CN114799142A - 一种稳流器及中间包 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稳流器，所述稳流器设置有挡墙、放渣口，其中挡墙包括挡流鼻、流渣槽、导流孔，且挡墙设置为弧形，所述导流孔的轴线与弧形挡墙切线垂直。导流孔具有两个，且两导流孔轴线于稳流器内侧相交，夹角为40‑80°，用于分流钢水。本发明所提供的稳流器能有效降低钢水对中间包的冲击，提高中间包的使用寿命。本发明还提供了一种包含上述稳流器的中间包，所述中间包在挡墙正对的中间包内弧侧工作层镶嵌有刚玉制板，有效提高了该部位工作层的抗侵蚀能力，同时既不会减小中间包公称容量，也不会改变中间包原有的内腔结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢铁冶金行业的连铸工序，特别涉及一种稳流器及中间包。
背景技术
中间包是一种钢铁冶炼过程中用到的耐火材料容器，位于钢包和结晶器之间，起到过渡钢水的作用。目前多流连铸机使用的中间包类型为异型坯中间包，该中间包内腔的结构特点为：内弧、外弧两侧距离较窄，左右两侧距离较宽。高温钢水从钢包经钢包长水口注入中间包后，在钢水流出后，会在附近形成一个冲击区，钢水从冲击区流出，直接冲刷在中间包内弧侧工作层上，从而导致该部位的工作层侵蚀速率远大于其他部位，成为制约中间包寿命的短板。中间包工作层侵蚀过快会增加中间包包壁穿钢概率，造成重大设备和安全风险。
目前，现有技术中通过安装中间包稳流器来缓解钢水对冲击区附近中间包工作层的冲刷，从而进一步提高包龄。如，中国专利CN206445208U提供了一种T型中间包冲击区用长寿命稳流器，采用倒四棱锥为内腔、开设导流槽口和挡流鼻，缓解钢水冲击，防止钢水飞溅。但钢水从稳流器流向中间包工作层时仍然会对工作层进行冲刷，且钢水在进入中间包稳流器时流速过快，容易将钢渣卷入钢水中，造成钢水杂质增多，影响铸钢质量。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供如下技术方案：
本发明提供一种稳流器，所述稳流器设置有挡墙、放渣口；
所述挡墙包括挡流鼻、流渣槽、导流孔。
所述挡墙为弧形，所述导流孔的轴线与弧形挡墙切线垂直，降低钢水对导流孔内部圆周的冲击作用，减小导流孔圆周的应力。
优选的，所述稳流器具有两个导流孔，用于分流钢水。若导流孔开设过多则会影响挡墙的强度，使用过程中容易发生倒塌。
进一步的，所述导流孔圆心距离中间包内壁底部的高度为350-370mm。
两个所述导流孔的轴线于稳流器内侧相交，且夹角为40°～80°。
通过水模试验，对两个导流孔轴线夹角为60°时的中间包内钢水流场迹线图进行分析，如图4所示，当两个导流孔轴线夹角增大时，钢水对中间包内侧工作层冲刷越弱，且钢水在中间包内的流动路径增长，平均停留时间增长，有利于促进钢中非金属夹杂物的去除，两个所述导流孔轴线夹角应大于40°；对两个导流孔轴线夹角为60°时的中间包壁面上切应力分布云图进行分析，如图5所示，当导流孔夹角开设过大时，稳流器内部挡墙受到切应力有增大趋势，对稳流器本体冲刷较为严重，两个所述导流孔轴线夹角应小于80°。
优选的，两个所述导流孔轴线的夹角为60°。
当两个导流孔轴线夹角为60°时，钢水由稳流器经导流孔流入中间包，钢水冲击方向与中间包内弧侧工作层呈60°夹角，不但延长了钢水流向工作层的距离，同时减弱了高温钢水对工作层的冲刷。
所述导流孔的直径为150～170mm。当导流孔过小时，首先，钢水流入中间包的速度变慢，不利于对中间包液位的控制，其次，钢水流入中间包的速度小于连铸机拉坯速度则无法生产，最后，导流孔过小也会增加钢水对稳流器挡墙产生的切应力；当导流孔过大时，会降低稳流器强度，同时也会减小钢水的导流效果，增加中间包内侧包壁的冲刷。
当高温钢水由钢包经钢包长水口注入中间包时，钢水的重力势能转变为动能，此时的钢水具有很大的冲击力，会在水口出口附近形成一个冲击区。
所述的稳流器挡墙及挡流鼻位于中间包冲击区与中间包内弧侧工作层之间，起到减弱钢水动能的作用，同时防止钢水直接以较大冲击力直接冲击在中间包工作层上。
所述流渣槽用于放渣作业，所述流渣槽底部与放渣口底部等高。一方面，当中间包内钢水提升至流渣槽下沿时，中间包中的钢渣通过流渣槽进入稳流器，进而通过放渣口流出，若流渣槽高度低于放渣口则不能使钢渣从放渣口流出；另一方面，当流渣槽底部与放渣槽底部等高时，表明挡流鼻高度高于放渣口，若挡流鼻高度低于放渣口便会导致浇注过程中，钢水不可避免的从挡流鼻上经过，钢水从稳流器流向中间包工作层时，仍会对中间层造成冲刷，降低中间包的使用寿命。
所述稳流器的主要原料包括镁砂、矾土、白刚玉。
本发明还提供了一种包含上述稳流器的中间包，所述挡墙相对的中间包内弧侧工作层镶嵌有刚玉制耐火板。
所述刚玉制耐火板具有较高的抗热侵蚀能力。
所述刚玉制耐火板为6块。
所述刚玉制耐火板为400mm×200mm×20mm的立方体，重量为40-50kg，可以实现单人独立操作，提高中间包砌筑工作效率。
刚玉制耐火板镶嵌完成后，既不会减小中间包公称容量，也不会改变中间包原有的内腔结构，同时对工作层起到保护作用，从而提升中间包内弧侧工作层抗侵蚀的能力。
本申请相较于现有技术的优势在于：
1、本发明中挡墙设置为弧形，减小了导流孔圆周的应力，提高稳流器的使用寿命；
2、本发明采用导流孔分流钢水，可延长钢水流向工作层的距离，减弱高温钢水对中间包工作层的冲刷；
3、本发明设置了两个流渣槽，一个放渣口，浮在钢水液面上的钢渣通过流渣槽，从放渣口流出，减少钢水杂质，提高铸钢质量；
4、本发明所提供的中间包在挡墙相对的中间包内弧侧工作层处镶嵌刚玉制耐火板，既不会减小中间包公称容量，也不会改变中间包原有的内腔结构，同时对工作层起到保护作用，从而提升中间包内弧侧工作层抗侵蚀的能力。
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。
图1为中间包示意图；
图2为稳流器示意图；
图3为刚玉制耐火板示意图；
图4为两个导流孔轴线夹角为60°时的中间包迹线图；
图5为两个导流孔轴线夹角为60°时的中间包壁面上切应力分布云图。
其中：1为中间包外弧侧；2为中间包内弧侧；3为中间包冲击区；4为中间包右侧；5为中间包左侧；6为放渣口；7为流渣槽；8为挡流鼻；9为挡墙；10为导流孔。
具体实施方式
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。
下述实施例中，中间包冲击区3为钢水由钢包注入到中间包的位置；中间包外弧侧1为中间包冲击区3的相邻侧，中间包内弧侧2为中间包冲击区3的相对侧，中间包右侧4为中间包冲击区3右侧，中间包左侧5为中间包冲击区3右侧，如图1所示。
实施例1
本实施例中稳流器和传统稳流器相比，除结构有所差异外，制作原材料无变化。
本实施例所提供的的稳流器设置有挡墙9，所述挡墙9位于中间包冲击区3与中间包内弧侧2工作层之间，所述挡墙9包括挡流鼻8，所述挡流鼻8内侧弧长427mm，高200mm，厚92mm，高温钢水从中间包冲击区3流出后，被挡流鼻8阻挡，不再直接冲击在中间包内弧侧2的工作层上，减轻了高温钢水对工作层的冲刷。挡流鼻8两侧设置有流渣槽7，流渣槽7宽200mm，用于放渣作业，且稳流器中的钢水不会通过流渣槽7流至中间包中。所述挡墙9还设置有两个导流孔，所述导流孔10直径为160mm，距离中间包内壁底部距离为360mm，用于分流钢水，两导流孔轴线夹角为60°，钢水流入中间包时流动方向与中间包内弧侧2的工作层呈60°夹角，有效减轻了高温钢水对工作层的冲刷。所述稳流器还包括放渣口6，所述放渣口6宽446mm，放渣口6底部与流渣槽7底部齐平。由于生产过程中，存在钢包下渣的情况，使得中间包钢水表面有一层渣子，渣层过厚会加速渣金界面上工作层的侵蚀。钢包工通过提高钢水的注入中间包的速度来提升中间包钢水液面，当液面提升至放渣口6下沿时，浮在钢水液面上的渣子通过流渣槽7，从放渣口6流出，经由放渣槽6流入渣盆。
实施例2
制备中间包工作层时，在挡墙9正对的中间包内弧侧2的工作层处预留镶嵌槽，中间包工作层在经过打结、砌筑、烘烤等工序之后，将六块刚玉制耐火板砌筑在预留的镶嵌槽内，再将稳流器安装在中间包冲击区3上。
所述刚玉制耐火板长400mm，宽200mm，厚20mm，六块所述刚玉制耐火板砌筑完毕后，可将冲击区对面最易受到高温钢水冲刷的工作层全部覆盖，起到保护工作层的作用，有效提高了该部位工作层的抗侵蚀能力。同时该工艺既不会减小中间包公称容量，也不会改变中间包原有的内腔结构。
以上对本申请所提供的提高T型中间包工作层抗侵蚀能力的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种稳流器，其特征在于，所述稳流器设置有挡墙、放渣口；
所述挡墙包括挡流鼻、流渣槽、导流孔；
所述挡墙为弧形，所述导流孔的轴线与弧形挡墙切线垂直。
2.根据权利要求1所述的稳流器，其特征在于，所述挡墙具有两个导流孔。
3.根据权利要求2所述的稳流器，其特征在于，两个所述导流孔的轴线于稳流器内侧相交，且夹角为40°～80°。
4.根据权利要求3所述的稳流器，其特征在于，两个所述导流孔轴线的夹角为60°。
5.根据权利要求1所述的稳流器，其特征在于，所述导流孔轴心距离中间包内壁底部的高度为350-370mm。
6.根据权利要求1所述的稳流器，其特征在于，所述导流孔的直径为150～170mm。
7.根据权利要求1所述的稳流器，其特征在于，所述流渣槽底部与放渣口底部等高。
8.一种包含权利要求1所述的稳流器的中间包，其特征在于，钢水由钢包注入到中间包的位置为中间包冲击区，所述中间包冲击区的相对侧为中间包内弧侧，与所述挡墙相对的中间包内弧侧的工作层处镶嵌有刚玉制耐火板。
9.根据权利要求8所述的中间包，其特征在于，所述刚玉制耐火板为6块。
10.根据权利要求8所述的中间包，其特征在于，所述刚玉制耐火板为400mm×200mm×20mm的立方体，重量为40-50kg。
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