CN203459675U

CN203459675U - 一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置

Info

Publication number: CN203459675U
Application number: CN201320598488.3U
Authority: CN
Inventors: 周俐; 钟鹏
Original assignee: Anhui University of Technology AHUT
Current assignee: Anhui University of Technology AHUT
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2023-09-27

Abstract

本实用新型公开了一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，属于熔融金属的挡渣技术领域。本实用新型的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，包括第一挡臂、第二挡臂和第三挡臂，其中：所述的第一挡臂和第二挡臂的中轴线相互垂直且交叉固定，所述的第三挡臂的中轴线垂直于第一挡臂和第二挡臂构成的平面，且第三挡臂贯穿于第一挡臂和第二挡臂的交叉处；上述的第一挡臂、第二挡臂和第三挡臂构成的防卷渣装置的内部为铸铁块，铸铁块的外部设有涂覆层。本实用新型能够随钢流移动至水口正上方，由于三个挡臂的作用能够抑制漩涡的形成，当漩涡受到抑制时，钢水趋于平静下流，无卷渣现象，进而可以阻止下渣，同时可以阻止气体进入中间包。

Description

一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置

技术领域

本实用新型涉及熔融金属的挡渣技术领域，更具体地说，涉及一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置。

背景技术

在连铸工艺的生产过程中，钢液从钢包通过长水口保护套管流入中间包。随着浇铸后期钢包内钢水液面的下降，会产生汇流旋涡，而且愈演愈烈，促进钢渣乳化，使熔渣随钢液进入中间包。汇流旋涡是在容器排流过程中，液体先垂直下降，降到一定高度时，液体便开始向出流口中心线汇集，并在渣层表面形成凹涡，这时的液面高度一般称为临界起旋高度。刚产生的凹涡位置游弋不定，此时渣钢界面开始模糊，并且渣粒开始乳化进入钢液中，但此时由于凹涡位置较高而不能使钢渣随钢液进入水口。随着液面的进一步下降，凹涡越来越明显，旋流速度也越来越大，直至贯通水口，这时的液面高度称为贯通高度，大量的钢渣已经进入水口。当液面下降到一定高度时，原本向出流口中心线汇流而出的流体质点，由于离心力的作用产生切向速度（角速度），使其运动轨迹越来越偏离径向而演变成绕中心线的旋转流动，直到最终发展为具有强烈抽吸作用的贯通出流口的漏斗状旋涡，致使涡芯卷气或卷渣而下。

钢包旋涡卷气或卷渣带来的危害主要有：（1）恶化钢水的浇铸性，使水口堵塞，浇铸不能正常进行；（2）造成合金元素氧化，产生夹杂物影响钢水的纯净度，增加中间包去夹杂的负荷；（3）铸坯中溶解铝含量下降，中间包及长水口严重侵蚀；（4）钢包内钢渣进入中间包导致中间包内熔渣积聚，给连铸过程造成不良影响；（5）中间包清理工作量增大。在实际生产中，通常在钢包底部水口附近安装红外检测、电磁检测、超声波检测等下渣检测装置，当进入钢液流中的渣量占到一定比例时，提前关闭滑动水口，以减少下渣量，但此方法会使钢包内残留过多的钢水，降低了金属收得率，增加了钢铁生产成本，并未从根本上解决钢包内钢水旋涡卷气或卷渣的问题；且连铸现场处于高温下，安装下渣检测装置过程复杂，不易于维护。

如何抑制钢包内钢渣进入中间包，是困扰钢铁冶金生产企业多年的难题。通过专利检索，目前已有相关的技术方案公开，如中国专利号：200620091841.9，申请日：2006年6月27日，发明创造名称为：一种钢包钢水浇铸防卷渣装置，该申请案的防卷渣装置由铁球及其外部的耐火材料层组成，表面开有凹槽，在耐火材料层的外表面还有一层耐蚀保护层，该防卷渣装置呈鸭蛋状，比重为3.8~4.8g/cm³，重心位于铁球端。针对该申请案，申请人做了多次实验发现：（1）当该防卷渣装置投入钢包内的位置距离水口一定距离时，由于该防卷渣装置竖向较长，使得下部容易在出钢后期，与钢包底部接触摩擦，滞留于水口外，导致挡渣成功率低；同时又因为上部较长，且钢渣粘度较大，加剧了挡渣失败的几率。（2）当该防卷渣装置投入钢包内的位置位于水口上部，通过水模实验观察可知，鸭蛋状的防卷渣装置极易被强大的水口负压力迅速吸附（这与防卷渣装置的结构设计有很大关系），对钢包水口产生强大冲击，破坏钢包水口，而且因强大吸附力使得鸭蛋状装置极易紧塞水口，难以脱离。所以，该申请案提供的技术方案，难以在实际生产过程中予以应用。

综上所述，现有技术中虽对钢包挡渣做出许多实验和研究，但最终难以大规模普及，究其原因有二：（1）挡渣装置成本过高，且连铸现场处于高温下，挡渣装置不易于维护；（2）挡渣效果不理想，甚至会造成新的危害，得不偿失。如何在钢包出钢过程中实现良好的挡渣效果，以实现高纯净钢的冶炼目标，是困扰钢铁冶金生产企业多年的难题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中的挡渣装置无法实现钢包内良好的挡渣效果的不足，提供了一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，采用本实用新型的技术方案，能够抑制钢包内旋涡的形成，进而阻止钢渣及气体随钢液进入中间包。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，包括第一挡臂、第二挡臂和第三挡臂，其中：所述的第一挡臂和第二挡臂的中轴线相互垂直且交叉固定，所述的第三挡臂的中轴线垂直于第一挡臂和第二挡臂构成的平面，且第三挡臂贯穿于第一挡臂和第二挡臂的交叉处；上述的第一挡臂、第二挡臂和第三挡臂构成的防卷渣装置的内部为铸铁块，铸铁块的外部设有涂覆层。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的第一挡臂、第二挡臂和第三挡臂均为条状结构，其截面为正方形。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的第一挡臂、第二挡臂和第三挡臂的长度均为1.3D，第一挡臂、第二挡臂和第三挡臂的截面宽度均为0.556D，其两端的端部圆角半径为0.1D，其中：D为钢包水口的直径。

作为本实用新型更进一步的改进，防卷渣装置的比重为4.0~5.0g/cm³。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

（1）本实用新型的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，其第一挡臂和第二挡臂的中轴线相互垂直且交叉固定，第三挡臂的中轴线垂直于第一挡臂和第二挡臂构成的平面，且第三挡臂贯穿于第一挡臂和第二挡臂的交叉处，第一挡臂、第二挡臂和第三挡臂构成了特定结构的防卷渣装置，通过水模实验发现：钢包内钢水下降到一定高度后，钢水开始产生漩涡，本实用新型的防卷渣装置能够随钢流移动至水口正上方，由于三个挡臂的作用能够抑制漩涡的形成，当漩涡受到抑制时，钢水趋于平静下流，无卷渣现象，进而可以阻止下渣，同时可以阻止气体进入中间包；当钢包内钢水液面进一步降低时，本实用新型的防卷渣装置会被钢水流动产生的吸附力吸附于水口，由于三个挡臂构成的特定结构，防卷渣装置不会完全堵住水口，所以钢水会在狭缝中继续无渣流动，通过观察钢流及时控制滑动水口，进而可以很好的控制钢包下渣量，且能够提高钢水收得率；

（2）本实用新型的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置的结构示意图；

图2为实施例1中应用时的俯视结构示意图。

示意图中的标号说明：1、第一挡臂；2、第二挡臂；3、第三挡臂；4、水口。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，包括第一挡臂1、第二挡臂2和第三挡臂3，其中：所述的第一挡臂1和第二挡臂2的中轴线相互垂直且交叉固定，所述的第三挡臂3的中轴线垂直于第一挡臂1和第二挡臂2构成的平面，且第三挡臂3贯穿于第一挡臂1和第二挡臂2的交叉处；上述的第一挡臂1、第二挡臂2和第三挡臂3构成的防卷渣装置的内部为铸铁块，铸铁块的外部设有涂覆层，该涂覆层必须具有耐高温、耐侵蚀性，本实施例中涂覆层的材料由如下质量百分比的组分组成：93.3%CaO、4%MnO、0.03%Al₂O₃、0.02%FeO、0.05%Fe₂O₃、2.6%ZrO₂，该涂覆层在与钢水接触的过程中，能够有效地去除钢水中的A1₂O₃、TiN、硅酸锰和铝酸钙等夹杂物，使得在挡渣的同时进一步去除钢水中夹杂物，以实现高纯净钢的冶炼目标。

为了实现最好的挡渣效果，本实施例中第一挡臂1、第二挡臂2和第三挡臂3均为条状结构，其截面为正方形。具体尺寸要求如下：第一挡臂1、第二挡臂2和第三挡臂3的长度均为1.3D，第一挡臂1、第二挡臂2和第三挡臂3的截面宽度均为0.556D，其两端的端部圆角半径为0.1D，其中：D为钢包水口4的直径。本实用新型中防卷渣装置的比重为4.0~5.0g/cm³均可，本实施例中防卷渣装置的比重（即体积密度）为4.2g/cm³。

本实施例的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，通过水模实验发现：钢包内钢水液面下降到一定高度后，钢水开始产生漩涡，本实施例的防卷渣装置能够随钢流移动至水口4正上方（如图2所示），由于三个挡臂的作用能够抑制漩涡的形成，当漩涡受到抑制时，钢水趋于平静下流，无卷渣现象，进而可以阻止下渣，同时可以阻止气体进入中间包；当钢包内钢水液面进一步降低时，本实施例的防卷渣装置会被钢水流动产生的吸附力吸附于水口4，由于第一挡臂1、第二挡臂2和第三挡臂3构成的特定结构，防卷渣装置不会完全堵住水口4，所以钢水会在狭缝中继续无渣流动，通过观察钢流及时控制滑动水口，进而可以很好的控制钢包下渣量，能够提高钢水收得率。本实施例的防卷渣装置由于其结构的设计，使得防卷渣装置不会被水口4的负压迅速吸附，而会在水口4上部滞留时间较长，利于保证钢水顺利流出，在提高钢水收得率的同时尽可能得减小了温降，但是现有技术中鸭蛋状防卷渣装置极易被水口4负压力迅速吸附，对钢包水口4产生强大冲击，破坏钢包水口4，导致无法保证钢水顺利流出，进而影响钢水温降。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，其特征在于：包括第一挡臂（1）、第二挡臂（2）和第三挡臂（3），其中：所述的第一挡臂（1）和第二挡臂（2）的中轴线相互垂直且交叉固定，所述的第三挡臂（3）的中轴线垂直于第一挡臂（1）和第二挡臂（2）构成的平面，且第三挡臂（3）贯穿于第一挡臂（1）和第二挡臂（2）的交叉处；上述的第一挡臂（1）、第二挡臂（2）和第三挡臂（3）构成的防卷渣装置的内部为铸铁块，铸铁块的外部设有涂覆层。

2.根据权利要求1所述的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，其特征在于：所述的第一挡臂（1）、第二挡臂（2）和第三挡臂（3）均为条状结构，其截面为正方形。

3.根据权利要求2所述的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，其特征在于：所述的第一挡臂（1）、第二挡臂（2）和第三挡臂（3）的长度均为1.3D，第一挡臂（1）、第二挡臂（2）和第三挡臂（3）的截面宽度均为0.556D，其两端的端部圆角半径为0.1D，其中：D为钢包水口（4）的直径。

4.根据权利要求1或2所述的一种钢包钢水浇铸用的防卷渣装置，其特征在于：防卷渣装置的比重为4.0~5.0g/cm³。