CN115229173B - 一种具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖，包括水口座砖本体，水口座砖本体内部设有上水口，水口座砖本体的底部具安装于中包外壳上，水口座砖本体的底部与中包工作层的顶端平齐，该处至水口座砖本体的顶部上口之间存在预设的弧度，在弧形面上设置有若干具有预设倾斜度的凸起。本发明水口座砖外围为弧形曲面，以促进中包底部钢水沿该曲面形成更强的上升流股，增强微小尺寸夹杂物上浮去除效果。在弧形曲面上的滤钩可有效阻挡大颗粒的外来夹杂随钢水进入座砖流钢通道。本发明可有效促进中间包内钢水细小夹杂物的上浮去除，同时可有效阻挡沉聚在中包底部大颗粒夹杂物进入座砖流钢通道，提高钢水纯净度。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖。
背景技术
中间包是连铸机重要的冶金容器，在浇铸过程中起到了分流、减压、净化钢水等重要功能。水口座砖作为中间包内的关键组件，主要起到了固定中包上水口、导流钢水的作用。同时，合理的水口座砖结构设计还可以有效调控水口区域钢水流场，促进悬浮于钢水中的细小夹杂物上浮去除，同时阻挡沉聚在中包底部大尺寸夹杂随钢水流入座砖流钢通道，从而提高钢水纯净度。
为了有效提高水口座砖净化钢液能力，围绕座砖的结构设计已提出了多项专利发明。在这些专利中，大多数(CN109108240A、CN107321945B、CN212857748U)采用在座砖碗口部位加装透气元件，浇钢过程中通过该透气元件向中包钢水吹入氩气，有效存促进细小夹杂物的上浮去除。其中，专利CN109108240A将上部透气元件设计为旋转扇形，可同时促进流入座砖碗口部位的钢水发生旋转，对塞棒头与流钢通道内粘附的夹杂物形成冲刷作用，从而降低塞棒头与碗口底部夹杂物的聚集粘连。除上述加装透气元件的设计外，一些专利提出了其它水口座砖结构优化方案，以增强其钢水净化功能。其中，CN205096528U公开了一种连铸中间包用新型防卷渣座砖，设计的座砖碗口顶端位置高于中包钢水铸末期起漩临界高度，可有效防止中包内钢水漩涡下渣；CN203330369U提供了一种连铸中间包，设计的水口座砖上口高度高于中间包工作层，有助于减少包盖垮料进入流钢通道，同时可打断中包底部的层流，促进中包钢水夹杂物上浮去除。
上述专利主要围绕座砖的入口位置(碗口顶端)开展结构优化设计，但仍存在一些不足。CN109108240A、CN107321945B、CN212857748U可促进悬浮于钢水中微小夹杂的上浮去除，但却无法有效阻挡沉聚于中包底部的大尺寸夹杂随钢液流入座砖流钢通道。CN205096528U虽可有效防止中包浇铸末期的漩涡下渣，但无法阻挡沉聚于中包底部的大尺寸夹杂随钢液流入座砖流钢通道，同时对钢水流场无有效调控作用，难以促进悬浮于钢液中细小夹杂的上浮去除。CN203330369U虽有助于减少中包底部大尺寸夹杂进入座砖流钢通道，但仍存在以下较明显不足：(1)高出中包工作层的座砖上水口部分为垂直于中包底的光滑台阶状，在较大的钢液流股冲击下，一些沉聚在中包底部的大尺寸夹杂仍有可能跨过该台阶而进入座砖流钢通道；(2)同时，垂直的台阶底部区域易形成流动死区，无法有效使中包底层钢水形成上升流股，难以促进悬浮于钢水中的细小夹杂物上浮去除。
发明内容
鉴于既有专利的上述不足，尤其是在阻挡中包底部沉聚的大尺寸夹杂方面存在的问题，本发明提出了一种具备滤清功能的高洁净钢连铸中间包水口座砖。与既有专利相比，本发明侧重于座砖外围区域的结构优化设计。本发明可促使中包底层钢水能够有效形成上升流股，促进悬浮于钢水中的细小夹杂物上浮去除。同时，沉聚于中包底部的大尺寸夹杂可被有效拦截，阻止其进入座砖流钢通道。本发明采用的技术手段如下：
一种具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖，包括水口座砖本体，所述水口座砖本体内部设有上水口，所述水口座砖本体的底部具有预设的厚度，且其安装于中包外壳上，所述水口座砖本体的底部与中包工作层的顶端平齐，该处至水口座砖本体的顶部上口之间存在预设的弧度，在弧形面上设置有若干具有预设倾斜度的凸起，工作状态下，所述座砖本体的顶部上口与上水口的顶端存在预设的高度差，座砖上口内径与上水口外径存在预设的尺寸差，座砖上口内径与座砖上口外径之间也存在预设的尺寸差。
进一步地，上水口外径小于座砖上口内径，所述座砖本体的顶部上口与上水口之间形成的区域为圆台形。
进一步地，座砖的上水口顶端以下空间为配合上水口安装区域，与上水口外避面无缝配合安装。
进一步地，水口座砖本体的底部边缘厚度等于中包永久层厚度与工作层厚度之和。
进一步地，座砖上口外径D1＝280～430mm、座砖上口内径D2＝210～320mm、上水口外径D3＝120～190mm、座砖底座直径D4＝1000～1500mm、座砖弧面高度H1＝210～315mm、座砖本体的底部边缘厚度H4＝200～400mm。
进一步地，所述若干具有预设倾斜度的凸起具体为过滤钩结构，过滤钩间距L＝80～150mm、过滤钩高度H0＝40～70mm。
本发明具有以下优点：
1、水口座砖外围由垂直于中包底的圆柱面优化为弧形曲面，以促进中包底部钢水沿该曲面形成更强的上升流股，增强微小尺寸夹杂物上浮去除效果；
2、在弧形曲面上设计了滤钩，可有效阻挡大颗粒的外来夹杂随钢水进入座砖流钢通道。
3、本发明提供了一种具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖，可有效促进中间包内钢水细小夹杂物的上浮去除，同时可有效阻挡沉聚在中包底部大颗粒夹杂物进入座砖流钢通道，提高钢水纯净度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中包出钢口部位座砖结构示意图。
图2为本发明中包出钢口部位座砖尺寸标注图。
图中：1、塞棒；2、座砖本体；3、座砖滤钩；4、上水口；5、工作层；6、永久层；7、中包外壳；D1、座砖上口外径；D2、座砖上口内径；D3、上水口外径；D4、座砖底座直径；H1、座砖弧形面高度；H2、中包工作层高度；H3、中包永久层高度；H4、座砖边缘厚度；L、座砖滤钩间距；H0、座砖滤钩高度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例公开了一种具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖，包括水口座砖本体2，所述水口座砖本体内部设有上水口4，所述水口座砖本体的底部具有预设的厚度，且其安装于中包外壳上，所述水口座砖本体的底部与中包工作层5的顶端平齐，该处至水口座砖本体的顶部上口之间存在预设的弧度，在弧形面上设置有若干具有预设倾斜度的凸起，工作状态下，所述座砖本体的顶部上口与上水口的顶端存在预设的高度差，座砖上口内径与上水口外径存在预设的尺寸差，座砖上口内径与座砖上口外径之间也存在预设的尺寸差。
上水口外径小于座砖上口内径，所述座砖本体的顶部上口与上水口之间形成的区域为圆台形。即座砖上口内径D2与上水口外径D3之间为座砖的碗口区域，用于引导钢水进入座砖的流钢通道，同时对塞棒1具有一定的保护作用，降低钢水对塞棒头的直接冲刷侵蚀。
座砖的上水口顶端以下空间为配合上水口安装区域，与上水口外避面无缝配合安装，对上水口起到固定作用。
座砖底座直接安装于中包外壳7上，且座砖外围弧形面与中包工作层平滑过渡，水口座砖本体的底部边缘厚度H4等于中包永久层6厚度H3与工作层5厚度H2之和。
如图2所示，座砖上口外径D1＝280～430mm、座砖上口内径D2＝210～320mm、上水口外径D3＝120～190mm、座砖底座直径D4＝1000～1500mm、座砖弧面高度H1＝210～315mm、座砖本体的底部边缘厚度H4＝200～400mm。
所述若干具有预设倾斜度的凸起具体为过滤钩结构3，本实施例中，同一排滤钩为环状，其用于阻挡中包底层沉聚的大尺寸夹杂，同时流经该弧形面的中包底层钢水，在弧形面的导流作用下形成向上的有效流股，从而促进悬浮于钢水中的细小夹杂物上浮去除。本实施例中，过滤钩间距L＝80～150mm、过滤钩高度H0＝40～70mm。
实施例1
本实施例具体为两流70吨中间包连浇6炉高洁净度IF钢时中包水口座砖应用。
其中，座砖上口外径D1＝383mm、座砖上口内径D2＝280mm、上水口外径D3＝165mm、座砖底座直径D4＝1338mm、座砖弧面高度H1＝300mm、座砖边缘厚度H4＝300mm、过滤钩间距L＝90mm、过滤钩高度H0＝60mm。
座砖底座安装于中包外壳上，座砖边缘与中包永久层、工作层接触，永久层厚度H3＝230mm、工作层厚度H2＝70mm，永久层与工作层厚度之和与座砖边缘厚度相等，使座砖的外围弧面与中包底部平滑连接。
试验后对铸坯样进行了检测分析，并统计了冷轧板的夹杂降级率。结果表明，与原来的中包水口座砖相比，采用本发明的座砖后，钢质纯净度有较明显的改善，铸坯全氧含量由10×10-6降低至9.2×10-6，铸坯10μm以上的夹杂物密度由3.4个/mm2下降至2.7个/mm2，冷轧板的降级级率由7.5％降低至6.7％，经过本发明水口座砖后的钢水纯净度高，表明本发明对净化钢水作用非常有效。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖，包括水口座砖本体，所述水口座砖本体内部设有上水口，其特征在于，所述水口座砖本体的底部具有预设的厚度，且其安装于中包外壳上，所述水口座砖本体的底部与中包工作层的顶端平齐，该处至水口座砖本体的顶部上口之间存在预设的弧度，在弧形面上设置有若干具有预设倾斜度的凸起，工作状态下，所述座砖本体的顶部上口与上水口的顶端存在预设的高度差，座砖上口内径与上水口外径存在预设的尺寸差，座砖上口内径与座砖上口外径之间也存在预设的尺寸差；
所述若干具有预设倾斜度的凸起具体为过滤钩结构，过滤钩间距L＝80～150mm、过滤钩高度H0＝40～70mm。
2.根据权利要求1所述的具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖，其特征在于，上水口外径小于座砖上口内径，所述座砖本体的顶部上口与上水口之间形成的区域为圆台形。
3.根据权利要求1所述的具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖，其特征在于，座砖的上水口顶端以下空间为配合上水口安装区域，与上水口外避面无缝配合安装。
4.根据权利要求1所述的具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖，其特征在于，水口座砖本体的底部边缘厚度等于中包永久层厚度与工作层厚度之和。
5.根据权利要求1～4任一项所述的具备滤清功能的高洁净钢连铸中间水口座砖，其特征在于，座砖上口外径D1＝280～430mm、座砖上口内径D2＝210～320mm、上水口外径D3＝120～190mm、座砖底座直径D4＝1000～1500mm、座砖弧面高度H1＝210～315mm、座砖本体的底部边缘厚度H4＝200～400mm。
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