[實(shí)用新型]一種鋼包旋流發(fā)生裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020163186.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN211727468U
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李濤;崔賀楠;朱玉麟;譚敏;郭曉培;嚴(yán)建川;商志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): B22D41/58
• 分類號(hào): B22D41/58
• 代理公司: 重慶晟軒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50238
• 代理人: 王海鳳

本實(shí)用新型涉及一種鋼包旋流發(fā)生裝置，包括下水口，所述下水口呈圓臺(tái)狀，傾斜角度為α，內(nèi)部設(shè)有下水口中孔以形成鋼液流通通道；所述下水口中孔呈圓臺(tái)狀，傾斜角度也為α；所述下水口的內(nèi)側(cè)壁上分布有多條導(dǎo)流槽。多條圓錐螺旋線形的導(dǎo)流槽以引導(dǎo)鋼液在下水口中產(chǎn)生繞軸線的順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并繼續(xù)流入鋼包長(zhǎng)水口，該旋流發(fā)生裝置無(wú)需額外添加任何設(shè)備，即可利用鋼液自身流動(dòng)的動(dòng)能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工難度較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及屬于冶金行業(yè)中鋼液連鑄技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼包旋流發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

隨著鋼鐵冶煉工藝與技術(shù)的迅速發(fā)展和對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量要求不斷提高，鋼鐵高效連鑄生產(chǎn)工藝的優(yōu)化越來(lái)越受到重視。在鋼鐵連鑄過(guò)程中，鋼水經(jīng)由鋼包長(zhǎng)水口進(jìn)入中間包，通過(guò)中間包的浸入式水口流入結(jié)晶器中，再在結(jié)晶器中冷卻凝固形成鑄坯。鋼包滑動(dòng)水口作為連鑄過(guò)程中控流的關(guān)鍵裝置，用于調(diào)節(jié)鋼包到中間包的鋼水流量，顯著提升了連鑄過(guò)程中的可操控性。

在實(shí)際的連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，由于鋼包內(nèi)液面有5-6 m，因此通過(guò)長(zhǎng)水口進(jìn)入中間包的鋼液沖擊力很大，容易造成中間包液面波動(dòng)產(chǎn)生鋼液卷流，導(dǎo)致鋼液被二次氧化。同時(shí)鋼液中有夾雜物的存在，在流經(jīng)鋼包長(zhǎng)水口時(shí)，夾雜物容易在長(zhǎng)水口的耐火材料表面發(fā)生沉積從而產(chǎn)生水口結(jié)瘤，進(jìn)而影響長(zhǎng)水口的使用壽命。

目前，在鋼包長(zhǎng)水口中產(chǎn)生旋流是一種有效的維持中間包內(nèi)液面穩(wěn)定，并改善夾雜物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法。該方法能夠顯著地避免中間包內(nèi)鋼液的二次氧化，且能夠緩解水口結(jié)瘤堵塞，延長(zhǎng)水口的使用壽命。現(xiàn)有多種方法用于在長(zhǎng)水口中產(chǎn)生旋流，如在長(zhǎng)水口中添加導(dǎo)流葉片、設(shè)置電磁感應(yīng)裝置等。但導(dǎo)流葉片容易產(chǎn)生破損，葉片壽命這一短板較為明顯。電磁感應(yīng)裝置則需要持續(xù)消耗電能，且設(shè)備成本會(huì)大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種更利于在長(zhǎng)水口中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的鋼包旋流發(fā)生裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種鋼包旋流發(fā)生裝置，包括下水口，所述下水口呈圓臺(tái)狀，圓臺(tái)傾斜角度為α，內(nèi)部設(shè)有下水口中孔以形成鋼液流通通道；所述下水口中孔呈圓臺(tái)狀，傾斜角度也為α；由于鋼包下水口與長(zhǎng)水口上部之間的配合非常重要，因此下水口設(shè)置成圓臺(tái)狀能和下水口所連接的長(zhǎng)水口上端緊密連接，避免鋼液流動(dòng)導(dǎo)致的大量空氣從鋼包下水口與長(zhǎng)水口之間的接縫處吸入，導(dǎo)致保護(hù)澆注的失效；內(nèi)部?jī)A斜圓臺(tái)狀的下水口中孔可一定程度上提升鋼液的湍流強(qiáng)度，有利于將吹氬工藝中吹入的氣泡打碎從而強(qiáng)化吹氬效果，此外還可以引導(dǎo)鋼液在進(jìn)入下水口中孔后初步產(chǎn)生旋流；所述下水口的內(nèi)側(cè)壁上分布有多條導(dǎo)流槽。

作為優(yōu)選，所述每條導(dǎo)流槽均為圓錐螺旋線形，且圓錐螺旋線的節(jié)距、高度與下水口高度一致。所述圓錐螺旋線的母線與其中軸線的夾角為α。圓錐螺旋線形按照以上參數(shù)設(shè)置的圓錐螺旋線形導(dǎo)流槽可與傾斜角度為α的圓臺(tái)狀下水口及其內(nèi)部的中孔進(jìn)行搭配，有較高的結(jié)構(gòu)組合匹配度，避免產(chǎn)生不合理的結(jié)構(gòu)而破壞鋼液流動(dòng)狀態(tài)。圓錐螺旋線的節(jié)距和高度與下水口高度一致，可保證鋼液一旦進(jìn)入下水口中孔后即可受到導(dǎo)流槽的引導(dǎo)，使其流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，在傾斜狀下水口中孔的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步強(qiáng)化鋼液在中孔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述α的范圍為10° ≤ α ≤ 15°。一方面，所述α過(guò)小則傾斜程度不明顯，鋼液進(jìn)入下水口后流動(dòng)變化幅度不大，無(wú)法達(dá)到強(qiáng)化湍流以及引導(dǎo)鋼液初步產(chǎn)生旋流的效果，α過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致下水口出口面積顯著減小，使鋼液流動(dòng)受阻；另一方面，考慮到下水口要與長(zhǎng)水口進(jìn)行連接，因此參考工業(yè)應(yīng)用中長(zhǎng)水口上部的結(jié)構(gòu)（一般傾斜角為15°）后確定10° ≤ α ≤ 15°為較為優(yōu)選的范圍。

作為優(yōu)選，所述多條導(dǎo)流槽以下水口的中軸線為軸對(duì)稱分布。為得到均勻旋轉(zhuǎn)的流場(chǎng)，需要保證從各處流入下水口的鋼液都能受到導(dǎo)流槽的導(dǎo)流作用，因此導(dǎo)流槽應(yīng)以下水口的中軸線為軸對(duì)稱分布。