专利名称：降低或消除钢水漩涡用涡流阻尼器的制作方法
技术领域：
本发明创造属于冶金技术领域，特别涉及一种炼钢连铸所使用的降低或消除钢包内钢水漩涡的涡流阻尼器。
背景技术：
众所周知，炼钢连铸生产过程中，钢水是通过钢包、中间包、结晶器等设备凝固成钢坯，形成产品。高质量的钢坯来源于高质量的钢水，因此控制炉渣避免进入到钢水中是非常重要的。生产中，钢包内的钢水流入到中间包，再由中间包进入到结晶器凝固，操作时一旦发现漂浮在钢包钢液表面的钢渣随着钢水流出时则意味着钢水已经流净，需立即关闭滑动水口，然而在浇铸过程中当钢包或中间包内的钢水液面降低到一定程度之后，钢水就会出现旋涡，钢水流出的速度越快产生的漩涡就越大、越强。水模试验表明使用300吨的钢包，浇铸1700mm×230mm方坯，共2流，当拉速达到1.6m/min时，包内钢液液面降到400mm以下，包内流动的钢水就会出现漩涡。一旦出现旋涡，钢水与钢渣间的明显界面就将遭到破坏，部分钢渣将随着湍流的钢水提前流出，进入下方的中间包内。
目前防止钢包内的液渣进入中间包的主要措施是使用钢包下渣检测技术，即在生产设备上增设了钢包下渣检测系统，其工作原理是在线检测流动的钢水，当检测到钢水中出现渣液后，钢包的滑板即刻被关闭，移走钢包，包内的剩余液体就都成了废弃物被扔掉。有了钢包下渣检测以后，可以将进入到中间包的钢渣数量降低到足够低的程度，但带来的问题是钢水收得率降低，因为多数情况下检测系统检测到的液渣是由于漩涡作用下带入的，钢包内的钢水并非已经全部流出，此时确有一定数量的钢水仍然留在钢包之内，若同液渣一起倒入渣包内，钢水的收得率必然降低，从而造成一定的浪费。既要继续使用钢包下渣检测系统，保证液渣几乎不进入中间包，又要降低钢包及中间包残余钢水，保证冶炼好的钢水不被浪费，本发明的出发点就是力争避免浇铸时钢包内部产生漩涡，保持钢液和渣液间的明显分层。
发明内容
本项发明创造的目的在于要解决钢包钢水浇注到后期可能出现的液体漩涡致使液渣卷入到钢水之中的问题，最终目的是要提高钢水的收得率，降低连铸工序的生产成本。
本项发明创造是在现有钢包浇铸技术基础上，根据流体力学的原理，发明一种名为“旋涡阻尼器”的物体。
附图中，图1A为台体式涡流阻尼器示意图的主视图、图1B为对应图1A台体式涡流阻尼器示意图的俯视图，图2A为椎体式涡流阻尼器示意图的主视图、图2B为对应图2A椎体式涡流阻尼器示意图的俯视图，图3A为球体式涡流阻尼器示意图的主视图、图3B为对应图3A球体式涡流阻尼器示意图的俯视图；图4和图5分别是本实用新型的工作示意图，其中图4为漩涡产生之际漩流阻尼器的工作位置图，图5为钢水全部流出后漩流阻尼器的工作位置图；在附图中，1为漩流阻尼器本体、2为吊梁、3为钢包、4为钢水漩涡区。
图6、图7、图8为本实用新型的实施例，即作成的漩流阻尼器的立体效果图。
具体实施方式
如附图所示，本实用新型是用平均密度为3.5～5.0的抗侵蚀耐火材料制作成的台体(见图1A、图1B所示)、锥体(见图2A、图2B所示)或球体(见图3A、图3B所示)，具体形状尺寸可根据钢包及水口尺寸并经过水摸模拟试验的结果最终加以确定。另外，为了便于操作，在旋流阻尼器(台体、锥体或球体)的上部安有一吊梁2。
从水力模型角度出发，上述物体中的台体若作成规则(或不规则)多棱台体会有更好的效果，由于多棱体上边棱的存在，对于液体的旋转具有一定的阻尼作用。
如附图4所示，生产中当钢包3放到回转台以后，将发明的旋流阻尼器放入到钢包内，任由其自由浮动。如果遇到渣壳比较厚的时候，可以用机械的方式，推开渣层，将其放入其中，使之浮在钢水与钢渣之中，当浇注到后期即将出现漩涡时，在流体的作用下，该装置就会移动到水口可能出现的漩涡区4上方，从而有效阻止漩涡的产生。如附图5所示，当包内液面低到极限高度时漩流阻尼器将被吸入水口中，钢包水口自动关闭。
目前该项技术在某钢厂连铸钢包上保密使用，经水摸试验设计的旋涡阻尼器，该阻尼器为等边八面棱体。棱体上底面八边形的边长为125mm，下底八边形的边长为25mm，高为240mm，密度4.0。上部略呈球冠型，阻尼器是用镁质耐火材料制成，其形状如图6和图7所示。以年产钢水300万吨计，采用该装置后每炉钢可以提高钢水收得率1～2％以上。年至少可以节约钢水3万吨，价值人民币6000万元。
该项发明创造具有非常广阔的推广应用前景。首先是应用简单，几乎不增加新的设备；其次是成本低廉，由耐火材料作成的漩流阻尼器应用安全可靠；第三推广潜力巨大，除在钢包上应用外，同时还可推广到中间包上，使用者都将获得应有的效益。
权利要求1.一种降低或消除钢水漩涡用涡流阻尼器，其特征在于该阻尼器是一个利用平均密度为3.5-5.0抗侵蚀耐火材料制作的台体、锥体或球体，上部装有一个吊梁。
2.根据权利要求1所说的一种降低或消除钢水漩涡用涡流阻尼器，其特征是利用平均密度为3.5-5.0抗侵蚀耐火材料制作的台体为规则或不规则多棱台体。
专利摘要一种炼钢连铸所使用的降低或消除钢包内钢水漩涡的涡流阻尼器，其特征是该物体是一个利用平均密度为3.5－5.0抗侵蚀耐火材料制作的台体、锥体或球体，使用时将其投入到钢包中，可以阻止钢水漩涡的出现，阻止钢渣同钢水的混合，保证更多的纯净钢水流入到中间包和结晶器中，提高钢水收得率1－2％。
文档编号B22D11/10GK2738923SQ200320105648
公开日2005年11月9日 申请日期2003年11月28日 优先权日2003年11月28日
发明者孙中强, 于景坤, 王洪章 申请人:沈阳东北大学冶金技术研究所