[发明专利]中间包坝堰控流装置

说明书

技术领域

本发明涉及矩形中间包冶金工艺相关设置，具体的说是一种中间包坝堰控流装置。

背景技术

目前，钢铁工艺流程连铸环节的中间包内出于对于保证钢水质量及促进夹杂物上浮的要求，中间包内腔普遍采用了坝堰控流装置。设置了坝堰的中间包主要有如下优点：(1)中间包内腔合理地设置坝堰可以优化钢水流场，形成有利于夹杂物上浮的上升流，改善钢水的洁净度；(2)设置坝堰可以减小中间包死区体积，相当于增大了中间包的有效利用容积；(3)可以有效地抑制中间包底部的短路流，因为短路流的形成使得这部分钢水中的夹杂物无法及时上浮。但是由于目前在中包中使用的坝堰均是直方形，改变中包流场的方式粗放，往往会造成中包内壁冲刷严重、流场优化不当造成旋涡的存在，严重的会降低中包的包龄，恶化钢水质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在缺点，提出一种中间包坝堰控流装置，可以形成稳定的上升流场，改善夹杂物上浮的条件，提高钢水质量。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

中间包坝堰控流装置，包括置在前部的挡渣堰、设置在挡渣堰后部的挡渣前坝以及设置在挡渣前坝后部的挡渣后坝；挡渣堰的形状为左侧面上下边都是外弧形的横截面为梯形的六面体；挡渣前坝的形状为上底面上下边都是下弧形的横截面为五边形的七面体；挡渣后坝的形状为长方体。

这样，由于大包注流区，靠近边部的钢水流股最强，将挡渣堰左侧面设置成外弧形，可以让靠近包壁的钢水流股得到尽可能的衰减，使得通过挡渣堰的钢水流速均匀，减少对包壁和挡渣堰的冲刷；将挡渣前坝上底面设计成下弧形，可以形成稳定的上升流场，改善夹杂物上浮的条件，提高钢水质量。挡渣后坝可以控制结晶器前出现的贴近中包底部的短路流产生。

由此可见，本发明抛弃以往的粗放的直、方形状为主导的坝堰形貌，根据中包内钢液的流速不同，科学的设置了更贴近中包流场特点的弧形坝堰，从而可以稳定大包湍流区的钢液流速，形成稳定的上升流场，改善夹杂物上浮的条件，提高钢水质量。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的中间包坝堰控流装置，挡渣堰设置在中间包的大包注流区一侧与大包长水口距中间包壁距离相等的位置处；挡渣前坝设置在中间包二分之一位置并靠向大包长水口侧。这样的位置设置更有利于稳定大包湍流区的钢液流速，形成稳定的上升流场。

前述的中间包坝堰控流装置，挡渣堰、挡渣前坝以及挡渣后坝都通过耐火粘接材料固定在中间包内腔中。

前述的中间包坝堰控流装置，挡渣后坝后部设有一个向下凸的形状为长方体的包体。后面一个包体主要是因为在浇铸末期或大包换包期间，中间包内液面会有短时间的除外，这个下凸的包体是使得中包为了防止过早的出现旋涡卷渣。

前述的中间包坝堰控流装置，挡渣堰的弧度为26～32°

前述的中间包坝堰控流装置，挡渣前坝的弧度为42～45°。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是中包中性面速度梯度图。

图3是中包内流线图。

图4是挡渣堰的立体图。

图5是挡渣前坝的立体图。

具体实施方式

实施例一

本实施例是一种中间包坝堰控流装置，其结构如图1所示，包括置在前部的挡渣堰1、设置在挡渣堰1后部的挡渣前坝2以及设置在挡渣前坝2后部的挡渣后坝3。挡渣堰1设置在中间包的大包注流区一侧与大包长水口11距中间包壁距离相等的位置处；挡渣前坝2设置在中间包二分之一位置并靠向大包长水口11侧，这样的位置设置更有利于稳定大包湍流区的钢液流速，形成稳定的上升流场。挡渣堰1、挡渣前坝2以及挡渣后坝3都通过耐火粘接材料固定在中间包内腔中。挡渣堰1的形状如图4所示，挡渣堰1的形状为左侧面上下底边都是外弧形的横截面为梯形的六面体，即其左侧面5的上底边6和下底边7都是弧形，且弧形向外侧凸出，挡渣堰1的弧度为26～32°。挡渣前坝的形状如图5所示，挡渣前坝2的形状为上底面上下边都是下弧形的横截面为五边形的七面体，即其上底面8的上底边9和下底边10都是弧形，且弧形向下凸出，挡渣前坝2的弧度为42～45°。挡渣前坝2的横截面为在一长方形上设有一缺口而形成的五边形。挡渣后坝3的形状为长方体。挡渣后坝3后部设有一个向下凸的形状为长方体的包体4。本发明根据中包内钢液的流速不同，将挡渣堰左侧面设置成外弧形以稳定大包湍流区的钢液流速，将挡渣前坝上底面设计成下弧形以形成稳定的上升流场，改善夹杂物上浮的条件，提高钢水质量。