[实用新型]多层过滤柱组合的中间包过滤器

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金设备领域，尤其是连铸中间包设备。

背景技术

中间包冶金是冶金工艺中提高钢铁质量的新技术，即不再把中间包作一个过渡容器，而是在中间包中进一步提高钢水的纯净度，在中间包中进一步去除夹杂物，防止钢液的二次污染是中间包冶金的主要任务。中间包的夹杂物主要来源于转炉钢水的脱氧产物，如大包渣、中间包渣、钢水的二次氧化物等，这些夹杂物在中间包冶金过程中应尽可能除去。

为了达到去除夹杂，清洁钢水的目的，不少科研人员进行了不懈的努力，开发了多项中间包冶金技术，如使用大容量中间包，使用挡渣墙、挡渣坝，中间包首炉大流量吹氬技术，中间包使用高碱低硅覆盖剂，离心中间包杂物聚集与去除技术等，其中也产生了一些专利。

1、专利：中间包过滤器(99217243.8)采用的是在四方锥台型陶瓷体上设有数排贯穿孔洞，该孔洞倾角向上且交错排列。该过滤器因单位过滤体的比表面积较小，夹杂物去除不理想，另一缺点是因镶嵌在中间包堰板上，在实际过程中容易被钢流冲掉。

2、专利：中间包用组合式钢水挡渣过滤装置(99255076.9)此专利技术是直通孔型，分为上下两层，上层过滤孔大而下层小，这样有利于细小夹杂物饿去除，但过滤孔也易被堵塞。

3、专利：(01253343.2)比表面积小，过滤器强度低，使用时间短。

发明内容

本实用新型的目的为提供一种改进现有的中间包过滤器结构，有效去除杂质，使其在实际生产中不宜堵塞的多层过滤柱组合的中间包过滤器，同时，一方面通过增加过滤器单位体积与钢水接触的比表面积，提高夹杂物与过滤体碰撞的概率；另一方面通过过滤柱的结构形式以及过滤柱结构形式的优化，改善中间包钢水流过过滤器的流动状态，促进夹杂物与钢水分离，从而净化钢水。

实现上述目的的技术方案如下：

多层过滤柱组合的中间包过滤器，具有基板，在基板上固定有按秩序排列的多根过滤柱，形成过滤柱组合件，多个过滤柱组合件上下叠合，下层的过滤柱与上层的基板固定连接，如此叠合形成多层过滤柱组合件，每个多层过滤柱组合件的上方和左、右方与挡渣堰连接，形成多层过滤柱组合件与挡渣堰的联合体，联合体再安装在中间包内，在联合体与钢水出口之间装有出口挡渣堰，出口挡渣堰高于多层过滤柱组合体，低于联合体。

过滤柱的形状为圆柱状，或片柱状，或半圆柱状，或半月柱状。

基板厚为5-10mm，长为10-30mm，过滤柱高为10-50mm，直径为3-8mm，相邻两过滤柱之间的距离为3-10mm。

过滤柱的排列方式为等径顺列，或等径错列，或不等径顺列，或不等径错列。

多层过滤柱组合是用锆质增强的钙镁耐火材料制备。

过滤原理如下。当钢水通过过滤柱时被分割成许多较细小的钢流，靠近柱子的边界处形成了层流流动，夹杂物进入此层流边界时流速减慢，由于速度差异(p_非＜p_钢)较大，被吸附在柱体表面，随着吸附量的增加而逐渐长大。长大后的大型夹杂物颗粒被钢流冲掉而上浮到中间包表面被覆盖剂所吸收。钢水从过滤柱流过，易在背后的平面或凹面形成回流，回流是促进夹杂物和钢水分离的最有效形式，而凹面或平面则是被吸附的夹杂物容易停留和聚集的场所，且不易被钢水冲刷带走。随着吸附量的增加逐渐长大，长大后的大型夹杂物颗粒才有可能被钢水回流流冲下，上浮到中间包表面被覆盖剂所吸收。

在冶炼过程中铸坯中夹杂物的形成与生产工艺、钢水纯净度、铸机装备水平、浇注操作等对钢中非金属夹杂物的种类、数量、形态、尺寸、分布等都有重要的影响。非金属夹杂物以脱氧产物为主，主要是Al₂O₃。通常情况下，细小的夹杂物由于受到钢液内粘滞阻力的影响而很难上浮。本实用新型是将锆质增强的镁钙质耐火材料加工成。为了增加钢水回流，促进夹杂物与钢水的分离，防止夹杂物在过滤柱聚集后堵塞钢水通道，过滤柱的截面采用了多种形式。

截面形式一般选用背凹形。过滤柱多层组合方式可根据钢水的流量、冲刷动力、钢水的纯净度，选择合适的过滤柱直径、过滤柱间距，一般可选择上密下疏。过滤柱的排列可分为：等径顺列、等径错列、不等径顺列、不等径错列，一般选用等径顺列或不等列顺列。

本实用新型具有以下有益效果

1、过滤柱的多种截面形式，易形成回流，使夹杂物易与钢水分离、易于过滤柱后背聚集、不易被钢水冲刷带走且不易造成钢水通道堵塞；

2、过滤柱多层组合形式，可使过滤柱体变细，柱间距可适当加大使柱缝之间不易堵塞的同时还可增大过滤器与钢水接触的比表面积，提高了过滤效率；