[发明专利]一种抑制中间包下渣的控流结构

说明书

本发明公开了一种抑制中间包下渣的控流结构，包括进流盘、塞棒和出流通道，所述进流盘顶部设有塞棒孔，塞棒安装于所述塞棒孔中，进流盘内部设有中空腔室，底部设有出流通道，所述中空腔室与出流通道连通，进流盘安装于中间包底的浸入式水口上方，出流通道安装于浸入式水口中，所述进流盘侧壁周向等间距设有数个进流孔，所述进流孔与中空腔室和出流通道相贯通，所述中空腔室上部设置有数个绕进流盘中心轴线均匀分布且朝向一致的抑漩导片。本发明能有效抑制中间包出钢末期水口上部出现汇流漩涡下渣吸气的行为，在保证钢液纯净度的前提下明显提高金属收得率。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金和连续铸造技术领域，具体而言，涉及一种抑制中间包下渣的控流结构。

背景技术

中间包冶金一般有稳态和非稳态浇注两种操作，其中稳态占据90％上的中间包冶金时间，整个过程中间包液位保持不变，塞棒的位置也基本不变。非稳态浇注有开浇、换包及停浇等操作，中间包内钢液的不稳定因素和质量缺陷有90％以上由非稳态操作引起。停浇或异常换包时，随着钢水液位的下降，会形成快速旋转的汇流漩涡，一旦贯通容易造成卷渣和吸气，此漩涡造成的带渣占中间包下渣总量的80％～90％。中间包下渣会导致：(1)降低钢液纯净度；(2)水口堵塞和结瘤；(3)降低内衬和浸入式水口的寿命；(4)增大残余钢量；(5)卷入空气，增加钢液的二次氧化；(6)中间包清理困难等。

目前，出钢过程的防漩措施主要分为：上躲法、下藏法及抑制法。上躲法需下渣到一定程度后才能检测，牺牲了金属收得率。下藏法是降低出水口附近的包底，提高金属收得率，但对包体改动较大、易引入外来夹杂及粘渣清理困难。抑制法是从源头上抑制漩涡的方法，可提高结晶器内钢液的洁净度和增加钢水收得率，经济效益巨大。目前主要技术有：(1)浮游阀：需要较厚的渣层，阀体的运动难控制，且易受钢液侵蚀，引入杂质。(2)电磁装置：该技术受到高温环境的制约和装置布置的困难，尚未广泛应用，且冷态试验难以实施。(3)吹气干扰：需要大的吹气量，易造成卷渣、钢液裸露面积及温降的增大，且需改动包体结构。因此，研究出一项切实有效、低成本、适合炼钢环境、不影响现场生产工艺且环保无污染的汇流漩涡防止技术，是冶金工作者们不断努力探寻的。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状问题，旨在提供一种结构简单，加工和操作简便，能有效抑制中间包出钢末期水口上部出现汇流漩涡下渣吸气的行为，在保证钢液纯净度的前提下明显提高金属收得率的一种抑制中间包下渣的控流结构。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种抑制中间包下渣的控流结构，包括进流盘、塞棒和出流通道，所述进流盘顶部设有塞棒孔，塞棒安装于所述塞棒孔中，进流盘内部设有中空腔室，底部设有出流通道，所述中空腔室与出流通道连通，进流盘安装于中间包底的浸入式水口上方，出流通道安装于浸入式水口中，所述进流盘侧壁周向等间距设有数个进流孔，所述进流孔与中空腔室和出流通道相贯通，所述中空腔室上部设置有数个绕进流盘中心轴线均匀分布且朝向一致的抑漩导片。

进一步，所述进流孔斜向上设置，所述进流孔设置于相邻两个抑漩导片之间，数量为4-12个，数量为偶数，每个进流孔围绕着进流盘中心轴线均匀分布于进流盘的侧壁，且进流孔的进口和截面形状为圆形、椭圆形或多边形。

进一步，所述抑漩导片上部与中空腔室上壁面贴合，下部高于进流孔内侧顶端，头部为弧形或球形，两侧为长方形，所述抑漩导片旋向在北半球为顺时针，在南半球为逆时针方向，所述抑漩导片均匀分布于以进流盘中心为圆心的同一圆的圆周上。

进一步，所述进流盘侧壁的进流孔入口与中间包底距离为10mm-30mm。

进一步，所述进流孔开口当量直径的截面积之和大于出流通道断面面积，所述进流孔的斜朝上与水平房间之间的偏角α为30°-60°，旋流导向角θ为30°-60°。

进一步，所述进流盘外形截面为圆形或正方形，当量直径为浸入式水口外径的3-8倍，高度为进流孔当量直径的3-5倍。