浸入式水口

浸入式水口的主要功能是防止中間罐注流的二次氧化和鋼水飛濺；避免結晶器保護渣捲入鋼液；改善注流在結晶器內的流動狀態和熱流分佈。並從而促使結晶器內坯殼的均勻生長，有利於鋼中氣體和夾雜物的排除。由於浸入式水口對提高鑄坯質量、改善勞動條件、穩定連鑄操作、防止鑄坯表面缺陷等方面，都有顯著成效，因而在世界各國的板坯連鑄和大方坯連鑄都採用這種水口進行澆鑄。可以説，浸入式水口的出現，如同結晶器振動裝置的發明一樣，為連鑄技術的發展帶來了劃時代的進步。

從1965年法國東方優質鋼公司（SAFE）和聯邦德國曼納斯曼公司（Mannesman）首次採用浸入式水口以來，圍繞水口材質、結構形狀等方面，進行了大量的研究工作，出現了許多新的研究成果，從而使浸入式水口的應用效果更為顯著。

浸入式水口製作工藝流程為：各種原材料經過混煉，成為混合均勻的複合粉體，經等靜壓成型，成為所要求形狀的生坯,經高温燒結制成具有一定強度的製品，再經整形，加工成所需尺寸。最後經探傷檢查後，包裝出廠。

浸入式水口材質基本要求是，耐鋼水溶損性能好，抗渣侵蝕能力強及良好的抗熱震性。常用的材質是熔融石英和Al₂O₃一C質兩種。

熔融石英質浸入式水口

以熔融石英為原料，採用泥漿澆鑄成型，高温燒結。這種水口具有導熱係數小（1000℃時為2W/m·K），熱穩定性好，熱膨脹率低（如含99%SiO₂的石英在1000℃時膨脹率為0.05%~0.06%）及不易結瘤等優點。使用前可不經預熱。因此應用較為廣泛。這種材質的缺點是不宜澆注含錳量超過0.5%的鋼種。因為Mn同水口中的SiO₂反應，生成熔點僅1300℃的MnO·SiO₂玻璃，從而大大降低了水口表面玻璃層的黏度，加速水口的熔損。

Al2O3一C質浸入式水口

以剛玉和石墨為基本原料，添加金屬硅、碳化硅等，在等靜壓機中成型，然後經保護燒結而成。這種水口結構均勻、與鋼水的浸潤性低、耐沖蝕性強。因此它適用於大多數鋼種的澆注。Al₂O₃一C質水口必須預熱後使用，否則，水口有開裂的浸m危險。在預熱過程中，會出現石墨燒損(脱碳)，使水口表面層的氣孔率增加，降低其抗侵蝕性。在澆鑄鋁鎮靜鋼時，脱氧產物α—Al₂O₃容易在水口內壁沉積，導致水口堵塞，影響連鑄生產的正常進行。該水口的另一缺點是抗渣性差，導熱性好，因而渣線部位侵蝕嚴重和水口內壁容易凝鋼，故需採取有效措施予以保護：如水口外加耐火纖維保護套，表面塗抹防氧化層，渣線部位用複合ZrO₂—C質材料提高抗渣侵蝕性以及向水口內壁多孔耐火材料層通入氬氣等。

浸入式水口的類型，按其外形和內部結構來分，基本上可以分為下列兒種，如圖1所示。

如圖1所示，a型帶有側孔的浸入式水口，側孔為兩個孔或四孔；b型為直通型浸入式水口；c型碗口為半球形的浸入式水口，為組合式水口，與中間包水口配合使用；d型外形為異形薄壁的浸入式水口，一般為薄板坯連鑄用水口；e型端面為平面的浸入式水口，通常為快速更換水口；f型內部鑲嵌有鋯質內芯的浸入式水口，為小方坯連鑄所採用。 ^[1] 

浸入式水口結構形狀要滿足如下要求：

1、注流運動應能緩和而均勻地衝洗凝固前沿；

2、儘量減低注流的衝擊深度而不引起結晶器液麪的強烈翻動；

3、始終保持結晶器液麪的高温；

4、澆注過程不得吸入空氣。

5、應根據結晶器斷面尺寸、鋼種及拉坯速度作出適當的選擇。注流在結晶器內的流動狀態，一般採用水力學模擬實驗加以觀察。並據此確定水口結構及相關尺寸。

製作因素

浸入式水口側孔的製作方式有兩種：一種是用鋼模芯直接成型製得；另一種是採用銑刀加工.獲得。前者可能在成型和燒成過程中造成應力集中，產生隱形的毛裂紋，在連鑄澆注過程中產生開裂或斷裂;後者可能在機加工過程中產生振動造成水口側孔內裂，在使用中出現問題。但採用機加工水口側孔的優點是，水口側孔的尺寸和角度精確，只要採用好的機牀加I,可以克服加工產生振動的問題，最大程度地降低加工過程中對水口側孔造成的內傷。

釉層的抗氧化因素

浸入式水口在烘烤過程中，因水口表面的釉層厚薄不均勻或局部黏附不好，都有可能出現氣化斑點，造成水口側孔氧化脱碳，強度下降，造成水口在使用中損毀。

生產過程中的物流因素

浸入式水口的外形特點是：在有碗口部分的一端，比較粗，比較重；而在有側孔部分的一段，比較輕，外形細而長。因此，在成型、乾燥、燒成、機加工、噴釉、探傷和運輸工序中，要經過多次的搬動，都有可能造成水口側孔內傷，留下事故隱患。

鋼廠作業因素

在鋼廠因調度或其他原因，水口側孔部分的預熱時間過長，使該部分氧化脱碳，造成其組織結構疏鬆，性能下降，抗鋼水衝擊和擾動的能力降低，在使用中極易斷裂。有些鋼廠，在連鑄澆注過程感到鋼水流動不暢的情況下，疑似水口側孔內有堵寨物，習慣用鋼棒捅側孔清理，如果用力不當，很容易傷害到水口側孔，使水口在鋼水的作用下斷裂。在鋼廠，浸入式水口從庫房到安裝現場，也要經過多次運輸、搬運和檢查，受到外力的作用，特別是在浸入式水口烘烤好後，在檢查清理水口側孔時，比較容易遭到損傷，造成事故隱患。 ^[1]