专利名称：连铸中间包防湍流冲击垫的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炼钢行业中为改善钢水质量而在连铸中间包内设置的附属部件，具体地指一种连铸中间包防湍流冲击垫。
背景技术：
炼钢行业中的连铸中间包在工作时，承受着大包开浇的熔融钢流巨大的热能和动能冲击，不仅会产生严重的钢渣飞溅现象，导致浇注区设备粘钢粘渣，缩短设备使用寿命，而且会发生严重的钢水湍流现象，无法确保钢水质量，同时也易烧伤浇钢操作工，很不安全。最初，绝大多数炼钢厂采取的对应防护措施都是在连铸中间包底部钢流冲击区安放一块平板式的抗冲击板，但这种抗冲击板仅仅是由耐火材料制成的平板，在连铸中间包内只能起到一般的耐冲击作用。近来，人们研制出了一种立体式的抗冲击板，它具有一个异形的耐火容器体，该耐火容器体的内表面由耐冲击的底部平面和自底部平面四周向上并向内按一定角度倾斜的侧壁组成，侧壁向上延伸形成熔融钢流的注入口，熔融钢流通过此口进入立体式抗冲击板中，经缓冲折射后再通过此口流入连铸中间包内。虽然该立体式抗冲击板在一定程度上缓解了大包开浇时熔融钢水的流速，改变了其流向，但熔融钢流冲击所产生的溅射依然时有发生，连铸中间包的冲击区仍然会形成很大的湍流，特别是拉速高时，湍流现象更为严重。这种连续性的急剧湍流存在着如下缺陷其一，容易冲破连铸中间包内的表面液渣层使钢渣卷入钢液内，并增大钢液与空气的接触表面积，导致钢液二次氧化加剧，钢水质量降低；其二，容易对连铸中间包的喷涂层即内衬造成严重的冲刷，不仅降低了内衬的使用寿命，而且还会将耐火材料卷入钢液内，导致钢水污染，纯度下降。
发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种能有效控制钢渣飞溅和钢水湍流、避免浇注区设备粘钢粘渣、提高钢水纯度、且可确保操作工人身安全的连铸中间包防湍流冲击垫。
为实现此目的，本实用新型所设计的连铸中间包防湍流冲击垫，具有一个安装在中间包底部大包钢流冲击区的耐火容器体，该耐火容器体用于容纳熔融钢水的内表面是由一个中间向上凸起的能耐钢水冲击的弧形内底面、一个自上述弧形内底面的周边向上向外再向内延伸所形成的凹球面、和一个自上述凹球面的上边缘垂直向上延伸至耐火容器体上表面所形成的内圆柱面依次圆滑连接而成的。
本实用新型的优点在于所设计冲击垫内表面的弧形内底面能有效地化解大包铸流钢水开浇时的冲击动能，围绕弧形内底面周边的环形凹球面能有效地延长钢水的滞留时间，而在凹球面上部口径较小的内圆柱面能有效地保持钢水平稳溢出，三者相结合非常有利于钢水在冲击垫内表面中折射、回流、翻转循环，从而消耗掉了钢水的绝大部分动能，减小了钢水溢出流入连铸中间包的速度。这样，既可减少钢水开浇时的飞溅、避免浇注区设备粘钢粘渣、确保安全生产和连铸作业正常，又可消除钢水的湍流，促进钢液中的夹杂物上浮分离，钢液液面平稳无波动，隔绝钢液与空气的接触，提高钢水的洁净度。
图1为一种连铸中间包防湍流冲击垫的结构示意图；图2为图1的B向结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步的详细描述图中所示的连铸中间包防湍流冲击垫，具有一个安装在中间包底部大包钢流冲击区的耐火容器体1。该耐火容器体1的形状为一六面体，其外表面包括六面侧壁8、开口上表面5和外底面6，其中相对的二面侧壁8底部设有小斜脚7，以便于冲击垫安装固定。该耐火容器体1用于容纳熔融钢水的内表面9由以下三部分依次圆滑连接组成一部分是中间向上凸起的能耐钢水冲击的弧形内底面2，它具有减少钢流冲击动能的作用；一部分是自弧形内底面2的周边向上向外再向内延伸所形成的凹球面3，它具有延长钢流滞留时间、消除湍流的作用；一部分是自凹球面3的上边缘垂直向上延伸至上表面5所形成的内圆柱面4，它具有稳定钢流的作用。在内表面9的凹球面3上还设有一对通向耐火容器体1外的分流孔10，分流孔10的作用有三点其一，可减少大包开浇时高速钢流与弧形内底面2冲撞后所产生的向上折射流股对凹球面3和内圆柱面4的冲刷，并降低钢液从开口处溢出的流速；其二，可减轻在内表面9有限空腔容积中所产生的钢渣乳化反应，提高钢水纯度，这在大包开浇时，液面低、熔渣较多的情况下尤为明显；其三，可在稳态条件下使小部分钢流经此分流孔10进入连铸中间包，有利于夹杂物上浮分离和钢液温度场的均匀分布。该分流孔10优选向上倾斜的设计，其与水平线的夹角在10～20°之间为宜，最好为15°，这样上述作用和效果更为优越。上述内表面9可设计呈近似椭圆体形状，该近似椭圆体与其长轴方向一致的一面由直线段9a至直线段9c构成，另一面由弧线段9b至弧线段9d构成，安装时其长轴与连铸中间包的纵轴平行。之所以这样设计，其目的在于顺应大包铸钢水开浇时的运动轨迹，更有利于钢水在内表面9中折射、回流、翻转循环，延长停留时间，使从内表面9开口流入连铸中间包的钢液更为匀速平稳，从而改变钢液在连铸中间包内温度场的分布，使其更加均匀合理，进而促进钢液中的夹杂物与其有效分离。通过对内表面9的水模试验和中试可知上述设计是优选的。
本实用新型工作时，熔融钢水21从大包注入连铸中间包底部的防湍流冲击垫，冲击到其内表面9的弧形内底面2，并在内表面9中沿凹球面3和内圆柱面4折射、回流、翻转(图中用折射线22、回流线23、翻转线24形象地表示出了钢水的运动轨迹)，通过钢水在内表面9中的循环流动，消耗掉钢流的动能，使其以较低的流速从内表面9上口溢出进入中间包，既无钢液飞溅，又无钢液湍流，且钢液液面平稳，夹杂物上浮分离顺利。经测试表明所得钢液中的氮氧含量降低，钢液纯度大幅提高，最终铸坯质量改善显著。
权利要求1.一种连铸中间包防湍流冲击垫，具有一个安装在中间包底部大包钢流冲击区的耐火容器体(1)，其特征在于该耐火容器体(1)用于容纳熔融钢水的内表面(9)是由一个中间向上凸起的能耐钢水冲击的弧形内底面(2)、一个自弧形内底面(2)的周边向上向外再向内延伸所形成的凹球面(3)、和一个自凹球面(3)的上边缘垂直向上延伸至耐火容器体(1)的上表面(5)所形成的内圆柱面(4)依次圆滑连接而成的。
2.根据权利要求1所述的连铸中间包防湍流冲击垫，其特征在于所说的内表面(9)的凹球面(3)上设有通向耐火容器体(1)外的分流孔(10)。
3.根据权利要求2所述的连铸中间包防湍流冲击垫，其特征在于所说的分流孔(10)向上倾斜与水平线的夹角为10～20°。
4.根据权利要求3所述的连铸中间包防湍流冲击垫，其特征在于所说的分流孔(10)向上倾斜与水平线的夹角为15°。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的连铸中间包防湍流冲击垫，其特征在于所说的内表面(9)近似椭圆体形状，该近似椭圆体与其长轴方向一致的一面由直线段(9a)至直线段(9c)构成，另一面由弧线段(9b)至弧线段(9d)构成。
专利摘要本实用新型公开了一种连铸中间包防湍流冲击垫，该冲击垫具有一个安装在中间包底部大包钢流冲击区的耐火容器体，此耐火容器体用于容纳熔融钢水的内表面是由一个中间向上凸起的能耐钢水冲击的弧形内底面、一个自上述弧形内底面的周边向上向外再向内延伸所形成的凹球面、和一个自上述凹球面的上边缘垂直向上延伸至耐火容器体上表面所形成的内圆柱面依次圆滑连接而成的。它能有效控制钢渣飞溅和钢水湍流、避免浇注区设备粘钢粘渣、提高钢水纯度、且可确保操作工人身安全。
文档编号B22D11/10GK2578013SQ0228418
公开日2003年10月8日 申请日期2002年11月14日 优先权日2002年11月14日
发明者高福铭, 杨焕祥, 吴永法, 彭树万 申请人:武汉钢实星源工业总公司