[發(fā)明專利]一種中間包內(nèi)鋼液旋轉(zhuǎn)裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113231629B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志遠;羅志國;閆寶新;顧英杰
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學;遼陽縣恒興金屬制品廠
• 主分類號: B22D41/50
• 分類號: B22D41/50;B22D41/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

本發(fā)明涉及一種中間包內(nèi)鋼液旋轉(zhuǎn)裝置及方法，包括中間包本體、外置中間包旋流室，外置中間包旋流室通過鋼液流通管道與中間包本體連通；鋼包長水口位于外置中間包旋流室的中心；鋼包長水口出口端與外置中間包旋流室內(nèi)部底面之間設(shè)置有旋流發(fā)生裝置，所述旋流發(fā)生裝置上下兩端分別與鋼包長水口和外置中間包旋流室的內(nèi)部底面接觸固定；所述旋流發(fā)生裝置上開設(shè)有若干個旋流出口，鋼液從旋流出口流進外置中間包旋流室內(nèi)部；所述外置中間包旋流室內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有多條螺旋型旋流導軌，多條螺旋形旋流導軌間形成導流槽，所述導流槽的旋向順著旋流出口的方向設(shè)置。本發(fā)明能夠促進夾雜物的向心運動，提高夾雜物的碰撞概率，為夾雜物的長大提供條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中間包內(nèi)鋼液旋轉(zhuǎn)裝置及方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代的鋼鐵生產(chǎn)中，連鑄技術(shù)的貢獻越來越大，連鑄技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)的機械化、自動化水平，同時也節(jié)約了能源并提高了產(chǎn)品的收得率和質(zhì)量。鋼包內(nèi)的鋼液經(jīng)鋼包長水口流進中間包內(nèi)的湍流控制器，鋼液由湍流控制器流出后在擋墻、擋壩的控流作用下改變運動路徑，延長鋼液的停留時間，促進鋼液內(nèi)夾雜物的進一步上浮去除，提高鋼液的潔凈度。中間包內(nèi)夾雜物的存在不僅會造成水口的堵塞，影響連鑄工作的順行，而且會降低鑄坯的質(zhì)量和性能，因此研究者將鋼液內(nèi)夾雜物的去除作為研究的重點，目的就是提高鋼液潔凈度和鑄坯質(zhì)量。

中間包喂絲技術(shù)和噴粉技術(shù)的應(yīng)用，通過向中間包內(nèi)的鋼液中添加合金元素對夾雜物進行改性處理，以改變夾雜物的性質(zhì)，提高夾雜物的去除率，該方法和技術(shù)對于夾雜物的去除效果顯著，但是需要在原中間包的基礎(chǔ)上配備喂絲設(shè)備和噴粉設(shè)備，增加了生產(chǎn)過程中的復雜程度，不僅操作復雜而且生產(chǎn)成本大大提高。除此之外研究者也提出利用氬氣去除夾雜物的想法，例如鋼包長水口吹氬、中間包氣幕擋墻以及中間包塞棒吹氬等，但向鋼液內(nèi)吹入氬氣需要結(jié)合配套的氬氣生產(chǎn)、儲存、輸運和噴吹設(shè)備，這將會增加生產(chǎn)的整體成本以及工作量，嚴重時吹氬操作會造成鋼液面裸露而增加夾雜物的數(shù)量。

中間包內(nèi)鋼液的旋轉(zhuǎn)流動對夾雜物的去除同樣具有積極的作用，例如旋流中間包和離心中間包的提出。旋流中間包則在鋼包長水口注流區(qū)安裝一個旋流室，鋼液從旋流室的底部沿切線方向流入旋流室，利用鋼液自身的重力勢能以及鋼液的進入方向?qū)崿F(xiàn)鋼液的旋轉(zhuǎn)，促進夾雜物的碰撞聚合；離心中間包利用磁場使鋼液發(fā)生旋轉(zhuǎn)，促進鋼液內(nèi)非金屬夾雜的上浮和分離，但該方法操作較復雜，消耗電能，成本較高。中間包內(nèi)鋼液的旋轉(zhuǎn)流動對夾雜物的去除同樣具有積極的作用，例如利用磁場使鋼液發(fā)生旋轉(zhuǎn)的離心中間包，該中間包由旋流室和矩形室組成，進入旋流室的鋼液在磁場的作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)以促進夾雜物的碰撞聚合，雖然該方法對夾雜物去除率的提高有積極作用，但其操作較復雜，對原中間包需要作很大的結(jié)構(gòu)改造并且消耗電能，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種中間包內(nèi)鋼液旋轉(zhuǎn)裝置及方法，提供了一種帶外置旋流室的分體式中間包，外置旋流室內(nèi)部設(shè)置有螺旋式旋流導軌以實現(xiàn)鋼液的旋轉(zhuǎn)，促進夾雜物的長大；鋼包長水口位于外置旋流室的中心，在鋼包長水口的正下方連接一個旋流發(fā)生裝置，鋼液在旋流發(fā)生裝置的作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后的鋼液在旋流室側(cè)壁上由旋流導軌形成的導流槽的作用下繼續(xù)保持旋轉(zhuǎn)，促進夾雜物的向心運動，提高夾雜物的碰撞概率，為夾雜物的長大提供條件。

一種中間包內(nèi)鋼液旋轉(zhuǎn)裝置，包括中間包本體、外置中間包旋流室，外置中間包旋流室上部通過鋼液流通管道與中間包本體上部連通；所述外置中間包旋流室位于鋼包長水口出口端的外部，鋼包長水口位于外置中間包旋流室的中心；所述鋼包長水口出口端與外置中間包旋流室內(nèi)部底面之間設(shè)置有旋流發(fā)生裝置，所述旋流發(fā)生裝置上下兩端分別與鋼包長水口和外置中間包旋流室的內(nèi)部底面接觸固定；所述旋流發(fā)生裝置上開設(shè)有若干個旋流出口，鋼液從旋流出口流進外置中間包旋流室內(nèi)部；所述外置中間包旋流室內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有多條螺旋型旋流導軌，多條螺旋形旋流導軌間形成導流槽，所述導流槽的旋向順著旋流出口的方向設(shè)置。

所述外置中間包旋流室為圓柱形，鋼液面的高度為700-900mm，內(nèi)徑為600-800mm。