专利名称：金属液体夹杂物清洁器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炼钢连铸工艺，特别涉及金属液体夹杂物的清洁技术。
背景技术：
众所周知，钢中的非金属夹杂物以独立相存在，它们破坏了钢基体的连续性，造成了钢组织的不均匀性，而且它们的几何形状、化学成分、物理因素等不仅使钢的冷热加工性能和某些理化指标恶化，而且还降低钢的各项使用性能，如断裂韧性、薄板成形性、表面光洁度、耐腐蚀性、疲劳性能、焊接性能和切削性能等。除此之外，某些夹杂物，如Al2O3和CaS及稀土氧化物等还会影响钢液的浇注性能，如水口堵塞。钢中非金属夹杂物的数量，尺寸及其分布对钢材性能有严重影响，特别那些大颗粒＞10μm夹杂。在连铸开浇、换钢包前后、浇铸结束等连铸非稳态浇铸时，钢水液面波动大，拉速变化频繁，钢水的二次氧化及卷渣严重地影响钢水清洁度。在连铸稳态浇铸过程中，钢水中非金属夹杂物主要是钢包带入的夹杂物。
连铸中间包是现代炼钢厂必不可少的冶金容器，它上连钢包，下接结晶器，钢包中高温金属液体经中间包流入结晶器，然后凝固为合格铸坯。中间包作用是分离浇注钢液与钢包渣、缓冲和稳定钢流速度、减小钢流注入结晶器的冲击动量及对结晶器中初始凝固坯壳冲刷；中间包中钢液合理流动能促进钢液的温度均匀和非金属夹杂物的上浮。为了减少夹杂、净化钢液及提高钢的质量，当今国外在中间包上为钢液净化应用有许多技术，如扩大中间包、中间包内设挡板、隔墙和溢流堰、钢液过滤器和中间包底吹氩气等，以使钢液中非金属夹杂物上浮，净化钢液。以上这些技术在一定程度上降低了钢中夹杂物的含量，提高了钢水的洁净度，但在排除夹杂物的程度上都存在局限性。
发明内容
本实用新型的目的在于设计一个金属液体夹杂物清洁器，能基本清除大尺寸非金属夹杂物，如大颗粒(＞10μm)的脱氧产物、炉渣及耐火材料夹杂，特别是棉絮状夹杂物，可大大地提高金属液的纯净度，有利于稳定地生产优质、高附加值和低成本的金属产品。
为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是金属液体夹杂物清洁器，包括本体、电磁搅拌器，所述的本体被一隔离墙分割成第一容器、第二容器，其间设有通道将两容器连通；电磁搅拌器，环设于第一容器外端侧；进一步，还设有浸入式排出管，设置于第一容器内，其上端与钢包相连通。
所述的电磁搅拌器为行波电磁场搅拌器，给第一容器中的金属液体施加切线方向的电磁感应力，使液体金属作水平旋转运动。
所述的电磁搅拌器为圆弧形结构。
或，所述的电磁搅拌器的电磁线圈呈弧形排列。
又，所述的第一容器内底部设有冲击填块，该冲击填块为凹弧形；可防止金属注流对第一容器底部的冲刷外，还引导金属液体作旋转运动，避免金属液体未经净化，直接通过第一容器底部通道流入第二容器混合存放器。
所述的第二容器内设有导向坝，以避免流入第二容器混合存放中的金属液体未经混合直接流入结晶器外，还引导第二容器中金属液体作尽可能大的环流运动，金属液体不裸露，无卷渣现象，使第二容器混合存放中金属液体得到充分混合。
安装在金属液体夹杂物清洁器一端呈圆弧形的行波电磁场搅拌器施加给其内侧圆柱形第一容器中的金属液体较强的切线方向电磁感应力，推动金属液体作水平旋转运动。由于金属液体中非金属夹杂物与金属液体中金属质点的密度之差，当液体金属水平旋转时，金属液体中密度较小的非金属夹杂物会向熔体中部迁移，并在熔体中部发生相互碰撞，聚集长大，然后上浮到钢液面上。这些非金属夹杂物一部分被第一容器顶部的覆盖剂所吸收，进入第一容器覆盖剂；其余聚集第一容器内金属液体的旋转中心上部的非金属夹杂物，会吸附在金属液体浸入式排出管的外壁上，并随排出管从金属液体中拔出而被排除出金属液体。
经过搅拌净化后，金属液体通过第一容器底部的通道流入第二容器。在第二容器中得到充分混均后，液体金属流入到结晶器凝固成固体金属。
本实用新型能基本清除大尺寸非金属夹杂物，特别是棉絮状夹杂物。就炼钢而言，能清除钢中大颗粒＞10μm的脱氧产物、炉渣及耐火材料夹杂，大大地提高金属液的纯净度，有利于稳定地生产优质、高附加值和低成本的金属产品。
图1为本实用新型的结构剖视图。
图2为图1中A-A向的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型所述的金属液体夹杂物清洁器，包括本体1、电磁搅拌器3，所述的本体1被一隔离墙2分割成第一容器101、第二容器102，其间设有通道4将两容器101、102连通；电磁搅拌器3为圆弧形，环设于第一容器101外端侧；该电磁搅拌器3为行波电磁场搅拌器，电磁搅拌器3的电磁线圈31呈弧形排列；所述的第一容器101内底部设有冲击填块5，该冲击填块5为凹弧形，所述的第二容器102内设有导向坝6。
金属液体容器7中高温金属液体11，通过浸入式排出管8以轴对称方式流入圆柱型第一容器101；第一容器101中高温金属液体11在行波电磁场搅拌器3施加的沿第一容器101切线方向电磁感应力的作用下作水平旋转运动；当金属液体11旋转时，由于金属液体11中的非金属夹杂物12与金属液体11中金属质点的密度不同，密度较小的非金属夹杂物12向旋转中心移动；非金属夹杂物12在金属液体11中相互碰撞、聚集长大、上浮分离、排出金属液体11；其中一部分非金属夹杂物12被旋转容器覆盖剂所吸收，进入第一容器101覆盖剂，其余部分聚集在第一容器101内金属液体11的旋转中心上部，吸附在金属液体浸入式排出管8外壁上；当更新液体金属容器7时，与之相连的金属液浸入式排出管8也随之被拔出金属液体11，从而带走吸附在管壁四周的非金属夹杂物12；净化后的金属液体11通过第一容器101底部的通道4流向矩形第二容器102；金属液体11在第二容器102内得到充分混均后通过浸入式水口9流入结晶器10凝固成固体金属。
综上所述，在旋转搅拌区内金属液体在外加电磁场作用下，产生水平旋转运动。由于金属与非金属夹杂物夹杂密度差异，金属液体作水平旋转时，密度较低的非金属夹杂物就向旋转中心移动，在金属液体的旋转中心处发生相互碰撞，聚集长大，上浮排出钢液。应用该本实用新型能显著地提高金属液的纯净度。
权利要求1.金属液体夹杂物清洁器，包括本体，其特征在于，所述的本体被一隔离墙分割成第一容器、第二容器，其间设有通道将第一、第二容器连通；还设有电磁搅拌器，该电磁搅拌器环设于第一容器外端侧。
2.如权利要求1所述的金属液体夹杂物清洁器，其特征在于，还设有浸入式排出管，设置于第一容器内，其上端与钢包相连通。
3.如权利要求1所述的金属液体夹杂物清洁器，其特征在于，所述的第一容器为圆柱型。
4.如权利要求1所述的金属液体夹杂物清洁器，其特征在于，所述的电磁搅拌器为弧形结构。
5.如权利要求1或4所述的金属液体夹杂物清洁器，其特征在于，所述的电磁搅拌器的电磁线圈呈弧形排列。
6.如权利要求1或4所述的金属液体夹杂物清洁器，其特征在于，所述的电磁搅拌器为行波电磁场搅拌器。
7.如权利要求5所述的金属液体夹杂物清洁器，其特征在于，所述的电磁搅拌器为行波电磁场搅拌器。
8.如权利要求1或2或3所述的金属液体夹杂物清洁器，其特征在于，所述的第一容器内底部设有冲击填块。
9.如权利要求8所述的金属液体夹杂物清洁器，其特征在于，所述的冲击填块为凹弧形。
10.如权利要求1所述的金属液体夹杂物清洁器，其特征在于，所述的第二容器内设有导向坝。
专利摘要金属液体夹杂物清洁器，包括本体、电磁搅拌器；本体被一隔离墙分割成第一、第二容器，其间设有通道将两容器连通；电磁搅拌器环设于第一容器外端侧，给第一容器中的金属液体施加切线方向的电磁感应力，使液体金属作水平旋转运动，金属液体中的非金属夹杂物会向熔体中部迁移、聚集长大，然后上浮到钢液面上，被吸收入覆盖剂，其余吸附在浸入式排出管的外壁上，并随排出管拔出而排除；经过搅拌净化的金属液体流入第二容器，并最终流入到结晶器凝固成固体金属。本实用新型能基本清除大尺寸非金属夹杂物，如颗粒大于＞10μm的脱氧产物、炉渣及耐火材料夹杂，大大地提高金属液的纯净度，有利于稳定地生产优质、高附加值和低成本的金属产品。
文档编号B22D11/11GK2623382SQ0323056
公开日2004年7月7日 申请日期2003年4月22日 优先权日2003年4月22日
发明者张晓兵 申请人:宝钢集团上海第一钢铁有限公司