一种连铸中间包湍流器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种连铸中间包湍流器，所述湍流器的外部结构为八棱柱体(1)，其八个柱面上间隔分布着三个凸台(2)；所述湍流器的内部为空腔，所述空腔的内侧面为旋转抛物面(3)，所述空腔的内侧壁上均匀分布着八个导流孔(4)，所述空腔的底部为底部中心旋转抛物面(5)，沿所述底部中心旋转抛物面(5)的外侧均匀分布八个小抛物面(6)；本发明的湍流器具有增强冶金功能、防止漂浮和使用寿命长的优点。
【专利说明】一种连铸中间包湍流器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢铁冶金设备，尤其涉及一种连铸中间包湍流器。
【背景技术】
[0002]连铸中间包是钢包和结晶器中间的过渡装置，是钢水进入结晶器前的最后一环，对保证连铸坯的质量具有重要的意义。“中间包冶金”技术自20世纪80年代初期被提出以来，随着连铸技术的发展，其作用受到越来越多的注意，现已发展成为一门特殊的综合性炉外冶金技术。“中间包冶金”技术通过改善钢水流动条件，减少短路流动和死区的发生，改善流动方向和延长路径，为钢水中夹杂物的上浮提供有利的条件，从而保证浇注钢水的纯净度；可以有效防止浇注过程中钢水的二次污染，减轻钢水对耐火材料侵蚀，减少渣的卷入以及渣中不稳定氧化物的危害。在连铸中间包内安装控流装置是实现上述冶金功能的有效方法，通过安装合适结构的控流装置，可以起到稳定并优化中间包内钢水的流动状态，增加钢水在中间包内的停留时间，促进钢水中大颗粒夹杂物上浮分离，均匀钢水温度和成分、防止钢水二次氧化污染等冶金效果。
[0003]目前控流装置通常采用湍流器，为了化解钢水流入的高动能，湍流器内腔一般设计为下大上小的形状，在底部增加一个大空槽来限制钢水湍流；这种设计在一定程度上可以减弱注流区钢水的翻滚湍动，但是在稳定钢水流动及防止开浇喷溅方面，还有待提高；这种设计使湍流器器壁厚度不一，同时由于不同位置冲刷强度不一，造成湍流器不同部位使用寿命不一；而且在中间包使用初期及后期，热应力及冲刷破损容易造成湍流器漂浮而引发事故。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有连铸中间包湍流器存在的上述技术问题，从而提供一种增强冶金功能、防止漂浮和延长使用寿命的连铸中间包湍流器。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种连铸中间包湍流器，所述湍流器的外部结构为八棱柱体1，其八个柱面上间隔分布着三个凸台2 ;所述湍流器的内部为空腔，所述空腔的内侧面为旋转抛物面3，所述空腔的内侧壁上均匀分布着八个导流孔4，所述空腔的底部为底部中心旋转抛物面5，沿所述底部中心旋转抛物面5的外侧均匀分布八个小抛物面6。
[0007]上述技术方案中，所述三个凸台2的间隔方式为:在所述八棱柱体I的八个柱面中的任意选定一个柱面，在这个柱面上设置第一个凸台，沿顺时针方向间隔两个柱面设置第二个凸台，再间隔一个柱面设置第三个凸台。
[0008]上述技术方案中，所述旋转抛物面3的抛物线的顶点位于所述空腔的底面上，抛物线方程为X = ky2(y彡O)，其中k取值范围为0.05?0.1。
[0009]上述技术方案中，八个所述导流孔4正对所述八棱柱体I的八个棱柱；每个所述导流孔4的中轴线均过所述空腔的底面圆圆心，每个所述导流孔4的中轴线与所述空腔的底面的夹角均为α，α取值范围为30°?60° ;八个所述导流孔4的孔径(Itl相同，(Itl的取值范围为3cm?8cm。
[0010]上述技术方案中，根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，所述底部中心旋转抛物面5的抛物线方程为y = -kx2，其中k取值范围为0.05?0.1 ;所述底部中心旋转抛物面5在所述空腔的底面投影圆的直径Cl1取值范围为20cm?30cm。
[0011]上述技术方案中，根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，八个所述小抛物面6的大小相同，其抛物线方程均为y = -kx2，其中k取值范围为0.05?0.1 ;相邻的两个所述小抛物面6不相交。
[0012]上述技术方案中，根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，八个所述小抛物面6在所述空腔的底面投影圆的圆心均在底面八边形的过八边形中心点的对角线上，八个所述小抛物面6在所述空腔的底面投影圆的直径d2取值范围为1cm?15cm。
[0013]上述技术方案中，八个所述小抛物面6在所述空腔的底面的投影圆与所述底部中心旋转抛物面5在底面的投影圆相切，同时与所述空腔的底面圆相切。
[0014]本发明的优点在于:
[0015]1、本发明的湍流器采用八棱柱体结构，可以保证冲刷部位的耐火材料厚度，提高湍流器整体寿命；
[0016]2、本发明的湍流器外部底部间隔设有凸台，可以固定湍流器，防止湍流器漂浮；
[0017]3、本发明的湍流器内部底部中心为旋转抛物面，可以化解钢水开浇时造成的高冲击动能；
[0018]4、本发明的湍流器采用抛物面内腔，底部中心为大抛物面，外围为小抛物面，可以有效延长钢水滞留时间，三者结合非常有利于钢水在内腔内折射、回流、翻转循环，减少湍流和喷射，使钢液平稳溢出；
[0019]5、本发明的湍流器的内腔壁上设有导流孔，在钢水稳定溢出时，可以减少钢水折射和回流对湍流器入口的冲刷，提高了湍流器的寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的一种连铸中间包湍流器的俯视图；
[0021 ] 图2为图1的A-A剖视图。
[0022]附图标记
[0023]1、八棱柱体2、凸台3、旋转抛物面
[0024]4、导流孔 5、底部中心旋转抛物面6、小抛物面
【具体实施方式】
[0025]现结合附图对本发明作进一步的描述。
[0026]本发明提供了一种连铸中间包湍流器，其安装在钢包长水口下，中间包内。如图1所示，所述湍流器的外部结构为八棱柱体1，其八个柱面上间隔分布着三个凸台2，间隔方式为:在八棱柱体I的八个柱面中的任意选定一个柱面，在这个柱面上设置第一个凸台，沿顺时针方向间隔两个柱面设置第二个凸台，再间隔一个柱面设置第三个凸台；三个凸台2在中间包砌筑时砌入中间包底部，能有效地固定所述湍流器，在中间包使用初期防止所述湍流器发生漂浮；并在中间包使用后期保证所述湍流器磨损后不产生漂浮。
[0027]如图1和图2所示，所述湍流器的内部为空腔，所述空腔的内侧面为旋转抛物面3，所述空腔的内侧壁上均匀分布着八个导流孔4 ;所述空腔的底部为底部中心旋转抛物面5，沿所述底部中心旋转抛物面5的外侧均匀分布八个小抛物面6。
[0028]所述旋转抛物面3的抛物线顶点位于所述空腔的底面上，抛物线方程为X =ky2(y彡O)，其中k取值范围为0.05?0.1。
[0029]八个所述导流孔4正对所述八棱柱体I的八个棱柱，每个所述导流孔4的中轴线均过所述空腔的底面圆的圆心，每个所述导流孔4的中轴线与所述空腔的底面的夹角均为α，α取值范围为30°?60° ;八个所述导流孔4的孔径(Itl相同，d0的取值范围为3cm?8cm。
[0030]在所述湍流器的使用过程中，钢水侵蚀所述导流孔4处耐火材料的速度比侵蚀所述湍流器内部的其他部位的耐火材料的速度快，考虑到所述八棱柱体I的八个棱柱位置处的耐火材料厚度大，因此将所述导流孔4放置于所述八棱柱体I的棱柱处，可以保证所述湍流器内部各处使用寿命均等，由此提高所述湍流器整体寿命。
[0031]所述底部中心旋转抛物面5的抛物线方程为y = _kx2，其中k取值范围为0.05?0.1 ;所述底部中心旋转抛物面5在所述空腔的底面投影圆的直径Cl1取值范围为20cm?30cm。当钢水由湍流器入口流入湍流器内部时，所述底部中心旋转抛物面5能有效化解钢水开浇时造成的高冲击动能。
[0032]八个所述小抛物面6的大小相同，其抛物线方程均为y = _kx2，其中k取值范围为0.05?0.1，相邻的两个所述小抛物面6不相交；八个所述小抛物面6在所述空腔的底面的投影圆圆心均在底面八边形的过八边形中心点的对角线上，八个所述小抛物面6在所述空腔的底面的投影圆的直径d2取值范围为1cm?15cm ;八个所述小抛物面6在所述空腔的底面的投影圆与所述底部中心旋转抛物面5在所述空腔的底面的投影圆相切，同时与所述空腔的底面圆相切。
[0033]所述湍流器的空腔内的旋转抛物面3和底部的八个小抛物面6能有效限制钢水湍流，增加钢水停留时间，利于钢水中夹杂物的上浮。
【权利要求】
1.一种连铸中间包湍流器，其特征在于，所述湍流器的外部结构为八棱柱体(1)，其八个柱面上间隔分布着三个凸台(2);所述湍流器的内部为空腔，所述空腔的内侧面为旋转抛物面(3)，所述空腔的内侧壁上均匀分布着八个导流孔(4)，所述空腔的底部为底部中心旋转抛物面(5)，沿所述底部中心旋转抛物面(5)的外侧均匀分布八个小抛物面(6)。
2.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，所述三个凸台(2)的间隔方式为:在所述八棱柱体(I)的八个柱面中的任意选定一个柱面，在这个柱面的上设置第一个凸台，沿顺时针方向间隔两个柱面上设置第二个凸台，再间隔一个柱面设置第三个凸台。
3.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，所述旋转抛物面(3)的抛物线的顶点位于所述空腔的底面上，抛物线方程为X = ky2(y彡O)，其中k取值范围为0.050.1 ο
4.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，八个所述导流孔(4)正对所述八棱柱体(I)的八个棱柱；每个所述导流孔(4)的中轴线均过所述空腔的底面圆圆心，每个所述导流孔(4)的中轴线与所述空腔的底面的夹角均为α，α取值范围为30°?60° ;八个所述导流孔⑷的孔径Cltl相同，d0的取值范围为3cm?8cm。
5.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，所述底部中心旋转抛物面(5)的抛物线方程为y = _kx2，其中k取值范围为0.05?0.1 ;所述底部中心旋转抛物面(5)在所述空腔的底面投影圆的直径Cl1取值范围为20cm?30cm。
6.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，八个所述小抛物面(6)的大小相同，其抛物线方程均为I = _kx2，其中k取值范围为0.05?0.1 ;相邻的两个所述小抛物面(6)不相交。
7.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，八个所述小抛物面(6)在所述空腔的底面投影圆的圆心均在底面八边形的过八边形中心点的对角线上，八个所述小抛物面(6)在所述空腔的底面投影圆的直径d2取值范围为1cm?15cm。
8.根据权利要求1所述的连铸中间包湍流器，其特征在于，八个所述小抛物面(6)在所述空腔的底面的投影圆与所述底部中心旋转抛物面(5)在底面的投影圆相切，同时与所述空腔的底面圆相切。
【文档编号】B22D11/106GK104325101SQ201410610522
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】王博, 张冠锋, 战东平, 刘美, 邱国兴, 张慧书, 唐磊, 张洋鹏, 姜周华 申请人:山东钢铁股份有限公司, 东北大学, 辽宁科技学院