斜管7、下降管8，依次焊接接，上升管6入口靠近中間包5底部且入口平面高于穩(wěn)定澆注時結(jié)晶器鋼液11液面，水平斜管7的水平夾角為35度；耐火材料制成的抽吸裝置的鋼液緩存包2，分設(shè)兩支管頭，一頭連接下降管8上部，一頭連接抽氣泵1；控流滑板9安裝在下降管8中部偏上，位于抽吸裝置與結(jié)晶器鋼液11液面之間。

用虹吸水口控流保護澆注的方法是：將虹吸水口管道橫跨中間包5壁，上升管6插入60t中間包5，下降管8插入200×350mm矩形坯結(jié)晶器10，調(diào)整并固定好虹吸水口位置，控流滑板9保持關(guān)閉；待中間包鋼液5上升至距包底700mm后，打開抽吸裝置閥門3，抽吸管道內(nèi)的氣體，中間包鋼液4自上升管6經(jīng)水平斜管7流入下降管8后，打開控流滑板9開口度為100%，關(guān)閉抽吸裝置閥門3，鋼液注入結(jié)晶器10內(nèi)，完成開澆；保護澆注過程中根據(jù)結(jié)晶器鋼液11液面和中間包鋼液4液面情況，調(diào)整控流滑板9開口度在70~85%進行控流操作；保護澆注過程中，若虹吸水口因夾雜物結(jié)瘤堵塞水口，可并列插入一根新的虹吸水口，快速替換下舊的虹吸水口；停澆時，關(guān)閉控流滑板9停止?jié)沧ⅰ?/p>

實施例3

將用耐火材料制成的虹吸水口管道的上升管6、水平斜管7、下降管8，依次焊接接，上升管6入口靠近中間包5底部且入口平面高于穩(wěn)定澆注時結(jié)晶器鋼液11液面，水平斜管7的水平夾角為45度；用耐火材料制成的抽吸裝置的鋼液緩存包2，分設(shè)兩支管頭，一頭連接下降管8上部，一頭連接抽氣泵1；控流滑板9安裝在下降管8中部偏上，位于抽吸裝置與結(jié)晶器鋼液11液面之間。

用虹吸水口控流保護澆注的方法是：將虹吸水口管道橫跨中間包5壁，上升管6插入80t中間包5，下降管8插入200×1600mm矩形坯結(jié)晶器10，調(diào)整并固定好虹吸水口位置，控流滑板9保持關(guān)閉；待中間包鋼液5上升至距包底850mm后，打開抽吸裝置閥門3，抽吸管道內(nèi)的氣體，中間包鋼液4自上升管6經(jīng)水平斜管7流入下降管8后，打開控流滑板9開口度為100%，關(guān)閉抽吸裝置閥門3，鋼液注入結(jié)晶器10內(nèi)，完成開澆；保護澆注過程中根據(jù)結(jié)晶器鋼液11液面和中間包鋼液4液面情況，調(diào)整控流滑板9開口度在80~95%進行控流操作；保護澆注過程中，若虹吸水口因夾雜物結(jié)瘤堵塞水口，可并列插入一根新的虹吸水口，快速替換下舊的虹吸水口；停澆時，關(guān)閉控流滑板9停止?jié)沧ⅰ?/p>