權(quán)利要求書： 1.一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴，其特征是：包括，噴嘴頭(1)，所述噴嘴頭(1)的底端安裝有螺母(2)，噴嘴體(4)，所述噴嘴體(4)通過所述螺母(2)與所述噴嘴頭(1)連接，所述噴嘴體(4)頂端內(nèi)腔設(shè)有分流器(3)，所述噴嘴體(4)右端內(nèi)腔設(shè)有分水銷(6)，氣外格柵(8)，所述氣外格柵(8)設(shè)在所述噴嘴體(4)的底端，所述氣外格柵(8)頂端設(shè)有氣接頭(7)，所述氣接頭(7)位于所述噴嘴體(4)正對(duì)所述噴嘴頭(1)的底端內(nèi)腔，水內(nèi)格柵(9)，所述水內(nèi)格柵(9)設(shè)在所述噴嘴體(4)左端內(nèi)腔，所述水內(nèi)格柵(9)外側(cè)設(shè)有螺堵(10)，

水外格柵(12)，所述水外格柵(12)設(shè)在所述水內(nèi)格柵(9)下方，所述水外格柵(12)一端安裝在所述噴嘴體(4)遠(yuǎn)離所述噴嘴頭(1)的底端內(nèi)腔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴，其特征是：所述分水銷(6)與所述噴嘴體(4)之間設(shè)有墊片(5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴，其特征是：所述螺堵(10)安裝在所述噴嘴體(4)遠(yuǎn)離所述分水銷(6)的一端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴，其特征是：所述氣外格柵(8)、所述水外格柵(12)分別與所述噴嘴體(4)之間設(shè)有密封圈(11)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴，其特征是：所述噴嘴體(4)頂端內(nèi)腔、所述噴嘴體(4)右端內(nèi)腔、所述噴嘴體(4)正對(duì)所述噴嘴頭(1)的底端內(nèi)腔以及所述噴嘴體(4)遠(yuǎn)離所述噴嘴頭(1)的底端內(nèi)腔之間相互貫通。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴，其特征是：所述噴嘴頭(1)內(nèi)腔頂端采用錐度為1：2的圓錐體空腔結(jié)構(gòu)，所述圓錐體空腔中段表面設(shè)有弧度為

5.7的圓弧，所述圓弧中間設(shè)有半圓形空腔和圓柱形空腔。

說明書： 一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型涉及鋼鐵冶金連鑄機(jī)二次冷卻工藝及設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴。

背景技術(shù)[0002] 鋼鐵冶金的連鑄過程是將高溫液態(tài)鋼水轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)鋼坯的過程，在這個(gè)過程中液態(tài)鋼水需要經(jīng)歷一次冷卻和二次冷卻，一次冷卻是液態(tài)鋼水在結(jié)晶器的冷卻過程，需要建

立高質(zhì)量及安全的坯殼厚度從而防止漏鋼事故及質(zhì)量缺陷。鑄坯進(jìn)入到二次冷卻的足輥區(qū)

需要進(jìn)一步強(qiáng)制冷卻，以防止鼓肚、菱變、漏鋼等事故的產(chǎn)生，足輥區(qū)的冷卻對(duì)鑄坯的安全

凝固起到了舉足輕重的作用，足輥冷卻區(qū)即是二次冷卻的開始，也是一次冷卻的延長。作為

足輥區(qū)噴嘴冷卻強(qiáng)度的高低、霧化的均勻性、工作狀態(tài)、在線堵塞情況等直接影響鑄坯的安

全和質(zhì)量。優(yōu)化足輥區(qū)噴嘴的霧化性能，保證足輥區(qū)噴嘴的在線完好性，是連鑄工藝的重要

組成部分。足輥噴嘴必須具備在線使用的完好性、冷卻強(qiáng)度的可調(diào)性、冷卻效率的最大性。

[0003] 目前國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)連鑄機(jī)足輥噴嘴基本上采用的是單介質(zhì)全水噴嘴或簡易雙介質(zhì)內(nèi)混合氣霧噴嘴，噴射形狀為扁平扇形或錐形噴嘴，這類噴嘴在生產(chǎn)一般普碳鋼強(qiáng)冷

大水量連鑄的生產(chǎn)過程中沒有太大問題，只要是水量符合設(shè)定要求就行，而在生產(chǎn)高碳鋼、

合金鋼、大斷面的連鑄坯時(shí)，這類噴嘴就滿足不了連鑄工藝配水要求，目前足輥噴嘴主要存

在以下問題：

[0004] 1、足輥噴嘴的水量調(diào)節(jié)比小，在二冷供水壓力的范圍內(nèi)(水壓一般0.3?0.9MPa，氣壓0.25MPa)，全水噴嘴的水量調(diào)節(jié)比僅有不到3倍，簡易氣水噴嘴的水量調(diào)節(jié)比不到4倍，這

些噴嘴無法適應(yīng)多鋼種、多斷面、強(qiáng)、弱冷的工藝要求，而頻繁的更換噴嘴將極大影響連鑄

作業(yè)率。

[0005] 2、這種足輥全水噴嘴及簡易氣水噴嘴的孔徑狹小，極易堵塞，一般連鑄機(jī)噴嘴的在線堵塞率均超過30％，這對(duì)連鑄機(jī)拉速和質(zhì)量的影響很大，造成澆鑄過程的液位波動(dòng)，也

是制約連鑄機(jī)高效化、鑄坯優(yōu)質(zhì)化的瓶頸之一，不解決足輥噴嘴堵塞問題、冷卻均勻性問題

將使連鑄機(jī)的作業(yè)率降低，鑄坯的質(zhì)量也無法保證。

[0006] 3、這種足輥噴嘴的噴射角度穩(wěn)定性不好，會(huì)隨著壓力的變化而變化，最大的變化幅度在30％以上，這會(huì)對(duì)連鑄坯的均勻持續(xù)冷卻造成不利的影響，特別是會(huì)造成鑄坯的角

部過冷而產(chǎn)生角部裂紋的缺陷，而這類缺陷占大斷面鑄坯整個(gè)缺陷的50％以上。

[0007] 4、這種足輥噴嘴的霧化粒徑大，索泰爾直徑最大在350um以上，會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱效率低，近30％的水成為流淌水無法有效冷卻連鑄坯，同時(shí)鑄坯的坯殼生長也較為緩慢，水資源

也造成一定的浪費(fèi)。

[0008] 5、足輥簡易氣霧噴嘴的壓縮空氣消耗量大、利用率僅僅不到40％，大量的壓縮空氣浪費(fèi)掉了，運(yùn)行成本也大大提高，年產(chǎn)80萬噸的連鑄機(jī)每年的壓縮空氣的費(fèi)用會(huì)多支出

近30萬左右。

[0009] 目前使用的足輥全水噴嘴或簡易氣水噴嘴無法滿足大斷面、高節(jié)奏、高質(zhì)量、多鋼種、多斷面的連鑄生產(chǎn)要求，特別是對(duì)大斷面、大鋼水靜壓力鑄坯的安全性有著重要的影

響，稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)鑄坯漏鋼及質(zhì)量問題，優(yōu)化和改進(jìn)目前連鑄機(jī)足輥配置的全水和簡

易氣霧噴嘴對(duì)大斷面連鑄生產(chǎn)來講顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容[0010] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴。

[0011] 根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴，其特征是：包括，噴嘴頭，噴嘴頭的底端安裝有螺母，噴嘴體，噴嘴體通過螺母與噴嘴頭連

接，噴嘴體頂端內(nèi)腔設(shè)有分流器，噴嘴體右端內(nèi)腔設(shè)有分水銷，氣外格柵，氣外格柵設(shè)在噴

嘴體的底端，氣外格柵頂端設(shè)有氣接頭，氣接頭位于噴嘴體正對(duì)噴嘴頭的底端內(nèi)腔，水內(nèi)格

柵，水內(nèi)格柵設(shè)在噴嘴體左端內(nèi)腔，水內(nèi)格柵外側(cè)設(shè)有螺堵，水外格柵，水外格柵設(shè)在水內(nèi)

格柵下方，水外格柵一端安裝在噴嘴體遠(yuǎn)離噴嘴頭的底端內(nèi)腔。

[0012] 本實(shí)用新型中，分水銷與噴嘴體之間設(shè)有墊片，分水銷能夠?qū)λ愤M(jìn)行破碎霧化。[0013] 本實(shí)用新型中，螺堵安裝在噴嘴體遠(yuǎn)離分水銷的一端。[0014] 本實(shí)用新型中，氣外格柵、水外格柵分別與噴嘴體之間設(shè)有密封圈，保證氣路、水路流通時(shí)的外部密封。

[0015] 本實(shí)用新型中，噴嘴體頂端內(nèi)腔、噴嘴體右端內(nèi)腔、噴嘴體正對(duì)噴嘴頭的底端內(nèi)腔以及噴嘴體遠(yuǎn)離噴嘴頭的底端內(nèi)腔之間相互貫通，便于氣、水流通。

[0016] 本實(shí)用新型中，噴嘴頭內(nèi)腔頂端采用錐度為1：2的圓錐體空腔結(jié)構(gòu)，圓錐體空腔中段表面設(shè)有弧度為5.7的圓弧，圓弧中間設(shè)有半圓形空腔和圓柱形空腔，圓柱形空腔底端與

噴嘴頭底端內(nèi)腔連通，采用錐度和弧度分段設(shè)計(jì)，通過流道優(yōu)化，可以保證霧化水經(jīng)由噴嘴

頭噴射時(shí)的角度始終維持相對(duì)不變。

[0017] 綜上所述，本申請(qǐng)的有益效果：克服了現(xiàn)有的連鑄機(jī)足輥區(qū)使用的簡易全水和氣霧噴嘴存在的諸多不足，提供一種可替代的高效氣水霧化噴嘴，達(dá)到持續(xù)、高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能

冷卻連鑄坯的目的，解決了目前大斷面連鑄機(jī)足輥噴嘴水量調(diào)節(jié)比低、霧化效果差、在線堵

塞率高、冷卻不均勻、角度變化幅度大、壓縮空氣消耗量大的問題。

附圖說明[0018] 通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

[0019] 圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；[0020] 圖2為本實(shí)用新型氣水走向示意圖；[0021] 圖3為本實(shí)用新型噴嘴體示意圖；[0022] 圖4為本實(shí)用新型氣外格柵示意圖；[0023] 圖5為本實(shí)用新型螺堵示意圖；[0024] 圖6為本實(shí)用新型氣接頭示意圖；[0025] 圖7為本實(shí)用新型噴嘴頭示意圖；[0026] 圖8為本實(shí)用新型墊片示意圖；[0027] 圖9為本實(shí)用新型分流器示意圖；[0028] 圖10為本實(shí)用新型螺母示意圖；[0029] 圖11為本實(shí)用新型分水銷示意圖；[0030] 圖12為本實(shí)用新型密封圈示意圖；[0031] 圖13為本實(shí)用新型水外格柵示意圖；[0032] 圖14為本實(shí)用新型水內(nèi)格柵示意圖。[0033] 圖中標(biāo)號(hào)：噴嘴頭?1；螺母?2；分流器?3；噴嘴體?4；墊片?5；分水銷?6；氣接頭?7；氣外格柵?8；水內(nèi)格柵?9；螺堵?10；密封圈?11；水外格柵?12。

具體實(shí)施方式[0034] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了

便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。

[0035] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。

[0036] 如圖1、圖5、圖6和圖10所示，一種大斷面方坯連鑄機(jī)足輥區(qū)用氣水噴嘴，噴嘴體4通過螺母2與噴嘴頭1底端連接，氣外格柵8設(shè)在噴嘴體4的底端，氣外格柵8頂端設(shè)有氣接頭

7，氣接頭7位于噴嘴體4正對(duì)噴嘴頭1的底端內(nèi)腔，水內(nèi)格柵9設(shè)在噴嘴體4左端內(nèi)腔，水內(nèi)格

柵9外側(cè)設(shè)有螺堵10，水外格柵12一端安裝在噴嘴體4遠(yuǎn)離噴嘴頭1的底端內(nèi)腔。

[0037] 如圖2和圖12所示，噴嘴采用雙介質(zhì)氣水霧化形式，氣、水經(jīng)噴淋管的氣路、水路連接板進(jìn)入到噴嘴腔內(nèi)，噴嘴同噴淋管的連接采用法蘭螺栓連接，噴嘴的底部設(shè)有密封圈11，

可以同連接板密封連接，噴嘴自帶水氣過濾格柵，即水外格柵12和氣外格柵8，安裝時(shí)將水

氣過濾格柵插入到噴淋管支管內(nèi)，水、氣進(jìn)入噴嘴體4內(nèi)腔需要經(jīng)過水氣過濾格柵，這樣水、

氣中的大顆粒的雜質(zhì)會(huì)被水氣過濾格柵過濾掉，從而避免了噴嘴堵塞。

[0038] 如圖2所示，在噴嘴的進(jìn)水路設(shè)計(jì)了水路內(nèi)格柵過濾裝置，即水內(nèi)格柵9，對(duì)于進(jìn)入到噴嘴腔內(nèi)的水進(jìn)一步精過濾，將大顆粒雜質(zhì)堵在噴嘴內(nèi)的混合腔外，避免噴嘴水路堵塞，

強(qiáng)化了噴嘴的防止堵塞功能。噴嘴的過濾格柵進(jìn)行了格柵縫隙的優(yōu)化設(shè)計(jì)，同噴嘴腔內(nèi)的

流道通徑進(jìn)行兼顧設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的原則是凡是進(jìn)入到噴嘴內(nèi)的水、氣都能經(jīng)噴嘴頭1噴射出

去，不會(huì)堵塞噴嘴體4內(nèi)腔及噴嘴頭1內(nèi)部，這樣會(huì)始終保持噴嘴槍內(nèi)的潔凈，噴嘴的內(nèi)部堵

塞情況基本被消除。由于噴嘴采用了格柵設(shè)計(jì)，對(duì)堵塞雜質(zhì)進(jìn)行了選分過濾，在現(xiàn)有的連鑄

機(jī)水質(zhì)條件下，大顆粒的雜質(zhì)完全堵塞格柵最少需要4個(gè)月，這樣，就有充足的時(shí)間對(duì)噴嘴

進(jìn)行徹底清理而不用停機(jī)更換噴嘴。

[0039] 如圖2、圖3、圖4、圖8、圖9、圖11、圖13和圖14所示，該噴嘴采用了多級(jí)霧化設(shè)計(jì)，冷卻水經(jīng)由水外格柵12、水內(nèi)格柵9后轉(zhuǎn)向進(jìn)入噴嘴體4內(nèi)腔，在噴嘴體4右端內(nèi)腔設(shè)計(jì)安裝了

分水銷6，分水銷6與噴嘴體4之間設(shè)有墊片5，水經(jīng)調(diào)整后成為液柱流，液柱流會(huì)打在分水銷

6的端面而產(chǎn)生一次破碎霧化，另一方面，壓縮空氣經(jīng)氣外格柵8過濾后進(jìn)入噴嘴體4正對(duì)噴

嘴頭1的底端內(nèi)腔，將一次霧化的水進(jìn)行二次氣液摩擦霧化，再次將液體進(jìn)行霧化，經(jīng)過兩

次霧化的液體就成為了細(xì)顆粒的霧化水，霧化后的氣液兩相體進(jìn)一步運(yùn)行到達(dá)了分流器3，

分流器3設(shè)在噴嘴體4頂端內(nèi)腔，在這里氣液兩相在狹窄的通道內(nèi)進(jìn)一步混合和氣體灌注，

形成氣泡霧化效應(yīng)，而混合液流動(dòng)速度在這里進(jìn)一步得到提高，霧化程度達(dá)到進(jìn)一步加強(qiáng)，

完成了多次霧化，索泰爾霧化粒徑可以達(dá)到100um以下，可以實(shí)現(xiàn)最佳的冷卻效率。采用了

多級(jí)霧化后，氣體的有效利用率可以大大提高，霧化的過程不僅依靠壓縮空氣，同時(shí)把噴嘴

水介質(zhì)的自身壓力變?yōu)殪F化動(dòng)力，在加上設(shè)計(jì)了氣泡霧化裝置，這樣便可以將壓縮空氣的

消耗降下來。

[0040] 如圖2和圖7所示，專為足輥噴嘴設(shè)計(jì)的噴嘴頭1，內(nèi)腔進(jìn)行了流道優(yōu)化，霧化水在噴嘴頭1內(nèi)的流動(dòng)更加均勻，噴嘴頭1內(nèi)腔進(jìn)行了錐度和弧度分段化設(shè)計(jì)，將液相的分布進(jìn)

行均勻化控制，水霧離開噴嘴頭1頭部時(shí)，會(huì)形成均勻的冷卻帶，橫向的水量分布呈梯形分

布，噴射角度可以始終維持不變。

[0041] 如圖2、圖9和圖11所示，在噴嘴水流量較小的情況下(低于1.0升/分鐘)，由于噴嘴采用了氣路直接對(duì)應(yīng)噴嘴頭1的設(shè)計(jì)，氣路會(huì)在水路的入口處產(chǎn)生高速流動(dòng)，降低了水路出

口的壓強(qiáng)，這樣低流量的水也能順利噴射進(jìn)入混合室霧化，壓縮空氣起到了對(duì)水的引射作

用，噴嘴在弱冷低水量時(shí)也能霧化。另一方面，噴嘴在大流量下(流量大于8升/分鐘)，水壓

較高(大于0.5MPa)、水直接在分水銷6出處強(qiáng)烈霧化，然后在分流器3處加速霧化，在壓縮空

氣的干預(yù)下進(jìn)一步霧化，這樣不僅可以保證大流量，噴嘴的霧化也不會(huì)受到影響，冷卻效率

會(huì)得到進(jìn)一步提升。噴嘴的水量調(diào)節(jié)比可以達(dá)到10倍以上。

[0042] 如圖1所示，日常在維護(hù)噴嘴時(shí)，可將螺堵10、分水銷6、氣外格柵8、水外格柵12、噴嘴頭1拆下，可進(jìn)行正常的清理，將堵塞物、雜質(zhì)、水垢、油泥清理出去，必要時(shí)采用弱酸進(jìn)行

浸泡清理。噴嘴的使用壽命不會(huì)低于12個(gè)月。

[0043] 克服了現(xiàn)有的連鑄機(jī)足輥區(qū)使用的簡易全水和氣霧噴嘴存在的諸多不足，提供一種可替代的高效氣水霧化噴嘴，達(dá)到持續(xù)、高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能冷卻連鑄坯的目的，解決了目前

大斷面連鑄機(jī)足輥噴嘴水量調(diào)節(jié)比低、霧化效果差、在線堵塞率高、冷卻不均勻、角度變化

幅度大、壓縮空氣消耗量大的問題。二次冷卻足輥區(qū)用氣水噴嘴具有極強(qiáng)的防止堵塞性能，

優(yōu)化設(shè)計(jì)了多級(jí)過濾裝置可以大大降低噴嘴的堵塞，將噴嘴的在線堵塞率控制在5％以內(nèi)，

噴嘴的在線完好率大于98％，從而可以保證鑄機(jī)的拉速和鑄坯質(zhì)量。另一方面，噴嘴采用了

多級(jí)霧化裝置，可以將霧化水碎化到較低的水平，最低索泰爾霧化粒徑可以達(dá)到100um，換

熱效率可以提高50％以上。噴嘴的內(nèi)腔設(shè)計(jì)了分流器3，可以將壓縮空氣同水進(jìn)行高效的結(jié)

合，對(duì)水進(jìn)行氣泡霧化，水、氣動(dòng)能的轉(zhuǎn)換效率大大提高，達(dá)到充分霧化的目的，這樣壓縮空

氣即可大大減少消耗，可降低原來消耗的30％以上。噴嘴的頭部進(jìn)行了流道優(yōu)化設(shè)計(jì)，霧化

水經(jīng)由頭部噴射時(shí)噴射的角度始終維持相對(duì)不變，變化的幅度小于5％，對(duì)鑄坯的影響微乎

其微。該新型足輥噴嘴可以廣泛用于冶金連鑄機(jī)的方坯、板坯足輥二次冷卻，特別是替代目

前連鑄用的全水足輥噴嘴，效果尤為明顯，可以大大提高連鑄坯的質(zhì)量、提高連鑄機(jī)的作業(yè)

率，以年產(chǎn)80萬噸的連鑄機(jī)為例，每年可為鋼廠增加效益近100萬元以上。

[0044] 通過使用新型的足輥氣霧噴嘴，可以使連鑄坯的作業(yè)率提高10％，鑄坯的合格率提高0.5％，壓縮空氣的消耗降低30％，日常的維修量降低40％，年化綜合效益不低于300萬

元(80萬噸年產(chǎn)量)，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

[0045] 以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理等方案的說明。同時(shí)，本申請(qǐng)中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也

應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形

成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征

進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。