CN102337376A - 用于转炉的抑旋出钢口 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于转炉的抑旋出钢口，其中，在所述抑旋出钢口的上部设置有截面面积大于出钢口其它部分的空腔。采用本发明所述用于转炉的抑旋出钢口，在钢液从转炉的抑旋出钢口流出过程中，可以抑制液面旋涡的形成，起到抑制炉内钢液面上的氧化性熔渣进入钢包中的作用，因而能够提高钢液质量，降低炼钢成本。

Description

用于转炉的抑旋出钢口

技术领域

本发明涉及一种用于炼钢转炉的抑旋出钢口。

背景技术

转炉炼钢具有节奏快、生产周期短、热效率高等优势，其产量占到我国炼钢总产量的85％以上。转炉炼钢过程是氧化过程，也是个造渣的过程，吨钢产生的氧化性炉渣约100公斤～150公斤。出钢过程中，部分高氧化性钢渣进入钢包，会带来诸多危害：造成钢水回磷，使夹杂物增多，影响高附加值优质钢的开发；增加精炼工序负担，降低精炼效率，使合成渣用量增多；增加脱氧剂和合金用量；缩短出钢口和钢包耐材寿命，使钢包粘渣现象增多等。因此，随着钢铁企业对提升产品档次、改善钢水质量、降低冶炼成本的要求越来越高，有效减少转炉下渣成为亟待解决的问题。

转炉采用的常规出钢口类型为等径的出钢口，在钢液从出钢口流出的过程中，当液面降低到旋涡形成的临界高度后，会在出钢口上方的液面形成旋涡。出钢口内径越大，形成旋涡的临界高度就越高。液面旋涡的产生，会将钢液面上的熔渣卷入到钢包中，造成下渣。转炉出钢过程的下渣分为三个阶段，其中约15％的下渣发生在出钢开始阶段，约60％的渣被出钢过程中形成的漩涡吸出，剩余25％的下渣发生在出钢结束阶段。因此旋涡的产生，对钢液的质量和炼钢成本有不利的影响，减少由于旋涡而产生的下渣量是转炉炼钢过程中抑制下渣量的关键。

为了减少下渣量，首先要能够快速检测到下渣，其次是选择快捷有效的挡渣手段，二者配合才能达到减少下渣量的最终目的。从目前的应用情况来看，与红外成像检测下渣技术相配合的挡渣技术种类繁多，如三钢采用闸板挡渣，宝钢采用挡渣镖，鞍钢采用气动挡渣，邢钢采用快速摇炉。

但是，红外成像检测下渣的速度一定程度上受到现场条件的制约，出钢时烟气、灰尘较多，除尘通风能力差的车间，系统的检测下渣反应时间会有所延迟。另外，红外成像检测下渣系统的工程造价较高，对于大型转炉车间更为合适。并且，从使用情况来看，闸板挡渣反应快，效果较好，但成本较高，安装、更换不方便，而且无法解决出钢过程转炉内的旋涡产生和因此造成的下渣。气动挡渣对于初期、末期两个阶段的下渣挡渣作用明显，但是对于中间阶段的旋涡下渣挡渣则效果不佳，需配合挡渣塞使用。另外，气动挡渣对挡渣设备要求高，设备复杂，维护费用高。挡渣镖对于中间阶段的漩涡下渣能够起到一定作用，但是挡渣镖反应慢，要求挡渣镖投放时间及时和投放位置准确，以及要求挡渣镖的比重合适。总而言之，上述的这些借助外部挡渣装置的挡渣方法不能从根本上解决由于出钢过程转炉内旋涡产生和因此造成的下渣问题。

发明内容

为了避免钢液从转炉的常规出钢口流出时液面旋涡的产生，本发明涉及一种用于转炉的抑旋出钢口，能够抑制转炉内钢液从出钢口流出过程中液面旋涡的产生，从而从根本上抑止炉内氧化性熔渣进入钢包中，解决由于出钢旋涡所造成的下渣问题。

为了实现本发明的上述目的，提供了一种用于转炉的抑旋出钢口，其中，在所述抑旋出钢口的上部设置有一个截面面积大于出钢口其它部分的空腔。

优选地，所述空腔的内径是所述抑旋出钢口其它部分的内径的1.1至1.5倍，所述空腔的高度为所述抑旋出钢口整体高度的0.05至0.5倍。

优选地，所述空腔的截面为三角形、多边形、梯形、圆形、椭圆形或上述形状的组合。

优选地，在所述空腔的内侧壁均匀设置有用于阻尼液面旋涡产生的凸起的棱，所述棱的截面形状选自弧形、三角形、多边形、梯形、圆形的一部分和椭圆形的一部分。

采用本发明所述用于转炉的抑旋出钢口，在钢液从转炉的抑旋出钢口流出过程中，可以抑制液面旋涡的形成，起到抑制炉内钢液面上的氧化性熔渣进入钢包中的作用，从而降低钢液脱氧剂消耗量，提高合金元素的收得率，防止钢液回磷和避免外来非金属夹杂物。因此能够提高钢液质量，降低炼钢成本。此外，根据本发明的抑旋出钢口还具有结构简单、易于制造和使用方便的优点。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1示出了根据本发明第一实施例的用于转炉的抑旋出钢口的剖视图和左视图；

图2示出了根据本发明第二实施例的用于转炉的抑旋出钢口的剖视图和左视图；

图3示出了根据本发明第三实施例的用于转炉的抑旋出钢口的剖视图和左视图；以及

图4示出了根据本发明第四实施例的用于转炉的抑旋出钢口的剖视图和左视图。

具体实施例

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了从根本上解决由于出钢旋涡所造成的下渣问题，抑止炉内氧化性熔渣进入钢包中，本发明对转炉的出钢口进行了特殊的设计，使出钢口在出钢的过程中降低旋涡形成的临界高度，并阻尼钢水液面旋涡的产生。

图1示出了根据本发明第一实施例的用于转炉的抑旋出钢口的剖视图和左视图。如图1所示，本第一实施例在转炉的抑旋出钢口上部设置一个直径大于出钢口中下部的圆形空腔1。空腔1的内径可以是出钢口下部内径的1.1～1.5倍，其高度可以是出钢口总高的0.05～0.5倍。空腔1相当于在抑旋出钢口的上部存在一个小的容器，因而能够显著降低抑旋出钢口上方液面旋涡形成的临界高度，并且，空腔1的内侧壁和底部也可以阻尼液面旋涡的产生。

图2示出了根据本发明第二实施例的用于转炉的抑旋出钢口的剖视图和左视图。如图2所示，本第二实施例同样是在转炉的抑旋出钢口上部设置一个直径大于出钢口其它部分(中、下部)的圆形空腔1，与图1所示的第一实施例不同的是，在本第二实施例中，在圆形空腔1的内侧壁上还均匀设置有4条凸起的弧形棱。均匀设置在圆形空腔1内侧壁上的凸起的棱的数目可以根据具体的生产需求而定，一般为1～10条，优选的是设置2～4条棱。相比于第一实施例中圆滑的空腔内侧壁，本第二实施例中空腔内侧壁的凸起的棱起可以进一步阻尼液面旋涡的产生。其中，凸起的棱的截面形状可以是三角形、多边形、梯形或者椭圆形的一部分。在本发明的一个优选实施例中，凸起的棱的截面形状为弧形。

图3示出了根据本发明第三实施例的用于转炉的抑旋出钢口的剖视图和左视图。如图3所示，本第三实施例在转炉的抑旋出钢口上部设置一个截面面积大于出钢口中下部截面面积的空腔1，与图1和图2所示的实施例不同的是，在本第三实施例中，空腔1的截面是八边形。该截面为八边形的空腔同样相当于在抑旋出钢口的上部存在一个小的容器，因而能够显著降低抑旋出钢口上方液面旋涡形成的临界高度，并且，空腔内侧壁的非圆滑结构和底部也可以阻尼液面旋涡的产生。

图4示出了根据本发明第四实施例的用于转炉的抑旋出钢口的剖视图和左视图。如图4所示，除了在空腔内侧壁均匀设置有2条凸起的弧形棱之外，第四实施例与第三实施例的用于转炉的抑旋出钢口结构基本相同。均匀设置在空腔内侧壁上的凸起的棱的数目可以根据具体的生产需求而定，一般为1～10条，优选的是设置2～4条棱。空腔内侧壁的凸起的棱可以进一步阻尼液面旋涡的产生。并且，该凸起的棱的截面形状也可以是三角形、多边形、梯形、圆形的一部分或者椭圆形的一部分。

尽管已经参照附图描述了本发明的用于转炉的抑旋出钢口的优选实施例，但本发明不限于上述实施例。在本发明的其它实施例中，所述空腔也可以设置为其中心线与用于转炉的抑旋出钢口偏心，所述凸起的棱除了设置在空腔的内侧壁之外，还可以设置在空腔的底部，或者在空腔的内侧壁和底部都设置凸起的棱。在本发明的其它实施例中，所述空腔在与钢液流动方向相垂直的截面也可以是多边形、梯形、圆形、椭圆形以及上述形状的组合。

通过以上结合附图对本发明实施例的详细描述，可以看出：本发明的用于转炉的抑旋出钢口通过在出钢口的上部设置空腔可以大幅度降低旋涡形成的临界高度；而且通过空腔内侧壁和底部以及设置在内侧壁和底部上的棱对旋涡起到摩擦阻尼作用，因此能抑制旋涡的形成，从而有效地防止了转炉内的氧化性熔渣随钢流流入钢包中。因此，能够提高钢液的质量，降低炼钢成本。

在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变型，而这些改进和变型，都落在本发明的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于转炉的抑旋出钢口，其特征在于，在所述抑旋出钢口的上部设置有截面面积大于出钢口其它部分的空腔。

2.根据权利要求1所述的抑旋出钢口，其特征在于，

所述空腔的内径是所述抑旋出钢口其它部分的内径的1.1至1.5倍，所述空腔的高度为所述抑旋出钢口整体高度的0.05至0.5倍。

3.根据权利要求2所述的抑旋出钢口，其特征在于，

所述空腔的截面为三角形、多边形、梯形、圆形、椭圆形或上述形状的组合。

4.根据权利要求3所述的抑旋出钢口，其特征在于，

在所述空腔的内侧壁均匀设置有用于阻尼液面旋涡产生的凸起的棱。

5.根据权利要求4所述的抑旋出钢口，其特征在于，

所述设置在空腔内侧壁的凸起的棱的截面形状为弧形、三角形、多边形、梯形或者椭圆形的一部分。

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