[實用新型]一種鋼包鋼水澆鑄用的防卷渣裝置

有效

• 申請號: 201320598488.3
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN203459675U
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 周俐;鐘鵬
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B22D41/00
• 分類號: B22D41/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本實用新型涉及熔融金屬的擋渣技術領域，更具體地說，涉及一種鋼包鋼水澆鑄用的防卷渣裝置。

背景技術

在連鑄工藝的生產過程中，鋼液從鋼包通過長水口保護套管流入中間包。隨著澆鑄后期鋼包內鋼水液面的下降，會產生匯流旋渦，而且愈演愈烈，促進鋼渣乳化，使熔渣隨鋼液進入中間包。匯流旋渦是在容器排流過程中，液體先垂直下降，降到一定高度時，液體便開始向出流口中心線匯集，并在渣層表面形成凹渦，這時的液面高度一般稱為臨界起旋高度。剛產生的凹渦位置游弋不定，此時渣鋼界面開始模糊，并且渣粒開始乳化進入鋼液中，但此時由于凹渦位置較高而不能使鋼渣隨鋼液進入水口。隨著液面的進一步下降，凹渦越來越明顯，旋流速度也越來越大，直至貫通水口，這時的液面高度稱為貫通高度，大量的鋼渣已經進入水口。當液面下降到一定高度時，原本向出流口中心線匯流而出的流體質點，由于離心力的作用產生切向速度（角速度），使其運動軌跡越來越偏離徑向而演變成繞中心線的旋轉流動，直到最終發展為具有強烈抽吸作用的貫通出流口的漏斗狀旋渦，致使渦芯卷氣或卷渣而下。

鋼包旋渦卷氣或卷渣帶來的危害主要有：（1）惡化鋼水的澆鑄性，使水口堵塞，澆鑄不能正常進行；（2）造成合金元素氧化，產生夾雜物影響鋼水的純凈度，增加中間包去夾雜的負荷；（3）鑄坯中溶解鋁含量下降，中間包及長水口嚴重侵蝕；（4）鋼包內鋼渣進入中間包導致中間包內熔渣積聚，給連鑄過程造成不良影響；（5）中間包清理工作量增大。在實際生產中，通常在鋼包底部水口附近安裝紅外檢測、電磁檢測、超聲波檢測等下渣檢測裝置，當進入鋼液流中的渣量占到一定比例時，提前關閉滑動水口，以減少下渣量，但此方法會使鋼包內殘留過多的鋼水，降低了金屬收得率，增加了鋼鐵生產成本，并未從根本上解決鋼包內鋼水旋渦卷氣或卷渣的問題；且連鑄現場處于高溫下，安裝下渣檢測裝置過程復雜，不易于維護。

如何抑制鋼包內鋼渣進入中間包，是困擾鋼鐵冶金生產企業多年的難題。通過專利檢索，目前已有相關的技術方案公開，如中國專利號：200620091841.9，申請日：2006年6月27日，發明創造名稱為：一種鋼包鋼水澆鑄防卷渣裝置，該申請案的防卷渣裝置由鐵球及其外部的耐火材料層組成，表面開有凹槽，在耐火材料層的外表面還有一層耐蝕保護層，該防卷渣裝置呈鴨蛋狀，比重為3.8~4.8g/cm³，重心位于鐵球端。針對該申請案，申請人做了多次實驗發現：（1）當該防卷渣裝置投入鋼包內的位置距離水口一定距離時，由于該防卷渣裝置豎向較長，使得下部容易在出鋼后期，與鋼包底部接觸摩擦，滯留于水口外，導致擋渣成功率低；同時又因為上部較長，且鋼渣粘度較大，加劇了擋渣失敗的幾率。（2）當該防卷渣裝置投入鋼包內的位置位于水口上部，通過水模實驗觀察可知，鴨蛋狀的防卷渣裝置極易被強大的水口負壓力迅速吸附（這與防卷渣裝置的結構設計有很大關系），對鋼包水口產生強大沖擊，破壞鋼包水口，而且因強大吸附力使得鴨蛋狀裝置極易緊塞水口，難以脫離。所以，該申請案提供的技術方案，難以在實際生產過程中予以應用。

綜上所述，現有技術中雖對鋼包擋渣做出許多實驗和研究，但最終難以大規模普及，究其原因有二：（1）擋渣裝置成本過高，且連鑄現場處于高溫下，擋渣裝置不易于維護；（2）擋渣效果不理想，甚至會造成新的危害，得不償失。如何在鋼包出鋼過程中實現良好的擋渣效果，以實現高純凈鋼的冶煉目標，是困擾鋼鐵冶金生產企業多年的難題。

實用新型內容

1.實用新型要解決的技術問題

本實用新型的目的在于克服現有技術中的擋渣裝置無法實現鋼包內良好的擋渣效果的不足，提供了一種鋼包鋼水澆鑄用的防卷渣裝置，采用本實用新型的技術方案，能夠抑制鋼包內旋渦的形成，進而阻止鋼渣及氣體隨鋼液進入中間包。

2.技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

本實用新型的一種鋼包鋼水澆鑄用的防卷渣裝置，包括第一擋臂、第二擋臂和第三擋臂，其中：所述的第一擋臂和第二擋臂的中軸線相互垂直且交叉固定，所述的第三擋臂的中軸線垂直于第一擋臂和第二擋臂構成的平面，且第三擋臂貫穿于第一擋臂和第二擋臂的交叉處；上述的第一擋臂、第二擋臂和第三擋臂構成的防卷渣裝置的內部為鑄鐵塊，鑄鐵塊的外部設有涂覆層。

作為本實用新型更進一步的改進，所述的第一擋臂、第二擋臂和第三擋臂均為條狀結構，其截面為正方形。