CN201988711U - 一种新型连铸中间包湍流控制器 - Google Patents

Abstract

一种新型连铸中间包用湍流控制器，包括设有中空腔室的湍流控制器本体，中空腔室的底部还设有带内腔室的内腔体。湍流控制器本体与传统的湍流控制器相似，外部形状为立方体、圆柱体或下大上小圆台体、棱台体等，并带有上端出口、底部设有翼缘。内腔体设置在湍流控制器中空腔室底部的正中位置，位于钢水包底部长水口的正下方。本实用新型具有不易漂浮、避免钢水飞溅，减少钢液吸气、二次氧化，延长了钢水在中间包内的停留时间，提高夹杂物、气体分离效果、延长中间包使用寿命等特点。

Description

一种新型连铸中间包湍流控制器

技术领域

本实用新型属于钢铁冶金设备技术领域，涉及一种生产洁净钢用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，作为炼钢生产流程最后一个盛装液态钢水的容器，已由原来只作为钢液的储存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。同时，人们开发了多项中间包冶金技术：如使用大容量中间包、使用挡墙和坝、安装过滤器、中间包首炉大流量吹氩、采用高碱度覆盖剂、中间包加热、中间包喂丝、离心中间包夹杂物聚集与去除技术等，主要从增大中间包容量、改进中间包结构、设置合理的控流元件、改善钢液流动特性、增加辅助设施等方面来增强中间包的冶金功能。

中间包湍流控制器是20世纪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。湍流是由进入中间包内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，改善中间包钢水的流动特性，延长停留时间，有利于钢水中的夹杂物上浮分离；钢包开浇和更换时，减轻钢包注流冲击中间包钢水造成的钢水飞溅，可以避免或者减少钢液吸氧、吸氮；减少注流对中间包衬的侵蚀，提高中间包使用寿命。

传统的湍流控制器作为一个结构件，相关研究表明：湍流控制装置的几何结构对中间包钢水流动特性有明显影响，较小容积的湍流控制器控流效果比大容积湍流控制器要好。

CN201132206公开了一种水平连铸中间包湍流控制器，它包括一个本体，本体为一个立体矩形，在本体上设有一个矩形空腔，矩形空腔的开口大，底部小，矩形的空腔的四个内壁为圆弧面。

CN2863315公开了一种炼钢连铸中间包吹气式防湍流控制器。它在普通防湍流控制器中安装透气砖，透气砖与气室相连，气室通过金属管道与中间包外接氩气管道连接，使用时安装在中间包长水口下面的包底上，可同时起到防湍流控制器降低钢水湍流动能和氩气搅拌钢水去除钢水夹杂物的双重作用。

CN201244677公开了一种用于炼钢连铸中间包内的湍流控制器。控流器的内腔部分底部为圆平面，其底平面直径为长水口外径的1.1～2倍；内腔侧面为内凹的抛物面，抛物面的深度和高度之比为：1∶3～1∶1.5。

上述专利所涉及的中间包湍流控制器对钢包注流的冲击起到了缓冲和限制作用，改善了中间包钢水的流动特性，有利于钢水中的夹杂物上浮分离，减轻了钢液的二次氧化。但并未解决湍流控制器在中间包使用中、前期易漂浮，过早失去对钢包注流的控制作用；开浇时长水口注流在湍流控制器较大的空间内飞溅，造成钢液吸气和二次氧化等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，依据中间包控流装置设计应简单实用、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，改善钢液流动特性，减少钢水的冲击和飞溅，提高夹杂物、气体分离效果，延长中间包使用寿命的一种新型连铸中间包湍流控制器。

一种新型连铸中间包湍流控制器，包括控制器本体(1)，中空腔室(2)，控制器本体(1)外部形状与现有技术相同，为立方体、圆柱体、下大上小圆台体或棱台体，并设有上端出口(5)；中空腔室(2)的底面为平面或波浪面、顶面为平面、侧面为旋转的内凹抛物面，其侧面与底面及顶面之间采用圆滑过渡连接，其特征在于，控制器本体(1)底部外侧设有翼缘(6)；中空腔室(2)的底部设有带内腔室(4)的内腔体(3)。

优选的，内腔体(3)设置在湍流控制器中空腔室(2)底部的正中位置，位于钢水包底部长水口的正下方，内腔体(3)外部形状为顶端开口的立方体、圆柱体、圆台体或棱台体，内腔体(3)的上端面低于控制器本体(1)的上端面。

优选的，控制器本体(1)外部形状为圆柱体，上端出口的内径(a)为长水口外径的3-5倍。

优选的，中空腔室(2)的底面为平面，中空腔室底平面直径(f)为长水口外径的5-8倍，中空腔室高度(H)是抛物面深度(b)的2-4倍。

优选的，内腔体(3)的形状为圆柱体，内腔室的上口内径(c)为长水口外径的1.5-2.5倍，内腔室底部厚度(d)是中空腔室底面厚度(e)的1.2-1.8倍。

优选的，中空腔室高度(H)是内腔体高度(h)的5-10倍。

本实用新型是在传统中间包湍流控制器基础上，通过采取在控制器本体的底部外侧添加翼缘，翼缘部分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。中空腔室的底部设置内腔体并加厚内腔室的底部等措施，在避免湍流控制器使用过程中漂浮的同时，将开浇时长水口注流限制在更小的空间内，避免钢水的飞溅，进一步降低其湍动能，减少钢液的吸气和二次氧化，延长钢水在中间包内的停留时间，提高夹杂物、气体分离效果，中间包内夹杂物去除率提高10％以上，中间包使用寿命提高20％。

附图说明

图1是中间包湍流控制器纵向剖面结构图

图2是中间包湍流控制器横截面图

图3是湍流控制器在中间包中的安装结构示意图

其中：1-控制器本体，2-中空腔室，3-内腔体，4-内腔室，5-上端出口，6-翼缘，7-中间包，8-长水口，a-上端出口的内径，b-抛物面深度，c-内腔室的上口内径，d-内腔室底部厚度，e-中空腔室底面厚度，f-中空腔室底平面直径，H-中空腔室高度(侧抛物面高度)，h-内腔体高度

具体实施方式

【实施例1】

如图1、图2及图3所示，一种连铸中间湍流控制器包括设有中空腔室2的湍流控制器本体1，中空腔室2的底部还设有带内腔室4的内腔体3。控制器本体1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，上端出口5的内径为长水口外径的3.5倍；中空腔室2的底面和顶面均为平面、侧面为旋转的内凹抛物面，其侧面与底面及顶面之间采用圆滑过渡连接。中空腔室2的底平面直径f为长水口外径的6倍，其中空腔室高度(侧抛物面高度)H是抛物面深度b的3倍；内腔体3的形状为圆柱体，内腔室4的上口内径c为长水口外径的2倍，内腔室4的底部厚度d是中空腔室2底面厚度e的1.3倍；中空腔室2的高度H是内腔体3高度h的8倍。

【实施例2】

与实施例1的区别是：控制器本体外形为下大上小圆台体，上端出口5的内径为长水口外径的5倍；中空腔室2的底面为波浪面，中空腔室2的底平面直径f为长水口外径的8倍，其中空腔室高度(侧抛物面高度)H是抛物面深度b的4倍；内腔体3的形状为圆台体，内腔室4的上口内径c为长水口外径的2.5倍，内腔室4的底部厚度d是中空腔室2底面厚度e的1.8倍；中空腔室2的高度H是内腔体3高度h的10倍。

中间包的耐材分为三层，最外面是保温层、中间是永久层，该层是打结上去的，最里面与钢水接触的是工作层，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、长水口的正下方后浇注工作层。浇注完工作层后，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湍流控制器的内腔室4，钢水经相互碰撞、湍动能降低后，流入中空腔室2，最后经上端出口5流出。

Claims (6)

1.一种新型连铸中间包湍流控制器，包括控制器本体(1)，中空腔室(2)，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，并设有上端出口(5)；中空腔室(2)的底面为平面或波浪面；顶面为平面、侧面为旋转的内凹抛物面，其侧面与底面及顶面之间采用圆滑过渡连接，其特征在于，控制器本体(1)底部外侧设有翼缘(6)；中空腔室(2)的底部设有带内腔室(4)的内腔体(3)。

2.根据权利要求1所述的新型连铸中间包湍流控制器，其特征在于，内腔体(3)设置在湍流控制器中空腔室(2)底部的正中位置，位于钢水包底部长水口的正下方，内腔体(3)外部形状为顶端开口的立方体、圆柱体、圆台体或棱台体，内腔体(3)的上端面低于控制器本体(1)的上端面。

3.根据权利要求1所述的新型连铸中间包湍流控制器，其特征在于，控制器本体(1)外部形状为圆柱体，上端出口的内径(a)为长水口外径的3-5倍。

4.根据权利要求1所述的新型连铸中间包湍流控制器，其特征在于，中空腔室(2)的底面为平面，中空腔室底平面直径(f)为长水口外径的5-8倍，中空腔室高度(H)是抛物面深度(b)的2-4倍。

5.根据权利要求1或2中的任一项所述的新型连铸中间包湍流控制器，其特征在于，内腔体(3)的形状为圆柱体，内腔室的上口内径(c)为长水口外径的1.5-2.5倍，内腔室底部厚度(d)是中空腔室底面厚度(e)的1.2-1.8倍。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的新型连铸中间包湍流控制器，其特征在于，中空腔室高度(H)是内腔体高度(h)的5-10倍。 

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