用于连铸的旋流水口

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日本的住友金属和九州耐材有限公司（KTR）已合作开发成功了世界首例连铸用旋流浸入式水口。这种水口的原始设想是日本技术研究院和大阪大学合作研究的成果，经开发成功后已在住友金属和歌山厂投入使用。使用后，成品钢卷的缺陷比例减少为使用传统水口时的四分之一，而拉速则提高了30％。

从1990年以来，日本技术研究院和大阪大学一直在从事旋流水口的水力学研究。1997年开始，住友金属加入了这项技术的合作研究和开发工作，KTR则负责旋流水口的生产。旋流水口内部安装了特殊设计的螺旋形状的叶片，用于使钢液旋转。因为水口旋转流动会使钢液产生离心力，从而使钢液流出水口时速度均匀分布。

通常而言，生产较宽的板坯时，有必要通过提高拉速来提高板坯连铸机的生产率。一般而言，钢液从中间包倒入结晶器是通过垂直安装、有两个水平出口的浸入式水口（SEN）来完成的。但是，使用传统的浸入式水口时，垂直的钢流直接碰撞水口底部，然后改变方向后从测面孔水平流出。由于钢流在接触水口底部时流速最高，所以，在水力学研究中，有两个出口的传统水口是不稳定的，在高速连铸的情况下，钢流从两个出口流出时会产生周期性的波动或脉动现象。这会导致结晶器内的钢液面产生波动，使气泡被捕获、保护渣卷入钢中，使板坯产生针孔等质量缺陷。旋流水口的影响可描述如下：由于水口内的旋流会产生离心力，这使水口两侧出口的钢流平均分布，而且，由于有离心力的钢流在水口内壁附近的速度最大，它倾向于从出口的上部流出。使用传统水口时，水口出口下部的速度最大，所以使用旋流水口后，水口出口下部的钢流速度得到了均匀化。因此，和传统的水口相比，旋流水口的最大出口速度可减小50％。故可以不考虑为板坯连铸机设置的最高拉速。

使用旋流水口后，住友金属和歌山厂的最大拉速提高了30％，从而也提高了连铸机的生产率。以前，住友金属在生产超低碳、用于汽车的涂镀薄板时，一直限定拉速，目的是为了减小板坯中的非金属夹杂物、气泡等缺陷。使用新的旋流水口后，可以达到2m/min的拉速，这也是根据连铸机的冶金长度所能达到的最大拉速。

背景以前用传统水口进行高速连铸时，为了防止结晶器内由于钢液脉动而产生液面波动和偏流，一直使用如电磁力之类的控制方法。但结晶器内的电磁制动系统或电磁搅拌装置异常昂贵（可达10亿日元/套），而且，由于这些电磁系统不能直接控制水口出口处的钢流，其效果也受到了一些限制。

今后的考虑

为了在水口内获得旋流，并得到前面提到的效果，需要在传统水口内进行特殊设计，而且制作准确的叶片。该系统需要增加的成本较小，而且这种水口的价格比传统水口仅仅高20％。住友金属和歌山厂现在使用这种水口，主要用于生产优质汽车用涂镀钢板。用这种水口浇铸的钢水量为100万t/年。住友金属和KTR计划将这种水口卖给其它对此感兴趣的厂家，如新日铁、NKK和神户制钢等。

闪客

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tielingniu

钢也有开浇杯！

laodaq

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