專利名稱：中間包柱狀多支流過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬連鑄設(shè)備，尤其是連鑄中間包設(shè)備用的過濾器件。
背景技術(shù)：
中間包是鋼包與結(jié)晶器間的一個(gè)中間容器，作用是減壓、穩(wěn)流、除渣、儲(chǔ)鋼分流和 實(shí)現(xiàn)中間包冶金。隨著對(duì)鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，現(xiàn)代冶金對(duì)鋼水純凈度要求越來越 高。夾雜物作為獨(dú)立項(xiàng)存在于鋼中，破壞了鋼基體的連續(xù)性，加大了鋼中組織的不均勻性， 嚴(yán)重影響了鋼的各種性能，同時(shí)，鋼中夾雜物也容易引起連鑄坯與軋材缺陷，造成廢品。因 此，去除夾雜物、提高鋼水潔凈度是現(xiàn)代冶煉技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要目標(biāo)。中間包已不單單是 一個(gè)過渡容器了，而是力爭在中間包中進(jìn)一步去除夾雜物，防止鋼液的二次污染進(jìn)一步提 高鋼水的純凈度。為達(dá)到清潔鋼水的目的，從20世紀(jì)70年代起，冶金工作者就已開始研究通過在 中間包內(nèi)設(shè)置壩、堰、湍流控制器等控流裝置，來改變鋼水的流動(dòng)狀態(tài)，消除中間包內(nèi)的短 路流，延長鋼水在中間包內(nèi)的停留時(shí)間，促進(jìn)夾雜物的去除，最終達(dá)到提高鋼水潔凈度的目 的；到了 20世紀(jì)80年代，人們又在設(shè)置堰和壩的基礎(chǔ)上，開始了在中間包內(nèi)安裝導(dǎo)流隔墻、 過濾器等的研究，從而進(jìn)一步改變和優(yōu)化鋼水的流動(dòng)狀態(tài)，提高夾雜物的去除效果；20世 紀(jì)90年代后，向中間包內(nèi)吹氬，用惰性氣體攪拌鋼水，促進(jìn)鋼中微小顆粒夾雜的碰撞、長大 和上浮；到了 21世紀(jì)，各種各樣的鋼水控流裝置得到了廣泛的應(yīng)用。其中，在裝置方面，為 使中間包更充分地發(fā)揮去除雜質(zhì)的作用，前人發(fā)明了多種中間包過濾器并申請(qǐng)了專利。ZL200520043893.4公開了一種中間包過濾器，裝設(shè)于中間包內(nèi)的擋渣堰上；包 括，基板，裝設(shè)于中間包內(nèi)的擋渣堰上；過濾件，密排固定于基板上；過濾件呈等徑順列、等 徑錯(cuò)列、不等徑順列或不等徑錯(cuò)列，其片狀或柱狀結(jié)構(gòu)，截面形狀呈圓形、半圓形、凹弧形。 該裝置結(jié)構(gòu)多樣復(fù)雜加工不方便，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中存在不穩(wěn)定性。ZL99217243. 8公開了一種中間包過濾器，采用的是在四方錐臺(tái)型陶瓷上設(shè)有數(shù)排 貫穿孔洞，該孔洞以4-25°傾角向上且交錯(cuò)排列。但該裝置存在以下缺點(diǎn)①單位過濾體 比表面積較小，鋼液雜質(zhì)去除不理想；②鑲嵌在原有的中間包堰板上，在實(shí)際生產(chǎn)過程容易 被鋼水沖掉。ZL200720066540. 5公開了 一種中間包過濾器，包括基體，基體上設(shè)有若干帶有聚 渣小孔的異形通孔。該異形通孔在直通孔的正上方開有一小孔徑的聚渣小孔。該過濾器增 加了過濾孔吸附量，但是加工復(fù)雜，聚渣小孔易被堵塞。ZL200720305533. 6公開了一種多層過濾柱組合的中間包過濾器，采用底板上裝有 多根過濾柱，形成過濾柱組合件，多個(gè)過濾柱組合件上下疊合在一起形成多層過濾柱組合 件。該過濾器綜合考慮了金屬流動(dòng)性和雜質(zhì)去除效果，各方面都有所改進(jìn)，但是，該裝置結(jié) 構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，制作成本較高，在實(shí)際生產(chǎn)過程中容易被鋼水沖散層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種中間包柱狀多支流過濾器，該過濾器堅(jiān)固耐用不易被 鋼水沖掉，在實(shí)際生產(chǎn)過程中能將鋼包流向中間包的鋼液快速緩流，并能有效去除雜質(zhì)；該 柱狀多支流過濾器一方面在固定空間內(nèi)，最大限度地增加過濾器單位體積與鋼水接觸的比 表面積，提高夾雜物與過濾器碰撞的幾率，另一方面，大大改善了中間包內(nèi)鋼液的流動(dòng)形 態(tài)，有利于夾雜物上浮，從而凈化鋼水。為達(dá)到以上目的，本實(shí)驗(yàn)新型的技術(shù)方案為一種中間包柱狀多支流過濾器，包括 基板，其特征在于基板上設(shè)有多個(gè)過濾件，過濾件為漏斗式的管狀件，管狀件上口直徑大， 下口直徑小，底部封口，每個(gè)過濾件上設(shè)有交錯(cuò)排列的通孔。優(yōu)選的，上述基板厚度為20-30mm，管狀件上口直徑15_20mm，管狀件下口直徑 10_15mmo所述的過濾件上的通孔直徑為3-6mm。所述的管狀件可以是圓形或橢圓形。所述的過濾件上的通孔可以是圓形、、半圓形、橢圓形、菱形、三角形或多邊形。該過濾器用鋯質(zhì)增強(qiáng)的鈣鎂耐火材料制備，基板安置于中間包兩擋墻和中間包包 底之間，基板左右兩側(cè)鑲嵌在兩個(gè)擋墻中，過濾件最低端與中間包包底接觸。過濾原理如下當(dāng)鋼液經(jīng)長水口流向中間包時(shí)，首先經(jīng)過過濾器基板，這時(shí)鋼液第 一次分流。在過濾器基板上根據(jù)與長水口的距離遠(yuǎn)近又分主流區(qū)和緩流區(qū)，因?yàn)榭拷?地方的區(qū)域沒有任何阻礙直接流進(jìn)過濾件中，流量多而且流速快，所以為主流區(qū)；但是有 了小孔的緩沖作用流速小于長水口鋼液流速，再加上過濾件容量小，兩方面的因素作用促 使基板中間過濾件滿溢而鋼液流向周邊過濾件，這部分鋼液流速會(huì)慢一些成為所謂的緩流 區(qū)。第一次分流延長了鋼液在中間包的停留時(shí)間，使鋼液與基板碰撞后具有一定的反向速 度，有利于上浮的夾雜物被鋼液表面的保護(hù)渣吸附。當(dāng)鋼液流進(jìn)過濾件時(shí)，鋼液再一次被過濾件上的小孔細(xì)分。鋼液進(jìn)入過濾件后從 底部翻涌而上，緩沖了鋼液流動(dòng)，有利于內(nèi)管壁吸附鋼液夾雜物；通常情況下，細(xì)小的夾雜 物由于受到鋼液內(nèi)粘滯阻力的影響而很難上浮。經(jīng)管壁小孔流出后的細(xì)鋼流交錯(cuò)碰撞，一 方面鋼流懸空碰撞形成回流，促使鋼液中細(xì)小夾雜物與鋼液的分離；另一方面，鋼液流經(jīng)各 個(gè)過濾件時(shí)，在過濾件邊界形成層流，此時(shí)夾雜物流速減慢，被吸附在管件外壁。再者當(dāng)細(xì) 流鋼液沿管壁流下時(shí)，速度會(huì)減慢，由于鋼液與夾雜物速度差異較大，夾雜物更容易吸附在 管件下端，所以過濾件下端不設(shè)小孔是為了夾雜物更好的聚集和防止夾雜物阻塞小孔。本發(fā)明具有以下有益效果1、該過濾器的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了鋼液多次分流細(xì)化，改變鋼液在中間包內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)，促 使夾雜物與鋼液分離；2、鋼液被強(qiáng)制經(jīng)過該過濾器的柱狀結(jié)構(gòu)流動(dòng)，更有利于夾雜物聚集上浮而被中間 包覆蓋劑所吸附；3、過濾件小孔位置的設(shè)計(jì)，使夾雜物在無孔處聚集，不會(huì)造成鋼水通道堵塞；4、鋼液從管件內(nèi)流向管件外，在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了最大的鋼液與過濾器接觸的 比表面積，使過濾件的作用得到了最大發(fā)揮，大大提高了過濾效果；5、該過濾器穩(wěn)定了鋼液流速，延長了鋼液在中間包內(nèi)的停留時(shí)間；
6、該過濾器結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，便于安裝。基板鑲嵌在擋墻上，管件底部與包底 接觸，不易被鋼液沖掉，增強(qiáng)了過濾件的牢固性。


圖1為該中間包柱狀多支流過濾器的基板示意圖；圖2為過濾件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為過濾件的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為中間包柱狀多支流過濾器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為中間包柱狀多支流過濾器縱向剖視6為中間包柱狀多支流過濾器與擋墻的連接關(guān)系示意7為中間包柱狀多支流過濾器在中間包中的安裝結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式現(xiàn)通過下列實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。中間包柱狀多支流過濾器由厚度30mm的基板(圖1)和厚度5mm的過濾件(圖2) 過盈配合而成?；迳辖诲e(cuò)開出貫穿基板的錐形通孔與過濾件配合安裝，根據(jù)所選過濾件 的幾何結(jié)構(gòu)不同，基板上開的口型也不同，如圓形，橢圓形都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。過濾件為上粗下細(xì)的試管狀件，上口直徑20mm，下口為直徑15mm的半球狀，在過 濾件上平行分布多個(gè)直徑為3mm的圓形通孔，其他形狀的通孔，如半圓形、橢圓形、菱形、三 角形、多邊形或其它類似形狀，都可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)新型的目的?；宄叽鐬?510 X 710mm，根據(jù)中間包結(jié)構(gòu)尺寸的不同，基板尺寸也會(huì)隨之改變。 兩擋墻下方對(duì)稱設(shè)有溝槽(見圖6)，基板在長度方向上都留有一定的距離，以便安插到擋 墻溝槽里面，既安裝方便又緊固結(jié)合這樣就避免了過濾器在實(shí)際工作中被鋼水沖掉。過濾件高180mm，安裝完成后，過濾件的半圓形底點(diǎn)會(huì)和中間包底接觸，使過濾件 有了一個(gè)安全支撐，增加了過濾器的牢固性。根據(jù)不同中間包設(shè)計(jì)過濾件高度也會(huì)隨之改 變但是都會(huì)達(dá)到這樣一個(gè)目的。過濾件管壁上分布的通孔，也可以沿一定角度向上傾斜，這樣對(duì)鋼液更能起到一 個(gè)緩沖回流的作用，達(dá)到本發(fā)明的目的。如圖6所示，將結(jié)合好的擋墻和過濾器放入到中間包內(nèi)就可以使用了。這樣擋墻 和過濾器成為一個(gè)整體，更換起來也比較方便。
權(quán)利要求
1.一種中間包柱狀多支流過濾器，包括基板，其特征在于基板上設(shè)有多個(gè)過濾件，過 濾件為漏斗式的管狀件，管狀件上口直徑大，下口直徑小，底部封口，每個(gè)過濾件上設(shè)有交 錯(cuò)排列的通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包柱狀多支流過濾器，其特征在于所述基板厚度為 20-30_，管狀件上口直徑15-20_，管狀件下口直徑10-15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包柱狀多支流過濾器，其特征在于過濾件上的通孔直 徑為3_6mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包柱狀多支流過濾器，其特征在于所述的管狀件可以 是圓形或橢圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包柱狀多支流過濾器，其特征在于過濾件上的通孔可 以是圓形、、半圓形、橢圓形、菱形、三角形或多邊形。
全文摘要
一種中間包柱狀多支流過濾器，包括基板，其特征在于基板上設(shè)有多個(gè)過濾件，過濾件為漏斗式的管狀件，管狀件上口直徑大，下口直徑小，底部封口，每個(gè)過濾件上設(shè)有交錯(cuò)排列的通孔。該過濾器的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了鋼液多次分流細(xì)化，改變鋼液在中間包內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)，促使夾雜物與鋼液分離；更有利于夾雜物聚集上浮而被中間包覆蓋劑所吸附；基板鑲嵌在擋墻上，管件底部與包底接觸，不易被鋼液沖掉，增強(qiáng)了過濾件的牢固性。
文檔編號(hào)B22D11/119GK102000796SQ201010264388
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者呂霞, 王波, 許榮昌, 趙燕 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵股份有限公司