CN113547112B - 一种连铸多孔塞棒及连铸系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种本发明的连铸多孔塞棒，包括棒体和连接所述棒体的棒头，还包括设置在所述棒体内部的吹气通道，用于输送保护气，设置在所述棒头上、连接所述吹气通道的吹气支路，用于将吹气通道输送来的保护气分配到各个方向；所述吹气支路至少设置两条，至少两条所述吹气支路的出气方向具有沿塞棒周向的分量。由于多个吹气支路的出气方向具有沿塞棒周向的分量，多个吹气支路朝向同一个周向的方向，从而在棒头周围形成围绕棒头旋转的气泡，带动周围的钢水旋转，可以更好的清扫水口内部附着物。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢水连铸技术领域，尤其是连铸多孔塞棒。
背景技术
钢水连铸过程中进行多炉连浇，中间包使用塞棒进行控流。塞棒包括棒身和棒头，随着浇铸时间的延长，在浇筑过程中，钢水中会形成高熔点的杂质，这些杂质在浇筑过程中会附着在塞棒棒头外层，严重影响塞棒棒头控流的精确性。
现有技术中通过在塞棒中设置吹氩气通道，通过氩气将杂质冲走。进一步的，在棒头上吹氩气通道分成多条支路，在棒头与碗口接触的位置附近设置多个吹氩孔，可以更好的将水口与塞棒头接触部分的杂质生成物清理干净。例如中国发明公告号CN 203197234 U一种连铸用多孔塞棒。
中国发明专利公布号CN 111822689 A一种高品质钢连铸吹氩塞棒、塞棒吹氩系统及吹氩方法，主通道(31)通过扩散气室(32)与多个狭缝式通道(33)相通连，多个狭缝式通道(33)的出口弥散布置在所述塞棒头部(2)的底部表面，通过多个狭缝式通道弥散分布在水口碗部和内壁区域，改善了进入钢水中的氩气气泡的尺寸及分布状态，通过微小弥散的氩气泡吸附去除夹杂物及改善水口结瘤作用。
这样的结构仍有进一步改善的必要。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种更好的清扫水口内部附着物，改善水口结瘤的连铸多孔塞棒。
为解决上述技术问题，本发明的连铸多孔塞棒，包括棒体和连接所述棒体的棒头，还包括：(a)设置在所述棒体内部的吹气通道，用于输送保护气；(b)设置在所述棒头上、连接所述吹气通道的吹气支路，用于将吹气通道输送来的保护气分配到各个方向；所述吹气支路至少设置两条，至少两条所述吹气支路的出气方向具有沿塞棒周向的分量。
由于多个吹气支路的出气方向具有沿塞棒周向的分量，多个吹气支路朝向同一个周向的方向，从而在棒头周围形成围绕棒头旋转的气泡，带动周围的钢水旋转，可以更好的清扫水口内部附着物。
进一步的，所述吹气支路的出气方向为向下倾斜。
吹气支路的出气方向除了具有周向分量外，也具有向下的轴向分量，在向一侧吹的同时也向下吹，可以使得氩气在钢水中停留的时间更长，接触更充分。
进一步的，所述吹气支路为多段折线，或者曲线，或者多段折线与曲线的组合。
优选的，所述吹气支路的出气方向在垂直于塞棒轴线的方向的截面上的投影线与塞棒的外表面圆周的夹角下列范围中的任意一个，
（a）10-80度；
（b）15-45度；
（c）20-30度；
（d）25-28度。
作为一种改进，所述吹气支路外端部设置喷气嘴，所述喷气嘴宽度大于高度。
设置宽度更大的扁平喷气嘴，可以使得气泡喷射出来后呈扁平状，在水平方向上的面积更大。
进一步的，所述喷气嘴的截面为椭圆形或长方形。
进一步的，所述喷气嘴截面积小于吹气支路的截面积。
作为一种改进，所述吹气支路外端部设置喷气嘴，所述喷气嘴截面积小于吹气支路的截面积。
由于气体在从喷气嘴喷出时，由于截面积缩小导致流速变大，可以使得气泡喷射的距离更远。
作为一种改进，所述吹气支路接近棒头外表面的部分为出口段，所述出口段呈圆锥形，所述出口段内壁设置内螺槽。
所述吹气支路接近棒头外表面的部分为出口段，所述出口段具有下列特征的中任意一个或两个，（a）呈圆锥形，圆锥形的出口段可以使气体的速度逐渐加快；（b）内壁设置内螺槽，内螺槽使得气体在出口段高速旋转，在接触到液体后气液相间碰撞产生的剪切力，形成更小的气泡。
本发明还涉及一种连铸系统，包括上述的连铸多孔塞棒。
采用这样的结构后，本发明的连铸多孔塞棒由于多个吹气支路的出气方向具有沿塞棒周向的分量，多个吹气支路朝向同一个周向的方向，从而在棒头周围形成围绕棒头旋转的气泡，带动周围的钢水旋转，可以更好的清扫碗口上的附着物。
设置螺旋形的吹气支路使得喷出的喷射气流不再是一条或几条直线，而是围绕棒头表面旋转的气流，形成的气泡能更好的覆盖棒头表面，气泡覆盖面积是常规直通吐出孔的2-10倍，可以与更多的杂质相接触。
由于气泡比常规直通吐出孔的气泡更不易相撞融合变大，可以使得气泡更长时间的保持细小，增大了气体的比表面积，更好的阻止钢水中杂质附着在棒头表面。同样的单位体积氩气形成的气泡在能满足充分上浮的情况下能比常规吐出气泡更长的停留时间，对气体的利用率达到了更好的水平。
由于旋转下行的钢流能更好的带动旋转吐出孔的喷射气流，使形成的气泡到达比直通气流形成的气泡更远的距离（1.5-2倍以上），带动更多的杂质上浮，减小在棒头，碗口蓄积的概率。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的截面示意图。
图3是本发明另一种形式的截面示意图。
图4是本发明的立体示意图。
图5是本发明的结构示意图。
图6是图5沿B面的截面图。
图7是吹气支路的出口段的示意图。
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。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。
应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
本文中术语“至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和B的至少一种，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
如图1至图4所示，本发明的连铸多孔塞棒，包括棒体1和连接棒体1的棒头2，还包括设置在所述棒体1内部的吹气通道3，用于输送保护气，保护气一般是氩气；设置在棒头2上、连接吹气通道3的吹气支路4，用于将吹气通道3输送来的保护气分配到各个方向；吹气支路4至少设置两条，至少两条所述吹气支路4的出气方向具有沿塞棒周向的分量，或者说具有沿塞棒的切向的分量。吹气支路4优选5条。
也就是说，当棒头2为规则的圆形时，在垂直于塞棒轴线的方向的截面A是圆形，如图5和6所示，棒头外表面与截面A的交线是圆周B，吹气支路的出气方向在截面A上的投影线C与圆周B的夹角θ为锐角。而现有技术中的塞棒的出气孔的出气方向在截面A上的投影线与圆周B的夹角一般都是垂直的，也就是说出气方向只具有轴向的分量。
由于多个吹气支路的出气方向具有沿塞棒周向的分量，多个吹气支路朝向同一个周向的方向，从而在棒头周围形成围绕棒头旋转的气泡流，从而带动周围的钢水旋转，可以更好的清扫水口内部附着物。
优选的，所述吹气支路的出气方向在垂直于塞棒轴线的方向的截面上的投影线与塞棒的外表面圆周的夹角可以进行优化，经大量实验发现，此夹角在10-80度时，本发明的效果明显，优选为15-45度时，气泡覆盖面积有较大的提升，可以使气泡与更多的杂质接触；优选为20-30度时，气泡的比表面积达到最优，棒头表面几乎不存在杂质附着。25-28度为最优角度。
如图1所示，吹气支路4的出气方向为向下倾斜，吹气支路4的出气方向除了具有周向分量外，也具有向下的轴向分量，在向一侧吹的同时也向下吹，可以使得氩气在钢水中停留的时间更长，接触更充分。吹气支路4的出气方向也可以为水平。
如图3所示，吹气支路4的管道为多段折线连接而成，也可以是一整段从吹气通道3开始到棒头外表面结束的曲线，也可以多段折线与曲线的组合，例如只在靠近棒头外表面的一端是直的，内段是弯曲。
吹气支路4外端部设置喷气嘴5，喷气嘴5宽度w大于高度h。优选的，可以将宽度w设置为大约是高度h的2倍。这里指的高度h是指与塞棒轴向平行的方向上的尺度，宽度w是指与塞棒轴向垂直的方向上的尺度。设置宽度更大的扁平喷气嘴5，可以使得气泡喷射出来后呈扁平状，在水平方向上的面积更大。喷气嘴5的截面可以是椭圆形或长方形或者接近长方形的形状。
把喷气嘴5截面积小于吹气支路4的截面积。由于气体在从喷气嘴5喷出时，由于截面积缩小导致流速变大，可以使得气泡喷射的距离更远。
如图7所示，吹气支路4接近棒头2外表面的部分为出口段41，出口段41内壁设置内螺槽411。内螺槽使得气体在出口段高速旋转，在接触到液体后气液相间碰撞产生的剪切力，形成更小的气泡。出口段41呈圆锥形。圆锥形的出口段可以使气体的速度逐渐加快。
本发明还涉及一种连铸系统，使用上述的连铸多孔塞棒。
以上所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种连铸多孔塞棒，包括棒体和连接所述棒体的棒头，还包括：
(a) 设置在所述棒体内部的吹气通道，用于输送保护气；
(b) 设置在所述棒头上、连接所述吹气通道的吹气支路，用于将吹气通道输送来的保护气分配到各个方向；
所述吹气支路至少设置两条，
其特征在于：
至少两条所述吹气支路的出气方向具有沿塞棒周向的分量；
所述吹气支路的出气方向为向下倾斜；
所述吹气支路的出气方向在垂直于塞棒轴线的方向的截面上的投影线与塞棒的外表面圆周的夹角为20-30度。
2.按照权利要求1所述的连铸多孔塞棒，其特征在于：所述吹气支路的出气方向在垂直于塞棒轴线的方向的截面上的投影线与塞棒的外表面圆周的夹角为25-28度。
3.按照权利要求2所述的连铸多孔塞棒，其特征在于：所述吹气支路为多段折线，
或者曲线，或者多段折线与曲线的组合。
4.按照权利要求3所述的连铸多孔塞棒，其特征在于：所述吹气支路包括外端口，所述外端口宽度大于高度。
5.按照权利要求4所述的连铸多孔塞棒，其特征在于：所述吹气支路包括外端口，所述外端口截面积小于吹气支路的截面积。
6.按照权利要求1至5任意一项所述的连铸多孔塞棒，其特征在于：所述吹气支路外端部设置喷气嘴，所述喷气嘴的截面为椭圆形或长方形。
7.按照权利要求1至5任意一项所述的连铸多孔塞棒，其特征在于：所述吹气支路接近棒头外表面的部分为出口段，所述出口段具有下列特征的中任意一个或两个，
（a）呈圆锥形；
（b）内壁设置内螺槽。
8.一种连铸系统，包括权利要求1-7任意一项所述的连铸多孔塞棒。
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