專利名稱：具有熔融金屬導(dǎo)分流裝置的中間包的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔融金屬的處理設(shè)備，特別是一種具有多流鑄坯鋼水導(dǎo)分流裝置的中間包。
背景技術(shù)：
目前煉鋼連鑄三流以上方坯中間包中絕少見到采用導(dǎo)分流技術(shù)。注入流鋼水到達(dá)內(nèi)、外側(cè)水口的平均停留時(shí)間和時(shí)間分布差別較大，特別是在采用五流、六流、八流的中間包時(shí)，因鋼水到達(dá)外側(cè)水口的行程長、時(shí)間長，鋼水的溫降就大，往往導(dǎo)致鋼水溫度太低而造成凍結(jié)，從而會影響到連鑄的正常拉鋼。另一方面，也會因?yàn)殇撍竭_(dá)內(nèi)側(cè)水口的行程短、時(shí)間短，鋼水中的雜質(zhì)及氣體來不及排除，致使內(nèi)側(cè)水口澆注的鋼坯質(zhì)量不理想。這對于生產(chǎn)一般鋼材的廠家，在軋制過程中尚可以彌補(bǔ)，但若是對生產(chǎn)不銹鋼、軸承鋼等特優(yōu)鋼種的廠家來說是不允許的。
中國專利文獻(xiàn)CN2465839Y公開了一種連鑄多流中間罐隔墻，由中間罐罐壁和帶有水口的中間罐罐底組成，其中在中間罐的沖擊區(qū)與流之間對稱設(shè)有隔墻，在隔墻上開有若干個(gè)向上傾斜的泄鋼孔，且泄鋼孔不在同一條直線上，每個(gè)泄鋼孔都有一定的方向性。該現(xiàn)有技術(shù)通過對中間罐內(nèi)鋼水流場、溫度場的優(yōu)化，在中間罐內(nèi)形成一個(gè)鋼液循環(huán)回流區(qū)，以減少鋼中夾雜含量，提高鋼水的清潔度。
此外，現(xiàn)有技術(shù)中也有在中間包中采用擋壩及氬氣氣幕清除鋼水中雜質(zhì)的。例如在中國專利文獻(xiàn)CN2863314Y中公開的關(guān)于中間包吹氣擋壩，其中涉及到采用帶壓力氬氣穿過透氣磚在連鑄中間包內(nèi)形成吹氣擋壩以去除鋼水中雜質(zhì)的中間包吹氣擋壩裝置。
相同專利權(quán)人的中國專利文獻(xiàn)CN2863315Y中涉及一種湍流控制器，采用的是在控制器底部接入可吹注氬氣使通過其中的透氣磚的防湍流裝置。
但以上有關(guān)中間包專利技術(shù)仍然不能解決多流中間包鋼水同時(shí)到達(dá)內(nèi)外側(cè)水口的問題。也就不能根本解決多流中間包外側(cè)流易凍結(jié)，內(nèi)側(cè)流鑄坯多缺陷的問題。通過對五流中間包的數(shù)模計(jì)算結(jié)果表明，用湍流控制器和擋渣墻比僅用擋渣墻的中間包的鋼液流場有較大改善，死區(qū)體積減少，內(nèi)外側(cè)水口鋼水停留時(shí)間差別有減少，但仍然相差較大。王建軍教授等人所著《中間包冶金學(xué)》一書中也指出多流中間包難以通過同時(shí)設(shè)置擋渣墻、壩來解決內(nèi)外側(cè)水口鋼水停留時(shí)間均衡的問題。這是由于多流中間包的形狀結(jié)構(gòu)所決定的。多流中間包的注入流一般在中間包的中間，注入流和內(nèi)側(cè)水口間的距離短，而距外側(cè)水口的距離很長。各水口和注入流的水平距離相差甚大，所以各流的平均停留時(shí)間和停留時(shí)間分布也不然各不相同。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中事實(shí)上存在一種需求，期望能解決多流方坯中間包的注入流鋼水不能同時(shí)到達(dá)內(nèi)外側(cè)水口的問題，亦即使鋼水內(nèi)外側(cè)水口平均停留時(shí)間基本一致，并且停留時(shí)間有所延長。還期望中間包的鋼水死區(qū)體積盡量減小。還期望同時(shí)能使鋼液經(jīng)氣幕擋墻的氣洗，讓大顆粒夾雜物上浮進(jìn)入渣中，令中間包的冶金效果改善，提高所生產(chǎn)的鋼坯質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是多流以上鑄坯中間包注入流鋼水到達(dá)內(nèi)、外側(cè)水口平均停留時(shí)間差別太大和停留時(shí)間分布不合理的問題。本發(fā)明進(jìn)一步解決的技術(shù)問題是在解決上述技術(shù)問題的同時(shí)能夠進(jìn)一步提高去除鋼水中的雜質(zhì)的能力。
為解決本發(fā)明的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具有鋼水導(dǎo)分流裝置的中間包，包括對稱或非對稱形狀的槽形本體，和設(shè)置在本體底面上的水口，其特征為在所述槽形本體內(nèi)設(shè)置一個(gè)擋渣墻將所述內(nèi)槽分成注入流區(qū)和澆注區(qū)，所述注入流區(qū)處于槽形包內(nèi)，所述中包底面上的水口處于所述澆注區(qū)；在所述澆注區(qū)設(shè)置有聯(lián)接注入流區(qū)并向兩側(cè)水口延伸的導(dǎo)分流管；在所述擋渣墻上成型有連通所述注入流區(qū)與所述導(dǎo)分流管內(nèi)腔的通孔；在所述分流管側(cè)壁上成型有連通所述分流管內(nèi)腔與所述水口區(qū)其它區(qū)域的分流口。
所述注入流區(qū)由所述槽形中包一部分和所述擋渣墻構(gòu)成，接受自鋼包注入的鋼水。
每側(cè)所述導(dǎo)分流管上的所述分流口相間地對應(yīng)在每兩個(gè)水口之間設(shè)置。
對于設(shè)有偶數(shù)個(gè)所述水口中間包，在擋渣墻上開有不經(jīng)過所述導(dǎo)分流管，直接連通所述注入流區(qū)與所述澆注區(qū)的小孔。所述小孔為1～2個(gè)。
根據(jù)需要，所述導(dǎo)分流管可由可拆分的多節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)分流管部件所組成，所述可拆分的多節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)分流管部件是由與該擋渣墻鄰接的首段，中間聯(lián)接段，帶分流口的中間段和帶分流口的末段等組成。它們有一致呈平行四邊形的橫截面內(nèi)孔，并且相互之間具有相配合的端面接口。
所述注入流區(qū)內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)湍流控制器。
所述湍流控制器具有圍合的側(cè)壁，在所述湍流控制器底面上設(shè)置一系列長條狀、頂面為弧形的突起，長條方向與鋼水流向相交。
本發(fā)明的中間包還包括有與該導(dǎo)分流管的各分流口對應(yīng)相接的氣幕擋墻。
所述氣幕擋墻大體呈Y型的三叉式，其中所述Y型頂部雙叉端部抵靠到所述導(dǎo)分流管相應(yīng)的分流口上，以構(gòu)成一個(gè)局部封閉區(qū)，與該雙叉的兩端部相對的底部一叉上成型有與外部氣源相接的連接孔。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比由于在多流中間包注入流區(qū)設(shè)置湍流控制器和擋渣墻。使得湍流控制器耗散掉注入流的大部分能量，減少鋼液擾動，形成紊流，避免卷帶鋼渣和氣體進(jìn)入澆注區(qū)；擋渣墻將注入流區(qū)頂層的鋼渣擋著不能進(jìn)入澆注區(qū)，即使注入流區(qū)鋼液面超過溢流液面，其頂層渣也只能通過溢流嘴排出到中包外而不進(jìn)入澆注區(qū)。擋渣墻使注入流區(qū)鋼液能通過導(dǎo)分流管流出，使鋼液基本同時(shí)分送到內(nèi)外側(cè)水口。偶數(shù)多流中間包的擋墻正面開1～2個(gè)小孔，活躍鋼液，減少死區(qū)。導(dǎo)分流管各個(gè)分流口處布置三叉式氣幕擋墻，氣幕擋墻兩叉口和導(dǎo)分流管抵死，形成一個(gè)局部封閉區(qū)，延長了鋼液到達(dá)水口的停留時(shí)間；三叉式氣幕擋墻噴出氣體幕是封閉或半封閉的，由導(dǎo)分流口流出的鋼水都要經(jīng)過氣洗，沒有死角，鋼液中較大顆粒的夾雜物都能充分上浮進(jìn)入渣中。因此，采用此種導(dǎo)分流技術(shù)配合三叉氣幕擋墻的多流中間包，其冶金效果能達(dá)到理想的程度。


圖1為按本發(fā)明優(yōu)選實(shí)例的具有鋼水導(dǎo)分流裝置的中間包的俯視示意圖，圖2a是用于表示圖1中擋渣墻的正視圖，圖2b是用于表示圖1中擋渣墻的俯視圖，圖3a是用以表示圖1中的導(dǎo)分流管的示意圖，它是沿圖1中左邊一側(cè)正對分流口32的水平方向的視圖；圖3b沿圖3a中箭頭方向的剖視圖，以顯示分流口的截面形狀；圖4a是用以表示圖1中的三叉式氣幕擋墻的俯視圖；圖4b是沿該圖4a局部俯視圖的水平方向的一幅放大了的局部視圖；圖5a是用以表示圖1中的湍流控制器的俯視圖；圖5b是圖5a中沿中間線箭頭方向的剖面圖。
圖中的附圖標(biāo)記表示為1-中間包的本體，2-水口，3-注入流區(qū)，4-澆注區(qū)，10-湍流控制器，20-擋渣墻，21-擋渣墻的小孔，202、203-擋渣墻的側(cè)壁，204-通孔，30-導(dǎo)分流管，31-導(dǎo)分流管的端面接口，32-分流口，33-導(dǎo)分流管的內(nèi)孔，40-氣幕擋墻，101-湍流控制器的口部，102-湍流控制器底部的突起，301-導(dǎo)分流管的首段，302-導(dǎo)分流管的中間聯(lián)接段，303-導(dǎo)分流管的帶有分流口的中間段，304-導(dǎo)分流管的末段，401、402-氣幕擋墻墻體的兩端部，404-連接孔。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見本發(fā)明的附圖并結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的具有鋼水導(dǎo)分流裝置的中間包做更為詳細(xì)的說明。
如圖1中所示，為例舉的本發(fā)明的一個(gè)具有4個(gè)分流口的鋼水導(dǎo)分流裝置的中間包。圖1中顯示為該中間包的俯視示意圖。包括對稱形狀的槽形本體1，和設(shè)置在本體1底面上的水口2，其中在所述槽形本體1內(nèi)槽的中部設(shè)置一個(gè)擋渣墻20將所述內(nèi)槽分成注入流區(qū)3和澆注區(qū)4，所述注入流區(qū)3處于所述內(nèi)槽中部，所述本體1底面上的水口2處于所述澆注區(qū)4；在所述澆注區(qū)4設(shè)置有鄰接所述擋渣墻20并向兩側(cè)延伸的導(dǎo)分流管30；在所述擋渣墻20上成型有連通所述注入流區(qū)3與所述導(dǎo)分流管30內(nèi)腔的通孔204；在所述導(dǎo)分流管30側(cè)壁上成型有連通所述導(dǎo)分流管30內(nèi)腔與所述澆注區(qū)4其它區(qū)域的分流口32。每側(cè)所述導(dǎo)分流管30上的所述分流口32相間地對應(yīng)在每兩個(gè)水口2之間設(shè)置。也就是說，對于三、四流方坯中間包，每側(cè)的所述導(dǎo)分流管30僅需在內(nèi)外側(cè)之間設(shè)一個(gè)所述分流口32；而對于五、六流方坯中間包，每側(cè)的所述導(dǎo)分流管30需設(shè)置兩個(gè)所述分流口32，兩所述分流口32位置分別在內(nèi)側(cè)第一水口與內(nèi)側(cè)第二水口之間和內(nèi)側(cè)第二水口(二)與外側(cè)水口之間；以此類推。不言而喻，本體1內(nèi)周凡與鋼水直接接觸處都鋪設(shè)有耐高溫的耐火材料。
所述注入流區(qū)3由所述槽形本體1中部向外凸出的側(cè)壁和連接該凸出部分的側(cè)壁的所述擋渣墻20構(gòu)成，其中所述擋渣墻20具有向內(nèi)彎折的側(cè)壁202，203(見圖2a和圖2b)；所述通孔204按需要自內(nèi)向外設(shè)置在所述擋渣墻20的側(cè)壁202，203上的，它們是上游鋼水流向?qū)Х至鞴?0的通道。所述擋渣墻20的高度高出中間包溢流液面，本實(shí)施例中所述槽形本體1中部向外凸出的側(cè)壁高度被設(shè)計(jì)為預(yù)定的所述溢流液面。所述擋渣墻20高出所述溢流液面的高度設(shè)計(jì)為30～50毫米之間比較合適。在擋渣墻20上開有不經(jīng)過所述導(dǎo)分流管30，直接連通所述注入流區(qū)3與所述水口區(qū)4的小孔21。擋渣墻20的作用除了把注入流帶入的絕大部分鋼渣擋在注入流區(qū)3內(nèi)，另外還僅通過和導(dǎo)分流管30相連接的通孔204把注入流鋼水基本同時(shí)分送到各個(gè)水口2。對于本實(shí)施例的偶數(shù)多流方坯中間包的擋渣墻20，正面的小孔21，起到活躍兩內(nèi)側(cè)流之間的鋼水，用以改善此處的流場。
所述導(dǎo)分流管30可以是、但不必一定是由可拆分的多節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)分流管30所組成的。采用可拆分的多節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)分流管30可以以相同的標(biāo)準(zhǔn)部件按需求組配連成多流鋼水導(dǎo)分流管，例如是3，4，5流等的多流導(dǎo)分流配置。
圖3a中所示的是一種適用于六流鋼水的導(dǎo)分流管30配置的示意圖，它包括了可拆分的多節(jié)構(gòu)件的最基本的構(gòu)成元件。圖3b是沿圖1中正對分流口32的水平方向的一幅示意性視圖。
這里的可拆分的多節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)分流管30是由與該擋渣墻20相鄰接的一個(gè)首段301；特別適于調(diào)整變化長度的中間聯(lián)接段302；帶有分流口的中間段303和帶分流口的具有封閉末端的末段304組成。如在圖3b中可以清楚看到的，它們具有大體一致的呈平行四邊形的橫截面內(nèi)孔33，還有示意性表示的它們之間連接處相配合的端面接口31。這種連接處相配合的端面接口31可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何適用的方式。
另外，注入流區(qū)3內(nèi)還可以設(shè)置有一個(gè)湍流控制器10。本發(fā)明的湍流控制器10具有圍合的側(cè)壁，在所述側(cè)壁上緣設(shè)置有水平向內(nèi)收縮延伸的口部101(見圖5a和圖5b)，和設(shè)置在底面上的一系列長條狀、頂面為圓弧狀的突起102。這種水平向內(nèi)收縮延伸的口部101，在澆鋼過程中對內(nèi)外鋼水流動和/或攪動起到阻尼的作用。而底面上的一系列突起102，也有對鋼水運(yùn)動橫向阻尼的作用，還可一定程度地增加底面的強(qiáng)度。圖5a中示出的是一種矩形結(jié)構(gòu)的示例，當(dāng)然它也可以是其它任何適用的形狀。
中間包中還包括有與該導(dǎo)分流管30的各分流口32各個(gè)對應(yīng)相接的三叉式氣幕擋墻40。即如圖4中表示的，三叉式氣幕擋墻40大體呈Y型(見圖4a)。頂部雙叉的兩端部401，402抵靠到所述導(dǎo)分流管30相應(yīng)的分流口32附近的所述導(dǎo)分流管30的側(cè)壁外側(cè)上，以構(gòu)成一個(gè)封閉的隔離區(qū)。與該雙叉的兩端部401，402相對的底部一叉上作有與外部氣源相接的連接孔404。運(yùn)行時(shí)，在該封閉的隔離區(qū)的周圍會形成一個(gè)氬氣氣流的帷幕擋墻。經(jīng)由導(dǎo)分流裝置的自分流口32流出的鋼液，再經(jīng)氣幕擋墻氬氣幕的氣洗，則可使大顆粒的夾雜物上浮進(jìn)入渣中，遂使中間包的冶金效果提高，令所生產(chǎn)的鋼坯質(zhì)量得以改進(jìn)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參照以單個(gè)示例及可選擇的結(jié)合的各種特點(diǎn)作了描述，但本發(fā)明不局限于所作描述的具體舉例。不言而喻，為實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的、為適應(yīng)實(shí)際情況對敘述所作的諸多修改包括在此所作的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有鋼水導(dǎo)分流裝置的中間包，包括對稱形狀或非對稱的槽形本體1，和本體(1)底面上的水口(2)，其特征為在所述槽形本體(1)內(nèi)設(shè)置本體(1)，一個(gè)擋渣墻20將所述內(nèi)槽分成注入流區(qū)(3)和澆注區(qū)(4)，所述注入流區(qū)(3)處于所述內(nèi)槽中，所述本體(1)底面上的水口(2)處于所述澆注區(qū)(4)；在所述澆注區(qū)(4)設(shè)置有連接所述注入流區(qū)(3)并向兩側(cè)延伸的導(dǎo)分流管(30)；在所述擋渣墻(20)上成型有連通所述注入流區(qū)(3)與所述導(dǎo)分流管(30)內(nèi)腔的通孔(204)；在所述導(dǎo)分流管(30)側(cè)壁上成型有連通所述導(dǎo)分流管(30)內(nèi)腔與所述澆注區(qū)(4)其它區(qū)域的分流口(32)。
2.按權(quán)利要求1的中間包，其特征為所述注入流區(qū)(3)由所述槽形本體(1)中部向外凸出的側(cè)壁和連接該凸出部分的側(cè)壁的所述擋渣墻(20)構(gòu)成，其中所述擋渣墻(20)具有向內(nèi)彎折的側(cè)壁(202，203)；所述通孔(204)按需要自內(nèi)向外向上傾斜地設(shè)置在所述擋渣墻(20)的側(cè)壁(202，203)上。
3.按權(quán)利要求1的中間包，其特征為每側(cè)所述導(dǎo)分流管(30)上的所述分流口(32)相間地對應(yīng)在每兩個(gè)水口(2)之間設(shè)置。
4.按權(quán)利要求1的中間包，其特征為對于設(shè)有偶數(shù)個(gè)所述水口(2)的中間包，在擋渣墻(20)上開有不經(jīng)過所述導(dǎo)分流管(30)，直接連通所述注入流區(qū)(3)與所述澆注區(qū)(4)的小孔(21)。
5.按權(quán)利要求4的中間包，其特征為所述小孔(21)為1～5個(gè)。
6.按權(quán)利要求1的中間包，其特征為其中所述導(dǎo)分流管(30)是由可拆分的多節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)分流管(30)部件所組成，所述可拆分的多節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)分流管(30)是由與該擋渣墻(20)鄰接的首段(301)，中間段(302)，帶分流口(32)的中聯(lián)接間段(303)和帶分流口(32)的末段(304)等組成。
7.按權(quán)利要求6的中間包，其特征為所述首段(301)，中間聯(lián)接段(302)，帶分流口的中間段(303)和帶分流口的末段(304)有一致的橫截面內(nèi)孔，并且相互之間具有相配合的端面接口。
8.按權(quán)利要求1的中間包，其特征為其中所述注入流區(qū)(3)內(nèi)鋼水沖擊部位還設(shè)置有一個(gè)湍流控制器(10)。
9.按權(quán)利要求8的中間包，其特征為所述湍流控制器(10)具有圍合的側(cè)壁，在所述側(cè)壁上緣設(shè)置有水平向內(nèi)收縮延伸的口部(101)，在所述湍流控制器(10)底面上設(shè)置一系列長條狀、頂面為圓弧面的突起(102)。
10.按權(quán)利要求1至9中任意之一的中間包，其特征為其中還包括有與該導(dǎo)分流管(30)的各分流口(32)各個(gè)對應(yīng)相接的氣幕擋墻。
11.按權(quán)利要求10的中間包，其特征為所述氣幕擋墻大體呈Y型的三叉式，其中所述Y型頂部雙叉端部(401，402)抵靠到所述導(dǎo)分流管(30)相應(yīng)的分流口(32)上，以構(gòu)成一個(gè)局部封閉區(qū)，與該雙叉的兩端部(401，402)相對的底部一叉上成型有與外部氣源相接的連接孔(404)。
全文摘要
具有鋼水導(dǎo)分流裝置的中間包，由本體，設(shè)置在本體底面上的水口等組成，還包括將本體分隔成注入流區(qū)及澆注區(qū)的一個(gè)擋渣墻；與擋渣墻相毗鄰的向側(cè)向延伸的導(dǎo)分流管。擋渣墻具有向內(nèi)彎折的側(cè)壁；其壁上作有傾斜的通孔。導(dǎo)分流管由可拆分的多節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)分流管部件組成，用以形成相應(yīng)的多流鋼水導(dǎo)分流配置。導(dǎo)分流管部件由與擋渣墻鄰接的首段，中間段，帶分流口的中間段和帶分流口的末段組成，它們有內(nèi)孔和相配合的端面接口。還可設(shè)置湍流控制器。中間包有與導(dǎo)分流管的各分流口各個(gè)對應(yīng)相接的三叉式氣幕擋墻，頂部雙叉的兩端部抵靠到相應(yīng)的分流口上構(gòu)成一個(gè)封閉隔離區(qū)，與雙叉的兩端部相對的底部一叉作有與外部氣源相接的連接孔。
文檔編號B22D37/00GK101028650SQ20071009728
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者賀中央, 姚煥民, 張偉, 樊浩勇, 王永輝, 傅東強(qiáng), 謝珍寶 申請人:濮陽濮耐高溫材料有限公司