CN100453209C - 具有熔融金属导分流装置的中间包 - Google Patents

Abstract

具有钢水导分流装置的中间包，由本体，设置在本体底面上的水口等组成，还包括将本体分隔成注入流区及浇注区的一个挡渣墙；与挡渣墙相毗邻的向侧向延伸的导分流管。挡渣墙具有向内弯折的侧壁；其壁上作有倾斜的通孔。导分流管由可拆分的多节构件的导分流管部件组成，用以形成相应的多流钢水导分流配置。导分流管部件由与挡渣墙邻接的首段，中间段，带分流口的中间段和带分流口的末段组成，它们有内孔和相配合的端面接口。还可设置湍流控制器。中间包有与导分流管的各分流口各个对应相接的三叉式气幕挡墙，顶部双叉的两端部抵靠到相应的分流口上构成一个封闭隔离区，与双叉的两端部相对的底部一叉作有与外部气源相接的连接孔。

Description

具有熔融金属导分流装置的中间包

技术领域

本发明涉及一种熔融金属的处理设备，特别是一种具有多流铸坯钢水导分流装置的中间包。

背景技术

目前炼钢连铸三流以上方坯中间包中绝少见到采用导分流技术。注入流钢水到达内、外侧水口的平均停留时间和时间分布差别较大，特别是在采用五流、六流、八流的中间包时，因钢水到达外侧水口的行程长、时间长，钢水的温降就大，往往导致钢水温度太低而造成冻结，从而会影响到连铸的正常拉钢。另一方面，也会因为钢水到达内侧水口的行程短、时间短，钢水中的杂质及气体来不及排除，致使内侧水口浇注的钢坯质量不理想。这对于生产一般钢材的厂家，在轧制过程中尚可以弥补，但若是对生产不锈钢、轴承钢等特优钢种的厂家来说是不允许的。中国专利文献CN2465839Y公开了一种连铸多流中间罐隔墙，由中间罐罐壁和带有水口的中间罐罐底组成，其中在中间罐的冲击区与流之间对称设有隔墙，在隔墙上开有若干个向上倾斜的泄钢孔，且泄钢孔不在同一条直线上，每个泄钢孔都有一定的方向性。该现有技术通过对中间罐内钢水流场、温度场的优化，在中间罐内形成一个钢液循环回流区，以减少钢中夹杂含量，提高钢水的清洁度。

此外，现有技术中也有在中间包中采用挡坝及氩气气幕清除钢水中杂质的。例如在中国专利文献CN2863314Y中公开的关于中间包吹气挡坝，其中涉及到采用带压力氩气穿过透气砖在连铸中间包内形成吹气挡坝以去除钢水中杂质的中间包吹气挡坝装置。

相同专利权人的中国专利文献CN2863315Y中涉及一种湍流控制器，采用的是在控制器底部接入可吹注氩气使通过其中的透气砖的防湍流装置。

但以上有关中间包专利技术仍然不能解决多流中间包钢水同时到达内外侧水口的问题。也就不能根本解决多流中间包外侧流易冻结，内侧流铸坯多缺陷的问题。通过对五流中间包的数模计算结果表明，用湍流控制器和挡渣墙比仅用挡渣墙的中间包的钢液流场有较大改善，死区体积减少，内外侧水口钢水停留时间差别有减少，但仍然相差较大。王建军教授等人所著《中间包冶金学》一书中也指出：多流中间包难以通过同时设置挡渣墙、坝来解决内外侧水口钢水停留时间均衡的问题。这是由于多流中间包的形状结构所决定的。多流中间包的注入流一般在中间包的中间，注入流和内侧水口间的距离短，而距外侧水口的距离很长。各水口和注入流的水平距离相差甚大，所以各流的平均停留时间和停留时间分布也不然各不相同。

因此，现有技术中事实上存在一种需求，期望能解决多流方坯中间包的注入流钢水不能同时到达内外侧水口的问题，亦即使钢水内外侧水口平均停留时间基本一致，并且停留时间有所延长。还期望中间包的钢水死区体积尽量减小。还期望同时能使钢液经气幕挡墙的气洗，让大颗粒夹杂物上浮进入渣中，令中间包的冶金效果改善，提高所生产的钢坯质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是多流以上铸坯中间包注入流钢水到达内、外侧水口平均停留时间差别太大和停留时间分布不合理的问题。

本发明进一步解决的技术问题是在解决上述技术问题的同时能够进一步提高去除钢水中的杂质的能力。

为解决本发明的上述技术问题，本发明的具有钢水导分流装置的中间包，包括对称或非对称形状的槽形本体，和设置在本体底面上的水口，其特征为在所述槽形本体内设置一个挡渣墙将所述内槽分成注入流区和浇注区，所述注入流区处于槽形包内，所述中包底面上的水口处于所述浇注区；在所述浇注区设置有联接注入流区并向两侧水口延伸的导分流管；在所述挡渣墙上成型有连通所述注入流区与所述导分流管内腔的通孔；在所述分流管侧壁上成型有连通所述分流管内腔与所述水口区其它区域的分流口。

所述注入流区由所述槽形中包一部分和所述挡渣墙构成，接受自钢包注入的钢水。

每侧所述导分流管上的所述分流口相间地对应在每两个水口之间设置。

对于设有偶数个所述水口中间包，在挡渣墙上开有不经过所述导分流管，直接连通所述注入流区与所述浇注区的小孔。所述小孔为1～2个。

根据需要，所述导分流管可由可拆分的多节构件的导分流管部件所组成，所述可拆分的多节构件的导分流管部件是由与该挡渣墙邻接的首段，中间联接段，带分流口的中间段和带分流口的末段等组成。它们有一致呈平行四边形的横截面内孔，并且相互之间具有相配合的端面接口。

所述注入流区内还设置有一个湍流控制器。

所述湍流控制器具有围合的侧壁，在所述湍流控制器底面上设置一系列长条状、顶面为弧形的突起，长条方向与钢水流向相交。

本发明的中间包还包括有与该导分流管的各分流口对应相接的气幕挡墙。

所述气幕挡墙大体呈Y型的三叉式，其中所述Y型顶部双叉端部抵靠到所述导分流管相应的分流口上，以构成一个局部封闭区，与该双叉的两端部相对的底部一叉上成型有与外部气源相接的连接孔。

本发明的上述技术方案与现有技术相比：由于在多流中间包注入流区设置湍流控制器和挡渣墙。使得湍流控制器耗散掉注入流的大部分能量，减少钢液扰动，形成紊流，避免卷带钢渣和气体进入浇注区；挡渣墙将注入流区顶层的钢渣挡著不能进入浇注区，即使注入流区钢液面超过溢流液面，其顶层渣也只能通过溢流嘴排出到中包外而不进入浇注区。挡渣墙使注入流区钢液能通过导分流管流出，使钢液基本同时分送到内外侧水口。偶数多流中间包的挡墙正面开1～2个小孔，活跃钢液，减少死区。导分流管各个分流口处布置三叉式气幕挡墙，气幕挡墙两叉口和导分流管抵死，形成一个局部封闭区，延长了钢液到达水口的停留时间；三叉式气幕挡墙喷出气体幕是封闭或半封闭的，由导分流口流出的钢水都要经过气洗，没有死角，钢液中较大颗粒的夹杂物都能充分上浮进入渣中。因此，采用此种导分流技术配合三叉气幕挡墙的多流中间包，其冶金效果能达到理想的程度。

附图说明

图1为按本发明优选实例的具有钢水导分流装置的中间包的俯视示意图，

图2a是用于表示图1中挡渣墙的正视图，

图2b是用于表示图1中挡渣墙的俯视图，

图3a是用以表示图1中的导分流管的示意图，它是沿图1中左边一侧正对分流口32的水平方向的视图；

图3b沿图3a中箭头方向的剖视图，以显示分流口的截面形状；

图4a是用以表示图1中的三叉式气幕挡墙的俯视图；

图4b是沿该图4a局部俯视图的水平方向的一幅放大了的局部视图；

图5a是用以表示图1中的湍流控制器的俯视图；

图5b是图5a中沿中间线箭头方向的剖面图。

图中的附图标记表示为：1-中间包的本体，2-水口，3-注入流区，4-浇注区，10-湍流控制器，20-挡渣墙，21-挡渣墙的小孔，202、203-挡渣墙的侧壁，204-通孔，30-导分流管，31-导分流管的端面接口，32-分流口，33-导分流管的内孔，40-气幕挡墙，101-湍流控制器的口部，102-湍流控制器底部的突起，301-导分流管的首段，302-导分流管的中间联接段，303-导分流管的带有分流口的中间段，304-导分流管的末段，401、402-气幕挡墙墙体的两端部，404-连接孔。

具体实施方式

现在参见本发明的附图并结合具体实施例对本发明的具有钢水导分流装置的中间包做更为详细的说明。

如图1中所示，为例举的本发明的一个具有4个分流口的钢水导分流装置的中间包。图1中显示为该中间包的俯视示意图。包括对称形状的槽形本体1，和设置在本体1底面上的水口2，其中在所述槽形本体1内槽的中部设置一个挡渣墙20将所述内槽分成注入流区3和浇注区4，所述注入流区3处于所述内槽中部，所述本体1底面上的水口2处于所述浇注区4；在所述浇注区4设置有邻接所述挡渣墙20并向两侧延伸的导分流管30；在所述挡渣墙20上成型有连通所述注入流区3与所述导分流管30内腔的通孔204；在所述导分流管30侧壁上成型有连通所述导分流管30内腔与所述浇注区4其它区域的分流口32。每侧所述导分流管30上的所述分流口32相间地对应在每两个水口2之间设置。也就是说，对于三、四流方坯中间包，每侧的所述导分流管30仅需在内外侧之间设一个所述分流口32；而对于五、六流方坯中间包，每侧的所述导分流管30需设置两个所述分流口32，两所述分流口32位置分别在内侧第一水口与内侧第二水口之间和内侧第二水口(二)与外侧水口之间；以此类推。不言而喻，本体1内周凡与钢水直接接触处都铺设有耐高温的耐火材料。

所述注入流区3由所述槽形本体1中部向外凸出的侧壁和连接该凸出部分的侧壁的所述挡渣墙20构成，其中所述挡渣墙20具有向内弯折的侧壁202，203(见图2a和图2b)；所述通孔204按需要自内向外设置在所述挡渣墙20的侧壁202，203上的，它们是上游钢水流向导分流管30的通道。所述挡渣墙20的高度高出中间包溢流液面，本实施例中所述槽形本体1中部向外凸出的侧壁高度被设计为预定的所述溢流液面。所述挡渣墙20高出所述溢流液面的高度设计为30～50毫米之间比较合适。在挡渣墙20上开有不经过所述导分流管30，直接连通所述注入流区3与所述水口区4的小孔21。挡渣墙20的作用除了把注入流带入的绝大部分钢渣挡在注入流区3内，另外还仅通过和导分流管30相连接的通孔204把注入流钢水基本同时分送到各个水口2。对于本实施例的偶数多流方坯中间包的挡渣墙20，正面的小孔21，起到活跃两内侧流之间的钢水，用以改善此处的流场。

所述导分流管30可以是、但不必一定是由可拆分的多节构件的导分流管30所组成的。采用可拆分的多节构件的导分流管30可以以相同的标准部件按需求组配连成多流钢水导分流管，例如是3，4，5流等的多流导分流配置。

图3a中所示的是一种适用于六流钢水的导分流管30配置的示意图，它包括了可拆分的多节构件的最基本的构成元件。图3b是沿图1中正对分流口32的水平方向的一幅示意性视图。

这里的可拆分的多节构件的导分流管30是由与该挡渣墙20相邻接的一个首段301；特别适于调整变化长度的中间联接段302；带有分流口的中间段303和带分流口的具有封闭末端的末段304组成。如在图3b中可以清楚看到的，它们具有大体一致的呈平行四边形的横截面内孔33，还有示意性表示的它们之间连接处相配合的端面接口31。这种连接处相配合的端面接口31可以是现有技术中任何适用的方式。

另外，注入流区3内还可以设置有一个湍流控制器10。本发明的湍流控制器10具有围合的侧壁，在所述侧壁上缘设置有水平向内收缩延伸的口部101(见图5a和图5b)，和设置在底面上的一系列长条状、顶面为圆弧状的突起102。这种水平向内收缩延伸的口部101，在浇钢过程中对内外钢水流动和/或搅动起到阻尼的作用。而底面上的一系列突起102，也有对钢水运动横向阻尼的作用，还可一定程度地增加底面的强度。图5a中示出的是一种矩形结构的示例，当然它也可以是其它任何适用的形状。

中间包中还包括有与该导分流管30的各分流口32各个对应相接的三叉式气幕挡墙40。即如图4中表示的，三叉式气幕挡墙40大体呈Y型(见图4a)。顶部双叉的两端部401，402抵靠到所述导分流管30相应的分流口32附近的所述导分流管30的侧壁外侧上，以构成一个封闭的隔离区。与该双叉的两端部401，402相对的底部一叉上作有与外部气源相接的连接孔404。运行时，在该封闭的隔离区的周围会形成一个氩气气流的帷幕挡墙。经由导分流装置的自分流口32流出的钢液，再经气幕挡墙氩气幕的气洗，则可使大颗粒的夹杂物上浮进入渣中，遂使中间包的冶金效果提高，令所生产的钢坯质量得以改进。

虽然本发明已经参照以单个示例及可选择的结合的各种特点作了描述，但本发明不局限于所作描述的具体举例。不言而喻，为实现发明的目的、为适应实际情况对叙述所作的诸多修改包括在此所作的权利要求书的范围之内。

Claims (11)

1.一种具有钢水导分流装置的中间包，包括对称形状或非对称的槽形本体(1)，和所述本体(1)底面上的水口(2)，其特征为在所述槽形本体(1)内槽的中部设置一个挡渣墙(20)将所述内槽分成注入流区(3)和浇注区(4)，所述注入流区(3)处于所述内槽中，所述本体(1)底面上的水口(2)处于所述浇注区(4)；在所述浇注区(4)设置有连接所述注入流区(3)并向两侧延伸的导分流管(30)；在所述挡渣墙(20)上成型有连通所述注入流区(3)与所述导分流管(30)内腔的通孔(204)；在所述导分流管(30)侧壁上成型有连通所述导分流管(30)内腔与所述浇注区(4)其它区域的分流口(32)。

2.按权利要求1所述的中间包，其特征为所述注入流区(3)由所述槽形本体(1)中部向外凸出的侧壁和连接该凸出的侧壁的所述挡渣墙(20)构成，其中所述挡渣墙(20)具有向内弯折的侧壁(202，203)；所述通孔(204)按需要自内向外向上倾斜地设置在所述挡渣墙(20)的侧壁(202，203)上。

3.按权利要求1所述的中间包，其特征为每侧所述导分流管(30)上的所述分流口(32)相间地对应在每两个水口(2)之间设置。

4.按权利要求1所述的中间包，其特征为对于设有偶数个所述水口(2)的中间包，在挡渣墙(20)上开有不经过所述导分流管(30)、直接连通所述注入流区(3)与所述浇注区(4)的小孔(21)。

5.按权利要求4所述的中间包，其特征为所述小孔(21)为1～5个。

6.按权利要求1所述的中间包，其特征为其中所述导分流管(30)是由可拆分的多节构件的导分流管(30)部件所组成，所述可拆分的多节构件的导分流管(30)部件是由与该挡渣墙(20)邻接的首段(301)，中间联接段(302)，带分流口(32)的中间段(303)和带分流口(32)的末段(304)组成。

7.按权利要求6所述的中间包，其特征为所述首段(301)，中间联接段(302)，带分流口的中间段(303)和带分流口的末段(304)有一致的横截面内孔，并且相互之间具有相配合的端面接口。

8.按权利要求1所述的中间包，其特征为其中所述注入流区(3)内钢水冲击部位还设置有一个湍流控制器(10)。

9.按权利要求8所述的中间包，其特征为所述湍流控制器(10)具有围合的侧壁，在所述侧壁上缘设置有水平向内收缩延伸的口部(101)，在所述湍流控制器(10)底面上设置一系列长条状、顶面为圆弧面的突起(102)。

10.按权利要求1至9中任意之一所述的中间包，其特征为其中还包括有与该导分流管(30)的各分流口(32)各个对应相接的气幕挡墙。

11.按权利要求10所述的中间包，其特征为所述气幕挡墙大体呈Y型的三叉式，其中所述Y型顶部双叉端部(401，402)抵靠到所述导分流管(30)相应的分流口(32)上，以构成一个局部封闭区，与该双叉的两端部(401，402)相对的底部一叉上成型有与外部气源相接的连接孔(404)。

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