專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型連鑄中間包湍流控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋼鐵冶金設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生產(chǎn)潔凈鋼用連鑄中間包湍流控制器。
背景技術(shù)：
隨著冶金技術(shù)的快速發(fā)展以及用戶(hù)對(duì)鋼材潔凈度、質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高，連鑄中間包，作為煉鋼生產(chǎn)流程最后一個(gè)盛裝液態(tài)鋼水的容器，已由原來(lái)只作為鋼液的儲(chǔ)存器和分配器的簡(jiǎn)單容器轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂芯鶆蜾撘撼煞趾蜏囟龋乐苟窝趸?，去除鋼中夾雜物、凈化鋼質(zhì)、微合金化等冶金功能的反應(yīng)器。同時(shí)，人們開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)中間包冶金技術(shù)如使用大容量中間包、使用擋墻和壩、安裝過(guò)濾器、中間包首爐大流量吹氬、采用高堿度覆蓋劑、中間包加熱、中間包喂絲、離心中間包夾雜物聚集與去除技術(shù)等，主要從增大中間包容量、改進(jìn)中間包結(jié)構(gòu)、設(shè)置合理的控流元件、改善鋼液流動(dòng)特性、增加輔助設(shè)施等方面來(lái)增強(qiáng)中間包的冶金功能。中間包湍流控制器是20世紀(jì)90年代后期國(guó)外少數(shù)先進(jìn)鋼廠研究開(kāi)發(fā)的新型控流裝置，目前，已成為中間包必不可少的控流裝置。湍流是由進(jìn)入中間包內(nèi)的高速鋼水流引起的，不但能將中間包覆蓋劑或空氣卷入鋼水中，形成夾雜或使鋼水發(fā)生二次氧化，而且高速鋼水流沖擊中間包包底，強(qiáng)烈沖刷、侵蝕耐火材料，影響中間包壽命。湍流控制器安裝于鋼包注流的正下方，主要作用為對(duì)鋼包注流的沖擊起緩沖和限制作用，改善中間包鋼水的流動(dòng)特性，延長(zhǎng)停留時(shí)間，有利于鋼水中的夾雜物上浮分離；鋼包開(kāi)澆和更換時(shí)，減輕鋼包注流沖擊中間包鋼水造成的鋼水飛濺，可以避免或者減少鋼液吸氧、吸氮；減少注流對(duì)中間包襯的侵蝕，提高中間包使用壽命。傳統(tǒng)的湍流控制器作為一個(gè)結(jié)構(gòu)件，相關(guān)研究表明湍流控制裝置的幾何結(jié)構(gòu)對(duì)中間包鋼水流動(dòng)特性有明顯影響，較小容積的湍流控制器控流效果比大容積湍流控制器要好。CN201132206公開(kāi)了一種水平連鑄中間包湍流控制器，它包括一個(gè)本體，本體為一個(gè)立體矩形，在本體上設(shè)有一個(gè)矩形空腔，矩形空腔的開(kāi)口大，底部小，矩形的空腔的四個(gè)內(nèi)壁為圓弧面。CN2863315公開(kāi)了一種煉鋼連鑄中間包吹氣式防湍流控制器。它在普通防湍流控制器中安裝透氣磚，透氣磚與氣室相連，氣室通過(guò)金屬管道與中間包外接氬氣管道連接，使用時(shí)安裝在中間包長(zhǎng)水口下面的包底上，可同時(shí)起到防湍流控制器降低鋼水湍流動(dòng)能和氬氣攪拌鋼水去除鋼水夾雜物的雙重作用。CN201244677公開(kāi)了一種用于煉鋼連鑄中間包內(nèi)的湍流控制器?？亓髌鞯膬?nèi)腔部分底部為圓平面，其底平面直徑為長(zhǎng)水口外徑的1. 1 2倍；內(nèi)腔側(cè)面為內(nèi)凹的拋物面，拋物面的深度和高度之比為1 3 1 1.5。上述專(zhuān)利所涉及的中間包湍流控制器對(duì)鋼包注流的沖擊起到了緩沖和限制作用， 改善了中間包鋼水的流動(dòng)特性，有利于鋼水中的夾雜物上浮分離，減輕了鋼液的二次氧化。但并未解決湍流控制器在中間包使用中、前期易漂浮，過(guò)早失去對(duì)鋼包注流的控制作用；開(kāi)澆時(shí)長(zhǎng)水口注流在湍流控制器較大的空間內(nèi)飛濺，造成鋼液吸氣和二次氧化等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，依據(jù)中間包控流裝置設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單實(shí)用、綜合效果最佳的原則，提供一種安全、實(shí)用、簡(jiǎn)便、能顯著減弱中間包注流沖擊區(qū)鋼水的湍流狀態(tài)，改善鋼液流動(dòng)特性，減少鋼水的沖擊和飛濺，提高夾雜物、氣體分離效果，延長(zhǎng)中間包使用壽命的一種新型連鑄中間包湍流控制器。一種新型連鑄中間包湍流控制器，包括控制器本體(1)，中空腔室O)，控制器本體(1)外部形狀與現(xiàn)有技術(shù)相同，為立方體、圓柱體、下大上小圓臺(tái)體或棱臺(tái)體，并設(shè)有上端出口(5)；中空腔室( 的底面為平面或波浪面、頂面為平面、側(cè)面為旋轉(zhuǎn)的內(nèi)凹拋物面， 其側(cè)面與底面及頂面之間采用圓滑過(guò)渡連接，其特征在于，控制器本體(1)底部外側(cè)設(shè)有翼緣(6)；中空腔室(2)的底部設(shè)有帶內(nèi)腔室⑷的內(nèi)腔體(3)。優(yōu)選的，內(nèi)腔體(3)設(shè)置在湍流控制器中空腔室(2)底部的正中位置，位于鋼水包底部長(zhǎng)水口的正下方，內(nèi)腔體C3)外部形狀為頂端開(kāi)口的立方體、圓柱體、圓臺(tái)體或棱臺(tái)體，內(nèi)腔體(3)的上端面低于控制器本體(1)的上端面。優(yōu)選的，控制器本體(1)外部形狀為圓柱體，上端出口的內(nèi)徑(a)為長(zhǎng)水口外徑的 3-5 倍。優(yōu)選的，中空腔室O)的底面為平面，中空腔室底平面直徑(f)為長(zhǎng)水口外徑的 5-8倍，中空腔室高度(H)是拋物面深度(b)的2-4倍。優(yōu)選的，內(nèi)腔體(3)的形狀為圓柱體，內(nèi)腔室的上口內(nèi)徑(C)為長(zhǎng)水口外徑的 1. 5-2. 5倍，內(nèi)腔室底部厚度(d)是中空腔室底面厚度(e)的1. 2-1. 8倍。優(yōu)選的，中空腔室高度(H)是內(nèi)腔體高度(h)的5-10倍。本實(shí)用新型是在傳統(tǒng)中間包湍流控制器基礎(chǔ)上，通過(guò)采取在控制器本體的底部外側(cè)添加翼緣，翼緣部分鑲嵌在中間包底部的工作層內(nèi)，從而起到防止湍流控制器漂浮的作用。中空腔室的底部設(shè)置內(nèi)腔體并加厚內(nèi)腔室的底部等措施，在避免湍流控制器使用過(guò)程中漂浮的同時(shí)，將開(kāi)澆時(shí)長(zhǎng)水口注流限制在更小的空間內(nèi)，避免鋼水的飛濺，進(jìn)一步降低其湍動(dòng)能，減少鋼液的吸氣和二次氧化，延長(zhǎng)鋼水在中間包內(nèi)的停留時(shí)間，提高夾雜物、氣體分離效果，中間包內(nèi)夾雜物去除率提高10%以上，中間包使用壽命提高20%。

圖1是中間包湍流控制器縱向剖面結(jié)構(gòu)圖圖2是中間包湍流控制器橫截面圖圖3是湍流控制器在中間包中的安裝結(jié)構(gòu)示意圖其中1-控制器本體，2-中空腔室，3-內(nèi)腔體，4-內(nèi)腔室，5-上端出口，6-翼緣， 7-中間包，8-長(zhǎng)水口，a-上端出口的內(nèi)徑，b-拋物面深度，C-內(nèi)腔室的上口內(nèi)徑，d-內(nèi)腔室底部厚度，e-中空腔室底面厚度，f-中空腔室底平面直徑，H-中空腔室高度(側(cè)拋物面高度)，h_內(nèi)腔體高度具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1、圖2及圖3所示，一種連鑄中間湍流控制器包括設(shè)有中空腔室2的湍流控制器本體1，中空腔室2的底部還設(shè)有帶內(nèi)腔室4的內(nèi)腔體3。控制器本體1外部形狀可以是立方體、圓柱體、下大上小圓臺(tái)體或棱臺(tái)體，優(yōu)選為圓柱體，上端出口 5的內(nèi)徑為長(zhǎng)水口外徑的3. 5倍；中空腔室2的底面和頂面均為平面、側(cè)面為旋轉(zhuǎn)的內(nèi)凹拋物面，其側(cè)面與底面及頂面之間采用圓滑過(guò)渡連接。中空腔室2的底平面直徑f為長(zhǎng)水口外徑的6倍，其中空腔室高度(側(cè)拋物面高度)H是拋物面深度b的3倍；內(nèi)腔體3的形狀為圓柱體，內(nèi)腔室 4的上口內(nèi)徑c為長(zhǎng)水口外徑的2倍，內(nèi)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是內(nèi)腔體3高度h的8倍。實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別是控制器本體外形為下大上小圓臺(tái)體，上端出口 5的內(nèi)徑為長(zhǎng)水口外徑的5倍；中空腔室2的底面為波浪面，中空腔室2的底平面直徑f為長(zhǎng)水口外徑的 8倍，其中空腔室高度(側(cè)拋物面高度)H是拋物面深度b的4倍；內(nèi)腔體3的形狀為圓臺(tái)體，內(nèi)腔室4的上口內(nèi)徑c為長(zhǎng)水口外徑的2. 5倍，內(nèi)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是內(nèi)腔體3高度h的10倍。中間包的耐材分為三層，最外面是保溫層、中間是永久層，該層是打結(jié)上去的，最里面與鋼水接觸的是工作層，在中間包打結(jié)完永久層后，將湍流控制器放入中間包注流沖擊區(qū)、長(zhǎng)水口的正下方后澆注工作層。澆注完工作層后，經(jīng)風(fēng)干、吊至連鑄平臺(tái)烘烤備用。連鑄開(kāi)澆后，鋼水包中的鋼水經(jīng)鋼包底部的長(zhǎng)水口注入湍流控制器的內(nèi)腔室4，鋼水經(jīng)相互碰撞、湍動(dòng)能降低后，流入中空腔室2，最后經(jīng)上端出口 5流出。
權(quán)利要求1.一種新型連鑄中間包湍流控制器，包括控制器本體(1)，中空腔室O)，控制器本體(1)外部形狀為立方體、圓柱體、下大上小圓臺(tái)體或棱臺(tái)體，并設(shè)有上端出口( ；中空腔室(2)的底面為平面或波浪面；頂面為平面、側(cè)面為旋轉(zhuǎn)的內(nèi)凹拋物面，其側(cè)面與底面及頂面之間采用圓滑過(guò)渡連接，其特征在于，控制器本體(1)底部外側(cè)設(shè)有翼緣(6)；中空腔室(2) 的底部設(shè)有帶內(nèi)腔室的內(nèi)腔體(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，內(nèi)腔體C3)設(shè)置在湍流控制器中空腔室(2)底部的正中位置，位于鋼水包底部長(zhǎng)水口的正下方，內(nèi)腔體(3) 外部形狀為頂端開(kāi)口的立方體、圓柱體、圓臺(tái)體或棱臺(tái)體，內(nèi)腔體(3)的上端面低于控制器本體(1)的上端面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，控制器本體(1)外部形狀為圓柱體，上端出口的內(nèi)徑(a)為長(zhǎng)水口外徑的3-5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，中空腔室(2)的底面為平面，中空腔室底平面直徑(f)為長(zhǎng)水口外徑的5-8倍，中空腔室高度(H)是拋物面深度(b)的2-4倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的新型連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，內(nèi)腔體(3)的形狀為圓柱體，內(nèi)腔室的上口內(nèi)徑(c)為長(zhǎng)水口外徑的1. 5-2. 5倍，內(nèi)腔室底部厚度(d)是中空腔室底面厚度(e)的1. 2-1. 8倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的新型連鑄中間包湍流控制器，其特征在于，中空腔室高度(H)是內(nèi)腔體高度(h)的5-10倍。
專(zhuān)利摘要一種新型連鑄中間包用湍流控制器，包括設(shè)有中空腔室的湍流控制器本體，中空腔室的底部還設(shè)有帶內(nèi)腔室的內(nèi)腔體。湍流控制器本體與傳統(tǒng)的湍流控制器相似，外部形狀為立方體、圓柱體或下大上小圓臺(tái)體、棱臺(tái)體等，并帶有上端出口、底部設(shè)有翼緣。內(nèi)腔體設(shè)置在湍流控制器中空腔室底部的正中位置，位于鋼水包底部長(zhǎng)水口的正下方。本實(shí)用新型具有不易漂浮、避免鋼水飛濺，減少鋼液吸氣、二次氧化，延長(zhǎng)了鋼水在中間包內(nèi)的停留時(shí)間，提高夾雜物、氣體分離效果、延長(zhǎng)中間包使用壽命等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22D41/00GK201988711SQ20112005367
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者劉永昌, 孫永喜, 張偉, 李小雄, 李法興, 杜國(guó)強(qiáng), 竇圣朋, 裴建華, 馬佐倉(cāng) 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵股份有限公司