滑动水口的设计早在1884年就由美国人D. Lewis提出构思并申请了专利,后来也有不少类似的专利,但均因材质不过关而未能实现。直到1964年,西德本特勒钢铁公司在22T钢包上,采用滑动水口装置代替塞棒系统进行浇钢,首次获得成功,并迅速推广到许多国家。
随着快速、高效连铸和二次精炼技术及工艺的发展,滑动水口(Sliding Nozzle,简称SN)系统在现代钢铁冶炼过程中变得越来越重要,成为冶炼中不可缺少的部分。它是连铸机浇铸过程中钢水的控制装置,能够精确地调节从钢包到连铸中间包的水流量,使流入和流出的钢水达到平衡,从而使连铸操作更容易控制。滑动水口系统因其可控性好,能提高炼钢生产效率而得到了迅速发展。现在,在钢包、中间包上国内外普遍使用了滑动水口系统。[1]
滑动水口一般由驱动装置、机械部分和耐火材料部分(即上下滑板、下水口)组成。滑动水口的工作原理是通过滑动机构使上下滑板砖滑动,从而带动流钢孔的开闭来调节钢水流量大小的。
为获得较长的使用寿命和稳定的操作条件,滑板作为滑动水口系统的耐火材料和机械构件,都要求其具有优良的性能。当前,为了使滑动水口系统使用性能更加稳定可靠,对滑板的形状以及固定方式进行了许多改进和研究,其主要目的是抑制滑板使用过程中工作面裂纹的产生和扩展。
滑板(Sliding Plate,简称SP)是滑动水口系统的主要部件之一。按照组成滑动水口系统的滑板块数划分,可分为两层式和三层式。钢包用滑板一般为两层式,操作时上滑板固定不动,通过下滑板进行截流和节流。中间包用滑板一般为三层式,操作时将上滑板与上水口固定,下滑板与下水口固定,通过中间滑板来进行截流和节流。
滑动水口的基本结构如图1所示。
(1)滑动水口按滑板数量可分为两层滑板和三层滑板。两层滑板是上滑板不动,下滑板跟随机构进行滑动,两层滑板大多用在钢包机构上。三层滑板是上、下滑板均不动,中间滑板跟随机构进行滑动,起控制和调节钢水流量作用;三层滑板大多用在中间包机构上。三层滑板的特点是中间的滑动板,不用火泥,而用金属带嵌板固定,对控制裂纹起很好的作用,同时还要严格控制滑板的平行度。在浇注初期,为了防止钢水在滑动水口的钢道内冷凝,安装有塞棒阻止钢水流入水口通道,保持钢水在中间包内形成必须的液面,并严防更换浸入式水口时钢水冷凝或非金属夹杂堵塞通道。