采用两个水口进行板坯连铸的方法及装置 【技术领域】
本发明涉及连续铸钢技术，特别涉及板坯连铸技术。背景技术
现有技术中，板坯连铸均采用单个水口进行浇注，即只有一个浸入式水口插入结晶器内。为使结晶器内钢水流场及温度场趋于合理，浸入式水口通常开有侧孔，将钢水导向侧边结晶器宽度方向。随着板坯宽度增加，边部钢水与中心区域钢水的温差也将增大，从而导致铸坯发生边部质量问题的倾向增加，浇钢过程中发生粘结漏钢的可能性也随之增大，因此采用单水口不适合浇铸特宽的板坯如宽度在2000mm以上的板坯，此点在大的宽厚比情况下更为突出，如浇注宽的薄板坯时。
对于单个浸入式水口的板坯连铸机，若采用塞棒进行注流控制，则无法在浇注过程中安全更换塞棒，即一个浇次的连浇时间也以塞棒的使用寿命为上限；若采用滑板方式进行注流控制，则现有的滑动水口机构无法实现滑板的在线更换，即连浇时间就以滑板的使用寿命为上限。
另外，作为钢液从中间包到结晶器的通道，浸入式水口会在浇注过程中熔损和堵塞，其使用寿命常常低于中间包其他耐火材料的使用寿命，为延长连浇时间，需进行浸入式水口更换操作。出于减少生产事故和保证铸坯质量的考虑，更换水口时通常不希望关闭注流和敞开浇注。已提出很多装置来实现这种操作，如欧洲专利EP192019和中国专利99223889及00242979所公开的，通常在浸入式水口上端装有一平板，并有一导槽，新水口放入导槽内与原水口并列，通过一施力器具将新水口瞬间推入工作位，而原水口则同时被挤出工作位。由于更换时间极短，可不关闭注流。因不抬高中间包，更换前需事先将新水口浸入结晶器钢液中，而原水口脱离工作位时也仍浸在钢液中。因此这类方法需要在结晶器内有足够的位置至少包括新水口准备位、工作位、原水口脱离位，实际上还需要新水口的挂入位和旧水口的卸除位，这在板坯宽度较小或浸入式水口沿板宽方向尺寸较大如薄板坯连铸的情形时难以实现。另外，由于新水口及旧水口进行切换时受力很大，还有可能导致水口的机械破坏。发明内容
本发明的目地在于提供一种方法及装置，来解决单个水口浇注特宽板坯或具有大的宽厚比板坯时存在的温度不均匀性；并实现在浇注过程中安全更换塞棒，以及在不关流、不敞开浇注的情况下方便地更换浸入式水口，从而提高中间包的连浇时间；同时，在一定程度上改善结晶器内的温度均匀性及液位波动状况。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：
采用两个水口板坯连铸的方法，在一个板坯连铸结晶器内插入两个浸入式水口进行浇注，每个浸入式水口上方分别与中间包内的一个上水口相连，在中间包和结晶器之间形成了两个独立的注流通道；在每个上水口上方均用一支塞棒来进行注流流量控制并以此实现结晶器液位控制；浇注过程中可进行塞棒的在线更换。
在进行结晶器液位控制时使其中一个注流通道行使流量动态调节功能而其他注流通道保持流量不变，以提高液位控制的机械精度。
本发明提供的一种用于采用两个水口板坯连铸的方法的装置，包括中间包、浸入式水口和结晶器；所述的中间包中设置有至少两个上水口以及相应的塞棒；还设有至少两个浸入式水口、所述的浸入式水口与中间包内的上水口相连，浸入式水口插设于结晶器中。
进一步，在中间包内上水口之间设置中间挡堰，以减少浇注末中间包内的余钢量及防止两个上水口附近的流场的相互影响。
两个上水口的中心距为固定值，当板坯宽度在1200mm～2000mm时，中心距为500mm～700mm；当板宽在2000mm～3200mm时，中心距为700mm～1200mm；使板坯连铸机均可浇注在一定宽度范围内变化的板坯，两个水口的中心距不随板宽变化而变化，即为固定值，保证了当板宽在一定范围内调整时采用同样的中间包。
更进一步，为适应板宽的变化，所述的浸入式水口下部设置有扩流嘴，所述的扩流嘴为非对称的扁平状结构，其侧部沿板宽向一侧倾斜延伸；当板宽较大时，扩流嘴向结晶器窄侧壁方向(两个水口外侧)延伸；当板宽较小时，扩流嘴向内侧延伸。
为方便浸入式水口的在线更换，在板坯结晶器宽度方向上，每个水口的中心与其最近的中间包底部平面的边缘距离应尽量减小不超过250mm。
在每个上水口上方均用一支塞棒来进行注流流量控制并以此实现结晶器液位控制；浇注过程中可进行塞棒的在线更换。即移除其中一支塞棒，并在原位置装入一支新的塞棒；塞棒更换过程中，由于另一只塞棒仍处于工作状态，故结晶器液位也处于控制状态。因此，上述操作实现了在浇注过程中既能保持流量控制又能更换塞棒的功能。
由于在中间包和结晶器之间形成了两个独立的注流通道，浇注过程中可不需借助其他复杂的更换装置而进行浸入式水口的在线更换。即将需更换水口的注流关闭，卸除该水口后更换一个新的水口。由于其他水口仍处于工作状态，故上述操作实现了在既不敞开浇注，且结晶器内又不断流的前提下更换水口的功能。
由于在中间包和结晶器之间形成了两个独立的注流通道，在进行结晶器液位控制时既可采用同步控制，也可使其中一个注流通道行使流量动态调节功能而另一个注流通道保持流量不变，此种方式和采用单水口浇注的情形相比，若塞棒移动相同的距离，则前者产生的总流量变化将较小，因此在一定程度上可提高液位控制的机械精度。
本发明的优点是：
1.特别适用于特宽板坯连铸和薄板坯连铸。
2.可实现在浇注过程中安全更换中间包塞棒的功能；可不借助其他复杂
更换装置而实现在既不进行敞开浇注，且结晶器内又不断流的前提下
更换水口的功能。在此基础上将大幅度提高中间包连浇时间。
3.通过分流，使得一个水口的单位时间通钢量降低，在此基础上进行出
流及结晶器流场的优化设计，可有效改善薄板坯连铸结晶器内的液位
波动状况，有助于改善结晶器内金属液体的流场分布及温度分布均匀
性，特别是减轻液位波动和改善保护渣的熔融状况及坯壳的热应力分
布状况；同时，通过分流及实现浸入式水口的方便更换，可减小浸入
式水口的外径，此点对薄板坯连铸具有特别重要的意义。
4.有助于提高结晶器液位控制精度。附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中扩流嘴的一种结构示意图。
图3为本发明中扩流嘴的另一种结构示意图。具体实施方式
如图1所示，本发明的方法是：在一个板坯连铸结晶器1内插入两个浸入式水口7、8进行浇注，每个浸入式水口7、8上方分别与中间包2内的一个上水口5、6相连，在中间包2和结晶器1之间形成了两个独立的注流通道；在每个上水口5、6上方均用一支塞棒3、4来进行注流流量控制并以此实现结晶器液位控制。
本发明的装置，包括中间包2、浸入式水口7、8和结晶器1；所述的中间包2中设置有两个上水口5、6以及相应的塞棒3、4；还设有两个浸入式水口7、8、所述的浸入式水口7、8与中间包2内的上水口5、6相连，浸入式水口7、8插设于结晶器1中；在中间包2内上水口5、6之间设置中间挡堰9。
两个上水口5、6的中心距为固定值，当板坯宽度在1200mm～2000mm时，中心距为500mm～700mm；当板宽在2000mm～3200mm时，中心距为700mm～1200mm。因此，当板宽在一定范围内调整时可采用同样的中间包。为适应板宽的变化，在浸入式水口下部还包括具有非对称形式的扁平状扩流嘴。当板宽较大时，扩流嘴向结晶器窄侧壁方向(水口外侧)延伸；当板宽较小时，扩流嘴向内侧延伸。
本发明在浇注过程中可进行塞棒的在线安全更换，由于在每个上水口5、6上方均用一支塞棒3、4来进行注流流量控制并以此实现结晶器1液位控制。可以移除其中一支塞棒，并在原位置装入一支新的塞棒。塞棒更换过程中，由于另一只塞棒仍处于工作状态，故结晶器1液位也处于控制状态。显然，本发明给出了实现塞棒安全更换的方法，即正在进行更换的塞棒的注流虽不可控，但其他塞棒仍进行正常的注流控制，并同样可实现结晶器液位控制。
由于在中间包和结晶器之间形成了两个独立的注流通道，浇注过程中可不借助其他复杂的更换装置来进行浸入式水口更换。即先关闭其中一个浸入式水口，随后将该浸入式水口卸除，换上一个新的水口后再打开注流继续浇注。在整个更换过程中，其他流仍在浇注，保证结晶器1内不断流，当然也未有敞开浇注的阶段。
同样，由于在中间包2和结晶器1之间形成了两个独立的注流通道，在进行结晶器液位控制时既可采用同步控制，也可使其中一个注流通道行使流量动态调节功能而另一个注流通道保持流量不变，此种方式和采用单水口浇注的情形相比，若塞棒移动相同的距离，则前者产生的总流量变化将较小，因此在一定程度上可提高液位控制的机械精度。
由于在中间包2和结晶器1之间形成了两个注流通道，在进行薄板坯连铸时，因进入结晶器1的钢液已被分流，使得一个水口的单位时间通钢量降低，在此基础上进行出流及结晶器1内流场的优化设计，可有效改善薄板坯连铸结晶器内的液位波动状况。另外，因一个水口的单位时间通钢量降低，则其内径可减小；同时，因可方便更换浸入式水口，则其壁厚可减薄(即不必为提高浸入式水口的使用寿命而增加其壁厚)，故可使浸入式水口的外径减小，此点对于薄板坯连铸具有特别重要的意义。
另外，对于特宽板坯如2000mm以上连铸，或具有大的宽厚比如薄板坯连铸时，采用本发明提供的装置，可降低边部钢水与中心区域钢水的温差，从而降低铸坯发生边部质量问题甚至发生粘结漏钢的倾向。
综上所述，本发明特别适用于特宽板坯连铸和薄板坯连铸。可实现在浇注过程中安全更换中间包塞棒的功能，并且在既不进行敞开浇注，且结晶器内又不断流的前提下更换水口的功能。在此基础上将大幅度提高中间包连浇时间。同时，通过分流，使得一个水口的单位时间通钢量降低，且使浸入式水口的外径减小，在此基础上进行出流的优化设计，可有效改善薄板坯连铸结晶器内的液位波动状况，有助于改善结晶器内金属液体的流场分布及温度分布均匀性，特别是减轻液位波动和改善保护渣的熔融状况及坯壳的热应力分布状况。另外，有助于提高结晶器液位控制精度。