專利名稱：一種連鑄中間包湍流控制器的制作方法
技術領域：
本發明屬于鋼鐵冶金設備技術領域，涉及一種連鑄中間包湍流控制器。
背景技術：
隨著冶金技術的快速發展以及用戶對鋼材潔凈度、質量要求的進一步提高，連鑄中間包作為煉鋼生產流程的最后一個盛裝液態鋼水的容器，已有原來只作為鋼液的存儲器和分配器的簡單容器轉變為具有均勻鋼液成分和溫度、防止二次氧化、去除鋼中夾雜物、凈化鋼質、微合金化等冶金功能的反應器。鋼水在中間包內的流動特性，對均勻鋼液成分和溫度、減少二次氧化、實現鋼中夾雜物的上浮分離起到十分重要的作用。中間包內未設控流裝置時，注入中間包沖擊區的鋼水以較大的速度沖擊中間包的底部，并向四周散開，大部分鋼水沿包底直接向水口流去，短路流現象非常嚴重，少部分鋼水在中間包內形成回流現象。以這種流動方式，鋼水在中間包內的停留時間很短，鋼中夾雜物幾乎沒有時間和機會上浮去除，鋼水的溫度和成分亦不均勻。經大包長水口進入中間包內的高速鋼水流，不但能將中間包覆蓋劑或空氣卷入鋼水中，形成夾雜或使鋼水發生二次氧化，而且高速鋼水流沖擊中間包包底，強烈沖刷、侵蝕耐火材料，影響中間包壽命。中間包內合理設置可改變鋼液流動速度、方向以及流經路程長度等鋼水流動特征的控流裝置，可有效延長鋼水在中間包內的停留時間，使鋼水中的夾雜物有更多的時間和機會上浮進入渣中，進一步均勻鋼液的溫度和成分，從而提高鋼水的潔凈度和鑄坯的質量，并延長中間包使用壽命，降低生產成本。中間包湍流控制器是20實際90年代后期國外少數先進鋼廠研究開發的新型控流裝置，目前，已成為中間包必不可少的控流裝置。湍流是進入中間包的高速鋼水流引起的，不但能將中間包覆蓋劑或空氣卷入鋼水中，形成夾雜或使鋼水發生二次氧化，而且高速鋼水流沖擊中間包包底，強烈沖刷、侵蝕耐火材料，影響中間包壽命。湍流控制器安裝于鋼包注流的正下方，主要作用為對鋼包注流的沖擊起緩沖和限制作用，鋼包開澆和更換時，減輕鋼水注流對中間包襯的侵蝕，提高中間包使用壽命。在實際生產中，因為進入湍流控制器的大包注流鋼水都要從上口流出，易造成鋼液卷渣；因此，湍流控制器的高度不能太高，否則不能從根本上改變鋼液的流動特性，必須同其他中間包控流裝置一同使用才能起到改善注流區鋼液流動特性，促進夾雜物的上浮、排除，進一步凈化鋼液。同時，由于湍流控制器高度不夠，大包注流鋼水從其上端流出時對上部沖刷嚴重，導致湍流控制器使用壽命低，易漂浮，而失去其應有的作用。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，依據中間包控流裝置設計因簡單實用、綜合效果最佳的原則，提供一種安全、實用、簡便、能顯著減弱中間包注流沖擊區鋼水的湍流狀態，改善鋼液流動性質，減少鋼水的飛濺和沖擊，提高夾雜物、氣體分離效果，延長中間包使用壽命的帶旋轉式斜向上導流通孔的中間包湍流控制器。
根據本發明的一方面，提供了一種連鑄中間包湍流控制器，包括控制器本體和形成在控制器本體內的中空腔室，中空腔室設有上端出口，其特征在于，中空腔室的底部設有與控制器本體外表面相貫通的旋轉式斜向上導流通孔。所述控制器本體的形狀可為圓柱體，整體高度可為中間包內腔高度的1/4-4/5。優選地，上端出口的內徑可為長水口外徑的2-5倍。中空腔室的底面可為平面，底面直徑為長水口外徑的6-10倍，側面為旋轉的圓柱優選地，控制器本體底部外側帶有翼緣(4)。根據本發明的一方面，控制器本體的外部形狀可為立方體、圓柱體、下大上小圓臺體或棱臺體，中空腔室的底面可為平面或波浪面，其側面與頂面及底面之間可采用圓滑過渡連接。優選地，導流通孔向上傾斜的角度為15-75度，導流通孔的旋轉角度(β)為0-30度，導流通孔的直徑(c)為長水口內徑的0. 2-1倍。優選地，導通孔均勻布置，導流通孔個數為3-6個。本發明是在傳統中間包湍流控制器的基礎上，通常采取在控制器本體的底部外側添加翼緣，以避免湍流控制器在使用過程中漂浮；在中空腔室的底部與控制器外表面設置貫通的旋轉式斜向上導流通孔，形成斜向上的旋轉流，使得鋼水也通過湍流控制器底部斜向上的導流通孔流出，促進夾雜物上浮排出，提高夾雜物，氣體分離效果，減輕湍流鋼液經控制器本體上端出口流出時對上端出口處耐材的侵蝕，避免卷渣。
圖1示出了本發明的中間包湍流控制器的縱向剖面結構圖。圖2示出了本發明的中間包湍流控制器的橫截面圖。其中1-控制器本體，2-中空腔室，3-上端出口，4-翼緣，5-導流通孔，a-上端出口內徑，b-中空腔室底面直徑，C-導流通孔直徑，H-控制器本體高度，α -導流通孔向上傾斜角度，β-導流通孔旋轉角度。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。如圖1，圖2所示，根據本發明實施例的連鑄中間包湍流控制器包括湍流控制器本體1和設置在湍流控制器本體1的內部的中空腔室2。控制器本體1的外部形狀可以是立方體、圓柱體、下大上小圓臺體或棱臺體，優選為圓柱體，整體高度H為中間包內腔高度的1/4-4/5，優選為中間包內腔高度的3/5。中空腔室2設有上端出口 3，上端出口 3的內徑a為長水口外徑的2_5倍，優選為長水口外徑的3倍。中空腔室2的底面為平面或波兩面，頂面可為平面，側面可為旋轉的圓柱面，其側面與頂面以及底面之間采用圓滑過渡連接。中空腔室2的底面直徑b為長出口外徑的6-10，優選為8倍。中空腔室2的底部有與控制器本體1的外表面相貫通的均勻分布的多個旋轉式斜向上導流通孔5。在本示例性實施例中，導通孔的數量可為3-6個，可優選為4個。導流通孔向上傾斜的角度α可為15-75度，在本示例性實施例中α為30度，旋轉角度β可為 0-30度，在本示例性實施例中β為15度，直徑c為長水口內徑的0. 2-1倍，在本示例性實施例中，直徑c為長水口內徑的0. 4倍。如圖1和2所示，根據本發明示例性實施例的中間包湍流控制器還可在控制器本體1的底部外側設置有翼緣4。翼緣4將會鑲嵌在中間包底部的工作層內，從而起到防止湍流控制器漂浮的作用。中間包的耐材分為三層，最外面是保溫層、中間是打結上去的永久層、最里面的是與鋼水直接接觸的工作層，在中間包打結完永久層后，將湍流控制器放入中間包注流沖擊區、長水口正下方后澆注工作層。澆筑完工作層后，經風干、吊至連鑄平臺烘烤備用。連鑄開澆后，鋼水包中的鋼水經鋼包底部的長水口注入到湍流控制器的中空腔室，鋼水經相互碰撞，湍流動能降低后，鋼水不僅經由上端出口流出，而且還經由與控制器本體外表面相貫通的均勻分布的旋轉式斜向上導流通孔流出，使鋼液形成斜向上的旋轉流，有利于夾雜物上浮排除，進一步凈化鋼液。雖然已經參照特定實施例詳細描述了本發明，但是，本領域技術人員應該理解，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，可以對示例性實施例做出各種變型或等同手段的替換，這些變型或等同手段的替換均落入本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種連鑄中間包湍流控制器，包括控制器本體(1)和形成在控制器本體(1)內的中空腔室O)，中空腔室(2)設有上端出口(3)，其特征在于，中空腔室(2)的底部設有與控制器本體(1)外表面相貫通的旋轉式斜向上導流通孔(5)。
2.根據權利要求1所述的連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，所述控制器本體(1)的形狀為圓柱體，整體高度H為中間包內腔高度的1/4-4/5。
3.根據權利要求1所述的連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，上端出口( 的內徑a為長水口外徑的2-5倍。
4.根據權利要求1所述的連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，中空腔室的底面為平面，底面直徑b為長水口外徑的6-10倍，側面為旋轉的圓柱面。
5.根據權利要求1所述的連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，控制器本體(1)底部外側帶有翼緣(4)。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，控制器本體(1)外部形狀為立方體、圓柱體、下大上小圓臺體或棱臺體，中空腔室O)的底面為平面或波浪面，其側面與頂面及底面之間采用圓滑過渡連接。
7.根據權利要求1至5中的任一項所述的連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，導流通孔向上傾斜的角度(α)為15-75度。
8.如權利要求1至5中的任一項所述的連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，導流通孔的旋轉角度(β)為0-30度。
9.如權利要求1至5中的任一項所述的連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，導流通孔的直徑(c)為長水口內徑的0. 2-1倍。
10.如權利要求1至5中的任一項所述的連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，導通孔均勻布置，導流通孔個數為3-6個。
全文摘要
本發明公開了一種連鑄中間包湍流控制器，其包括控制器本體形成在控制器本體內的中空腔室。控制器本體的外部形狀可以是立方體、圓柱體、下大上小圓臺體或棱臺體，并設有上端出口。控制器本體的底部外側可設有翼緣。中空腔室的底面為平面或波浪面，其側面與頂面及底面之間采用圓滑過渡連接，中空腔室的底部設有與控制器本體外表面相貫通的旋轉式斜向上導流通孔。本發明具有不易漂浮、避免鋼水飛濺、減少鋼液吸氣、二次氧化，高壽命、顯著改善鋼液流動、促進夾雜物上浮的特點。
文檔編號B22D11/10GK102389954SQ20111035071
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者何慶文, 劉永昌, 孫永喜, 張偉, 張君平, 張海霞, 徐錫坤, 朱偉華, 李法興, 翟正龍, 裴建華, 馬傳慶 申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司