CN102389954B - 一种连铸中间包湍流控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连铸中间包湍流控制器，其包括控制器本体形成在控制器本体内的中空腔室。控制器本体的外部形状可以是立方体、圆柱体、下大上小圆台体或棱台体，并设有上端出口。控制器本体的底部外侧可设有翼缘。中空腔室的底面为平面或波浪面，其侧面与顶面及底面之间采用圆滑过渡连接，中空腔室的底部设有与控制器本体外表面相贯通的旋转式斜向上导流通孔。本发明具有不易漂浮、避免钢水飞溅、减少钢液吸气、二次氧化，高寿命、显著改善钢液流动、促进夹杂物上浮的特点。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金设备技术领域，涉及一种连铸中间包湍流控制器。
背景技术
随着冶金技术的快速发展以及用户对钢材洁净度、质量要求的进一步提高，连铸中间包作为炼钢生产流程的最后一个盛装液态钢水的容器，已有原来只作为钢液的存储器和分配器的简单容器转变为具有均匀钢液成分和温度、防止二次氧化、去除钢中夹杂物、净化钢质、微合金化等冶金功能的反应器。
钢水在中间包内的流动特性，对均匀钢液成分和温度、减少二次氧化、实现钢中夹杂物的上浮分离起到十分重要的作用。中间包内未设控流装置时，注入中间包冲击区的钢水以较大的速度冲击中间包的底部，并向四周散开，大部分钢水沿包底直接向水口流去，短路流现象非常严重，少部分钢水在中间包内形成回流现象。以这种流动方式，钢水在中间包内的停留时间很短，钢中夹杂物几乎没有时间和机会上浮去除，钢水的温度和成分亦不均匀。经大包长水口进入中间包内的高速钢水流，不但能将中间包覆盖剂或空气卷入钢水中，形成夹杂或使钢水发生二次氧化，而且高速钢水流冲击中间包包底，强烈冲刷、侵蚀耐火材料，影响中间包寿命。中间包内合理设置可改变钢液流动速度、方向以及流经路程长度等钢水流动特征的控流装置，可有效延长钢水在中间包内的停留时间，使钢水中的夹杂物有更多的时间和机会上浮进入渣中，进一步均匀钢液的温度和成分，从而提高钢水的洁净度和铸坯的质量，并延长中间包使用寿命，降低生产成本。
中间包湍流控制器是20实际90年代后期国外少数先进钢厂研究开发的新型控流装置，目前，已成为中间包必不可少的控流装置。湍流是进入中间包的高速钢水流引起的，不但能将中间包覆盖剂或空气卷入钢水中，形成夹杂或使钢水发生二次氧化，而且高速钢水流冲击中间包包底，强烈冲刷、侵蚀耐火材料，影响中间包寿命。湍流控制器安装于钢包注流的正下方，主要作用为：对钢包注流的冲击起缓冲和限制作用，钢包开浇和更换时，减轻钢水注流对中间包衬的侵蚀，提高中间包使用寿命。
在实际生产中，因为进入湍流控制器的大包注流钢水都要从上口流出，易造成钢液卷渣；因此，湍流控制器的高度不能太高，否则不能从根本上改变钢液的流动特性，必须同其他中间包控流装置一同使用才能起到改善注流区钢液流动特性，促进夹杂物的上浮、排除，进一步净化钢液。同时，由于湍流控制器高度不够，大包注流钢水从其上端流出时对上部冲刷严重，导致湍流控制器使用寿命低，易漂浮，而失去其应有的作用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，依据中间包控流装置设计因简单实用、综合效果最佳的原则，提供一种安全、实用、简便、能显著减弱中间包注流冲击区钢水的湍流状态，改善钢液流动性质，减少钢水的飞溅和冲击，提高夹杂物、气体分离效果，延长中间包使用寿命的带旋转式斜向上导流通孔的中间包湍流控制器。
根据本发明的一方面，提供了一种连铸中间包湍流控制器，包括控制器本体和形成在控制器本体内的中空腔室，中空腔室设有上端出口，其特征在于，中空腔室的底部设有与控制器本体外表面相贯通的旋转式斜向上导流通孔。
所述控制器本体的形状可为圆柱体，整体高度可为中间包内腔高度的1/4-4/5。
优选地，上端出口的内径可为长水口外径的2-5倍。
中空腔室的底面可为平面，底面直径为长水口外径的6-10倍，侧面为旋转的圆柱面。
优选地，控制器本体底部外侧带有翼缘(4)。
根据本发明的一方面，控制器本体的外部形状可为立方体、圆柱体、下大上小圆台体或棱台体，中空腔室的底面可为平面或波浪面，其侧面与顶面及底面之间可采用圆滑过渡连接。
优选地，导流通孔向上倾斜的角度为15-75度，导流通孔的旋转角度(β)为0-30度，导流通孔的直径(c)为长水口内径的0.2-1倍。
优选地，导通孔均匀布置，导流通孔个数为3-6个。
本发明是在传统中间包湍流控制器的基础上，通常采取在控制器本体的底部外侧添加翼缘，以避免湍流控制器在使用过程中漂浮；在中空腔室的底部与控制器外表面设置贯通的旋转式斜向上导流通孔，形成斜向上的旋转流，使得钢水也通过湍流控制器底部斜向上的导流通孔流出，促进夹杂物上浮排出，提高夹杂物，气体分离效果，减轻湍流钢液经控制器本体上端出口流出时对上端出口处耐材的侵蚀，避免卷渣。
附图说明
图1示出了本发明的中间包湍流控制器的纵向剖面结构图。
图2示出了本发明的中间包湍流控制器的横截面图。
其中：1-控制器本体，2-中空腔室，3-上端出口，4-翼缘，5-导流通孔，a-上端出口内径，b-中空腔室底面直径，c-导流通孔直径，H-控制器本体高度，α-导流通孔向上倾斜角度，β-导流通孔旋转角度。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
如图1，图2所示，根据本发明实施例的连铸中间包湍流控制器包括湍流控制器本体1和设置在湍流控制器本体1的内部的中空腔室2。
控制器本体1的外部形状可以是立方体、圆柱体、下大上小圆台体或棱台体，优选为圆柱体，整体高度H为中间包内腔高度的1/4-4/5，优选为中间包内腔高度的3/5。
中空腔室2设有上端出口3，上端出口3的内径a为长水口外径的2-5倍，优选为长水口外径的3倍。
中空腔室2的底面为平面或波两面，顶面可为平面，侧面可为旋转的圆柱面，其侧面与顶面以及底面之间采用圆滑过渡连接。中空腔室2的底面直径b为长出口外径的6-10，优选为8倍。
中空腔室2的底部有与控制器本体1的外表面相贯通的均匀分布的多个旋转式斜向上导流通孔5。在本示例性实施例中，导通孔的数量可为3-6个，可优选为4个。导流通孔向上倾斜的角度α可为15-75度，在本示例性实施例中α为30度，旋转角度β可为0-30度，在本示例性实施例中β为15度，直径c为长水口内径的0.2-1倍，在本示例性实施例中，直径c为长水口内径的0.4倍。
如图1和2所示，根据本发明示例性实施例的中间包湍流控制器还可在控制器本体1的底部外侧设置有翼缘4。翼缘4将会镶嵌在中间包底部的工作层内，从而起到防止湍流控制器漂浮的作用。
中间包的耐材分为三层，最外面是保温层、中间是打结上去的永久层、最里面的是与钢水直接接触的工作层，在中间包打结完永久层后，将湍流控制器放入中间包注流冲击区、长水口正下方后浇注工作层。浇筑完工作层后，经风干、吊至连铸平台烘烤备用。连铸开浇后，钢水包中的钢水经钢包底部的长水口注入到湍流控制器的中空腔室，钢水经相互碰撞，湍流动能降低后，钢水不仅经由上端出口流出，而且还经由与控制器本体外表面相贯通的均匀分布的旋转式斜向上导流通孔流出，使钢液形成斜向上的旋转流，有利于夹杂物上浮排除，进一步净化钢液。
虽然已经参照特定实施例详细描述了本发明，但是，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对示例性实施例做出各种变型或等同手段的替换，这些变型或等同手段的替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种连铸中间包湍流控制器，包括控制器本体(1)和形成在控制器本体(1)内的中空腔室(2)，中空腔室(2)设有上端出口(3)，其特征在于，中空腔室(2)的底部设有与控制器本体(1)外表面相贯通的旋转式斜向上导流通孔(5)，其中，所述导流通孔(5)的通道是旋转弯曲的，所述导流通孔的旋转角度(β)为0-30度。
2.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述控制器本体(1)的整体高度H为中间包内腔高度的1／4-4／5。
3.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，上端出口(3)的内径a为长水口外径的2-5倍。
4.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，中空腔室的底面直径b为长水口外径的6-10倍，侧面为旋转的圆柱面。
5.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，控制器本体(1)底部外侧带有翼缘(4)。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，控制器本体(1)外部形状为立方体、圆柱体、下大上小圆台体或棱台体，中空腔室(2)的底面为平面或波浪面，其侧面与顶面及底面之间采用圆滑过渡连接。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，导流通孔向上倾斜的角度(α)为15-75度。
8.如权利要求1至5中的任一项所述的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，导流通孔的直径(c)为长水口内径的0.2-1倍。
9.如权利要求1至5中的任一项所述的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，导流通孔均匀布置，导流通孔的个数为3-6个。
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