CN111570777B - 一种中间包稳流器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及炼钢领域，具体而言，涉及一种中间包稳流器。中间包稳流器包括：底板，依次连接并围设于底板四周的五个侧板，五个侧板均与顶檐连接，顶檐包括五个悬边；第二悬边设置有向背离侧板凸起的凸部，第五悬边的顶面与底板之间的距离逐渐减小；第四悬边的顶面与底板之间的距离逐渐减小。钢水浇注于中间包稳流器后，钢水沿凸部的两侧分流，凸部的顶端、第四悬边的顶部、第五悬边的顶部围设而成活跃区，钢水进入容纳空间后各流钢水的浓度平均标准差小，延长了钢水在容纳空间内停留时间。本申请实施例提供的中间包稳流器有利于降低中间包流场死区体积，提高活塞流体积分率。

Description

一种中间包稳流器

技术领域

本申请涉及炼钢领域，具体而言，涉及一种中间包稳流器。

背景技术

稳流器为五流大方坯连铸机中间包内部结构中的一部份，稳流器安装在中间包的冲击区底部，中心位于长水口的正下方，大包钢水由长水口首先注入稳流器内，经由稳流器缓冲后流入工作区内。

目前的稳流器形状大多为具有空心内腔的四边型结构，在使用现有的稳流器浇筑过程中存在铸坯洁净度不均匀，铸坯内部质量差距大等问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种中间包稳流器，其旨在改善现有的铸坯洁净度不均匀，铸坯内部质量差距大的问题。

本申请提供一种中间包稳流器，中间包稳流器包括：

底板；

依次连接并围设于底板四周的五个侧板，五个侧板与底板共同围设成容纳空间，容纳空间在底板的壁体为具有三个直角的五边形冲击面；以及

顶檐，五个侧板均与顶檐连接，顶檐具有与容纳空间连通的入口，入口小于容纳空间的开口；

其中，顶檐包括依次连接并与五个侧板一一对应的第一悬边、第二悬边、第三悬边、第四悬边以及第五悬边；

第二悬边设置有向背离侧板凸起的凸部，凸部的顶端位于第二悬边的中部；

沿靠近第一悬边的方向，第四悬边的顶面与冲击面之间的距离逐渐减小；

沿靠近第三悬边的方向，第五悬边的顶面与冲击面之间的距离逐渐减小；

第四悬边、第五悬边对应的两个侧板相互垂直；

与第一悬边对应的侧板分别与相邻的两个侧板垂直。

中间包稳流器内部具有三个直角的五边形冲击面，第二悬边设置有向背离侧板凸起的凸部；第四悬边、第五悬边的顶面与冲击面之间的距离逐渐减小。钢水浇注于中间包稳流器后，钢水沿凸部的两侧分流，凸部的顶端、第四悬边的顶部、第五悬边的顶部围设而成活跃区，钢水进入容纳空间后各流钢水的浓度平均标准差小，延长了钢水在容纳空间内停留时间。本申请实施例提供的中间包稳流器有利于降低中间包流场死区体积，提高活塞流体积分率。

在本申请的一些实施例中，所述第四悬边、所述第五悬边远离所述冲击面的表面与所述冲击面之间的夹角相同。

第四悬边、第五悬边采用上述设置方式，可以使钢水在浇注过程中各流钢水温度均匀且流动一致性更好。

在本申请的一些实施例中，第四悬边远离冲击面的表面与冲击面之间的夹角为40-50°；第五悬边远离冲击面的表面与冲击面之间的夹角为40-50°。

在本申请的一些实施例中，凸部的顶面为两个相交且对称的斜面，斜面与冲击面之间的夹角为40-50°。

在本申请的一些实施例中，构成凸部的两个斜面的交线与第五悬边、第四悬边的连接处共线。

在本申请的一些实施例中，第三悬边与第一悬边背离冲击面的表面均为斜面；且第三悬边、第一悬边与冲击面之间的距离最大的位置位于入口边缘。

在本申请的一些实施例中，第三悬边与第一悬边背离冲击面的表面与冲击面之间的夹角为10-20°。

在本申请的一些实施例中，五个侧板远离容纳空间的一面为斜面。

在本申请的一些实施例中，侧板面向容纳空间的一面与冲击面垂直。

在本申请的一些实施例中，五边形冲击面为对称面。

本申请实施例提供的中间包稳流器至少具有以下有益效果：周壁采用五边形，顶部向上凸起，通过采用上述特定的结构以及五边形冲击面，可以增加中间活跃区的体积，解决了五流大方坯中间包各流温度均匀和夹杂物去除的冶金效果，改善铸坯洁净度，提高大方坯内部质量。

有效改善边流开浇困难的问题，各流之间的钢水温度差减小至 0.2℃内，高品质轴承钢夹杂物尺寸小于2μm比率达94.44％，边流开浇成功率达到99％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的中间包稳流器的结构示意图。

图2示出了本申请实施例提供的底板与侧板第一视角的结构示意图。

图3示出了本申请实施例提供的底板与侧板第二视角的结构示意图。

图4示出了本申请实施例提供的顶檐第一视角的结构示意图。

图5示出了本申请实施例提供的顶檐第二视角的结构示意图。

图6示出了本申请实施例提供的中间包稳流器另一视角的结构示意。

图7示出了本申请实施例提供的第二悬边的结构示意图。

图8示出了本申请实施例提供的第四悬边、第五悬边的结构示意图。

图标：100-中间包稳流器；101-容纳空间；102-冲击面；103-入口；110-底板；120-侧板；130-顶檐；131-第一悬边；132-第二悬边； 133-第三悬边；134-第四悬边；135-第五悬边；141-凸部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

图1示出了本申请实施例提供的中间包稳流器100的结构示意图；请参阅图1，本实施例提供一种中间包稳流器100，主要用于铸坯。

中间包稳流器100包括底板110(见图2)、侧板120以及顶檐 130；侧板120具有五个，五个侧板120均与底板110连接；顶檐130 与底板110分别位于侧板120相对的两端。

图2示出了本申请实施例提供的底板110与侧板120第一视角的结构示意图，图3示出了本申请实施例提供的底板110与侧板120第二视角的结构示意图。

请一并参阅图1-图3，中间包稳流器100包括五个侧板120，五个侧板120均与底板110连接，五个侧板120与底板110共同围设而成容纳空间101，容纳空间101在底板110的壁体为具有三个直角的五边形冲击面102。换言之，五个侧板120在面向容纳空间101的一侧与底板110共同限定出冲击面102，冲击面102的形状为具有三个直角的五边形。

在本实施例中，上述五边形冲击面102为对称面，换言之，五边形除了三个直角之外的剩余两个角的角度相同。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，五边形冲击面102也可以为不对称的图形。

在本实施例中，侧板120与底板110垂直，换言之，侧板120所在的面与底板110所在的面相互垂直，使侧板120面向容纳空间101 的面、侧板120背离容纳空间101的面均与冲击面102垂直。

侧板120与底板110垂直，以使钢水在进入容纳空间101后形成表面水平流，降低湍流程度。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，侧板120与底板110 可以不绝对垂直，例如，侧板120面向容纳空间101的面与冲击面 102之间的夹角可以为85-95°；相应地，侧板120背离容纳空间101 的面与冲击面102之间的夹角可以为85-95°。

图4示出了本申请实施例提供的顶檐130第一视角的结构示意图，图5示出了本申请实施例提供的顶檐130第二视角的结构示意图。

图6示出了本申请实施例提供的中间包稳流器100另一视角的结构示意；请参阅图1、图4、图5以及图6，顶檐130与侧板120远离底板110的一端连接，五个侧板120均与顶檐130连接，顶檐130具有与容纳空间101连通的入口103，入口103小于容纳空间101的开口。入口103的形状与五边形的冲击面102形状近似，入口103的尺寸小于五边形冲击面102的尺寸。

详细地，顶檐130包括依次连接的五个悬边，且五个悬边与五个侧板120一一对应，换言之，每一个侧板120与一个悬边对应连接。分别将五个悬边命名为第一悬边131、第二悬边132、第三悬边133、第四悬边134以及第五悬边135。

其中，第四悬边134、第五悬边135对应的两个所述侧板120相互垂直，换言之，与第四悬边134、第五悬边135对应的两个所述侧板120在底板110连接处形成五边形的直角。

与第二悬边132对应的侧板120分别与相邻的两个侧板120垂直。换言之，与第二悬边132对应的侧板120的两端均在底板110形成五边形的直角边，该侧板120两端分别具有一个直角。

第二悬边132设置有向背离侧板120凸起的凸部141，凸部141 的顶端位于第二悬边132的中部；换言之，凸部141向背离侧板120 的一侧凸起，凸部141与冲击面102之间距离最大的点位于第二悬边 132的中部。

可以理解的是，第三悬边133、第四悬边134与其余两个侧板120 对应连接。

图7示出了本申请实施例提供的第二悬边132的结构示意图，请参阅图7，在本实施例中，凸部141远离冲击面102的一面为两个相交的斜面，两个斜面的交线位于第二悬边132的中部。在本实施例中，两个斜面与冲击面102之间的夹角α为45°。在本申请的其他实施例中，两个斜面与冲击面102之间的夹角α可以为40°、42°、45°、 48°或者50°等等。夹角α为45°，使湍流程度降低到最低。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，凸部141远离冲击面 102的一面也可以为曲面，例如可以为圆弧面。

图8示出了本申请实施例提供的第四悬边134、第五悬边135的结构示意图。

请一并参阅图8、图5与图4；在本实施例中，沿靠近第一悬边 131的方向，第四悬边134的顶面与冲击面102之间的距离逐渐减小；换言之，第四悬边134远离冲击面102的顶面与冲击面102不平行，第四悬边134上各个位置与冲击面102之间的距离不同，越靠近第一悬边131的位置，其与冲击面102之间的距离越小。

沿靠近第三悬边133的方向，第五悬边135的顶面与冲击面102 之间的距离逐渐减小；换言之，第五悬边135远离冲击面102的顶面上各个位置与冲击面102之间的距离不同，越靠近第三悬边133的位置，其与冲击面102之间的距离越小。第四悬边134、第五悬边135的顶部相交，并且两者的顶部与冲击面102之间的距离相同。

第四悬边134、第五悬边135共同形成一个向远离冲击面102的一侧延伸的尖顶；在钢水浇注于中间包稳流器100的过程中，钢水在第四悬边134、第五悬边135的顶面会分流并且降低湍流程度。

进一步地，在本申请中，第四悬边134、第五悬边135远离冲击面102的一面均为斜面，该斜面与冲击面102之间的夹角β为45°。在本申请的其他实施例中，该斜面与冲击面102之间的夹角β也可以为40°、42°、45°、48°或者50°等。

斜面与冲击面102之间的夹角β为45°，使湍流程度降低到最低。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，第四悬边134、第五悬边135远离冲击面102的一面可以为平滑的斜面或者也可以为曲面。此外，第四悬边134、第五悬边135远离冲击面102的面与冲击面102之间的夹角可以不相同。进一步地，在本申请的一些实施例中，第四悬边134、第五悬边135的顶端可以具有圆形倒角。

在本申请的实施例中，凸部141的顶部与第四悬边134、第五悬边135的顶端共线。在中间包稳流器100使用过程中，钢水浇注于中间包稳流器100，第四悬边134与第五悬边135连接位置处以及凸部 141附近的区域形成活跃区，该活跃区有利于降低钢水流动的湍流程度，各流钢水浓度平均标准差小，流场死区体积小，钢水在中间包内停留时间延长。

请再次参阅图4与图5，在本实施例中，第一悬边131相对的两侧分别与第二悬边132、第五悬边135连接。第三悬边133相对的两侧分别与第二悬边132、第四悬边134连接。

承上所述，顶檐130的入口103的尺寸小于五边形冲击面102 的尺寸。第一悬边131、第二悬边132、第四悬边134、第三悬边133 以及第五悬边135均向容纳空间101的一侧延伸以覆盖部分容纳空间 101的开口。

在本申请的实施例中，第一悬边131、第三悬边133远离冲击面 102的表面与冲击面102不平行，第一悬边131远离冲击面102的表面与冲击面102之间的夹角为15°，在本申请的其他实施例中，第一悬边131远离冲击面102的表面与冲击面102之间的夹角也可以为10°、12°、16°、17°、18°或者20°。第三悬边133远离冲击面102的表面与冲击面102之间的夹角为15°。相应地，第三悬边 133远离冲击面102的表面与冲击面102之间的夹角也可以为10°、 12°、16°、17°、18°或者20°等等。第一悬边131与冲击面102 之间距离最大的点位于入口103的边缘；第三悬边133与冲击面102 之间距离最大的点位于入口103的边缘。

第一悬边131远离冲击面102的表面为斜面，可以使钢水冲击第一悬边131后快速分流。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，第一悬边131、第三悬边133远离冲击面102的表面可以与冲击面102平行。

需要说明的是，在本申请的实施例中，垂直、直角、平行等并非是指数值上的绝对值，各个数值可以在本领域的误差允许范围内具有一定的偏差。

以下就本申请实施例提供的中间包稳流器100的尺寸进行示例性的描述。

五边形的冲击面102，各个边的边长为131、1333悬边对应边长 617mm，132悬边对应边长581mm，134、135悬边对应边长280mm。

侧板120的高度为290mm。

凸部141顶部与冲击面102的距离为334mm。

第四悬边134、第五悬边135顶部与冲击面102的距离为334mm。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，中间包稳流器100 的尺寸也可以为其他数值。

本申请实施例提供的中间包稳流器100至少具有以下优点：

中间包稳流器100内部具有三个直角的五边形冲击面102，第二悬边132设置有向背离侧板120凸起的凸部141；第四悬边134、第五悬边135的顶面与冲击面102之间的距离逐渐减小。钢水浇注于中间包稳流器100后，钢水沿凸部141的两侧分流，凸部141的顶端、第四悬边134的顶部、第五悬边135的顶部围设而成活跃区，钢水进入容纳空间101后各流钢水的浓度平均标准差小，延长了钢水在容纳空间101内停留时间。

本申请实施例提供的中间包稳流器100可以增加中间包内各流钢水的最短停留时间，其消除了从入口到出口的短路流，增加了钢水在中间包内的停留时间，有利于钢水温度均匀混合，使钢水流动均匀性更佳。

采用本申请实施例提供的中间包稳流器100可以将钢水在容纳空间101内的停留时间延长到858.76s，中间包流场死区体积分率降低至22.61％，活塞流体积分率增加至11.90％。

进一步地，使用本申请实施例提供的中间包稳流器100，可以将各流之间的钢水温度差减小至0.2℃以内，高品质轴承钢使用中间包稳流器100炉次夹杂物尺寸小于2μm比率达94.44％；五流大方坯连铸机的边流开浇成功率提升至99％以上。

采用数值模拟和大量工业实验，采用现有的四边形方形槽的稳流器和本申请实施例提供的中间包稳流器100的中间包的冶金效果比对分析表明：现有的四边形方形槽的稳流器的钢水最短停留时间短，存在死区，不利于夹杂物上浮和各流中包温度的均匀，不能消除从中间包入口到中间流的短路流。而本申请实施例提供的中间包稳流器 100的中间包，避免开浇钢水飞溅，中间包内钢水流动平稳，钢水平均停留时间延长，各流之间温差最小，减少了死区存在区域，消除底部击穿流，有利于夹杂物碰撞、聚合长大及上浮，较好地达到排除夹杂物和保证各流温度均匀的效果，铸坯洁净度得到明显提升。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种中间包稳流器，其特征在于，所述中间包稳流器包括：

底板，

依次连接并围设于所述底板四周的五个侧板，五个所述侧板与所述底板共同围设成容纳空间，所述容纳空间在所述底板的壁体为具有三个直角的五边形冲击面；以及

顶檐，五个所述侧板均与所述顶檐连接，所述顶檐具有与所述容纳空间连通的入口，所述入口小于所述容纳空间的开口；

其中，所述顶檐包括依次连接并与五个所述侧板一一对应的第一悬边、第二悬边、第三悬边、第四悬边以及第五悬边；

第二悬边设置有向背离侧板凸起的凸部，凸部的顶端位于第二悬边的中部；

沿靠近所述第三悬边的方向，所述第四悬边的顶面与所述冲击面之间的距离逐渐减小；沿靠近所述第一悬边的方向，所述第五悬边的顶面与所述冲击面之间的距离逐渐减小；

所述第四悬边、所述第五悬边对应的两个所述侧板相互垂直；

与所述第二悬边对应的所述侧板分别与相邻的两个所述侧板垂直；

所述第四悬边远离所述冲击面的表面与所述冲击面之间的夹角为48-50°；所述第五悬边远离所述冲击面的表面与所述冲击面之间的夹角为48-50°；

所述第三悬边与所述第一悬边背离所述冲击面的表面均为斜面；且所述第三悬边、所述第一悬边与所述冲击面之间的距离最大的位置位于所述入口边缘；

所述凸部的顶面为两个相交且对称的斜面，所述斜面与所述冲击面之间的夹角为48-50°。

2.根据权利要求1所述的中间包稳流器，其特征在于，所述第四悬边、所述第五悬边远离所述冲击面的表面与所述冲击面之间的夹角相同。

3.根据权利要求1所述的中间包稳流器，其特征在于，构成所述凸部的顶端与所述第五悬边、所述第四悬边的连接处共线。

4.根据权利要求1-3任一项所述的中间包稳流器，其特征在于，五个所述侧板远离所述容纳空间的一面为斜面。

5.根据权利要求1-3任一项所述的中间包稳流器，其特征在于，所述侧板面向所述容纳空间的一面与所述冲击面垂直。

6.根据权利要求1-3任一项所述的中间包稳流器，其特征在于，所述五边形冲击面为对称面。

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