一种减少涡流卷渣的转炉出钢口的制作方法

本实用新型属于转炉炼钢技术领域，具体涉及一种减少涡流卷渣的转炉出钢口。

背景技术：

转炉炼钢是当今世界上最主要的炼钢方法，其钢产量占世界钢总产量的65%以上。随着市场对高品质钢如汽车板、高级船板、电工钢、不锈钢等的需求的日益增加，对转炉炼钢的钢水洁净度要求也越来越高。在转炉炼钢末期，将钢水从转炉倾倒入钢包的过程中，钢渣也会伴随着钢液一起流入钢包内（即转炉出钢下渣），影响钢水的洁净度。

转炉出钢下渣主要是由于涡流引起的旋涡，约占总下渣量的60%，在转炉出钢过程中，钢渣漂浮在钢水液面上，随着钢水液面的下降，在液面逐渐形成旋涡，并逐渐发展至贯穿整个出钢口，造成涡流卷渣现象。

因此有必要设计一种减少涡流卷渣的转炉出钢口，以克服上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种转炉出钢口，可减少涡流卷渣，减少转炉出钢下渣量，提高钢水的洁净度。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：

本实用新型提供一种减少涡流卷渣的转炉出钢口，所述出钢口包括壳体和贯穿壳体的内腔；所述内腔的横截面为带圆角过渡的矩形；所述钢水入口面积与钢水出口面积相同。

进一步地，所述内腔矩形截面的长边为短边的2.5～3倍。

进一步地，所述圆角半径为短边的1/10及以下。

进一步地，所述圆角半径为35～55mm。

本实用新型相比现有技术具有以下有益效果：

1、本实用新型当出钢口的面积一定时，矩形截面的水力直径明显小于圆形截面，长宽比越大，水力直径越小，而根据计算流体力学的分析，在出口面积相同的情况下，出口的流量是基本一致的，而相对比传统的圆形出钢口，矩形出钢口确实能有效减小出钢过程旋涡的尺度，减少涡流卷渣。

2、将出钢口内腔截面设置为带圆角过渡的矩形。引入圆角过渡是为了减少角部的局部过热，圆角相对尺寸较小，对水力直径和流量的影响可以忽略。

附图说明

图1 为本实用新型实施例提供的转炉出钢口的轴测图；

图2 为本实用新型实施例提供的转炉出钢口的侧视图；

图中所示：1、出钢口，2、壳体， 3、内腔，4、圆角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1和图2所述，一种减少涡流卷渣的转炉出钢口，所述出钢口1包括壳体2和贯穿壳体的内腔3；所述内腔3的横截面为带圆角过渡的矩形；所述钢水入口面积与钢水出口面积相同。

出钢口的水力直径对旋涡的尺度有较大影响，一般的，水力直径越大，出钢过程中产生的旋涡就越大。传统出钢口内腔横截面为圆形，其水力直径为其直径，在同等出钢流量下，减小水力直径，能有效减小出钢过程中旋涡的尺度，从而减少涡流卷渣。

下面根据模型来具体的作出分析，假设给定出钢口截面面积为S,假定矩形截面的长度为a，宽度为b,其水力直径H_r=2ab/(a+b)。同等面积圆形截面的水力直径为，令，可以证明，，当a=b（截面为正方形）时，，长宽比越大，越小。可见，面积一定时，矩形截面的水力直径明显小于圆形截面，长宽比越大，水力直径越小，虽然理论上长宽比越大越好，但是在实际的应用过程中，由于安装的限制，我们一般选择内腔矩形截面的长边为短边的1.5倍至3倍，出钢口内径矩形截面的选择主要由出钢时间和出钢容量来确定。而根据计算流体力学的分析，在出口面积相同的情况下，出口的流量是基本一致的，而相对比传统的圆形出钢口，矩形出钢口确实能有效减小出钢过程旋涡的尺度，减少涡流卷渣。

本实用新型将出钢口内腔截面设置为带圆角过渡的矩形。引入圆角过渡是为了减少角部的局部过热，圆角相对尺寸较小，对水力直径和流量的影响可以忽略。本实用新型的中所述圆角半径为短边的1/10及以下，本实施例中圆角的半径为35～55mm。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。