专利名称：一种有防旋涡下渣装置的熔炼炉或容器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属冶炼与铸造领域，特别实用于钢铁生产时转炉出钢防下渣、大包浇注防止下渣和中间包浇注防止下渣等过程。
技术背景随着冶金工艺的进步，金属材料品种的迅速增加和质量的不断提高对钢水纯净度的要求越来越高，冶金过程中金属液与渣分离显得越来越重要。炼钢生产时，防止转炉下渣、防止大包下渣、防止中间包下渣成为钢铁生产的重要技术，国内外做了大量研发工作，由于覆盖于钢液表面的渣层在低液位时因形成汇流旋涡而被卷入钢水进入水口中，因此降低形成汇流旋涡的临界高度可以起到防止下渣的作用。
转炉出钢常规生产采用挡渣锥或挡渣球，有效果但工艺不稳定，近来国外开发了气动挡渣法，但是由于检测下渣的电磁传感元件因在高温下工作，容易损坏并且价格昂贵。至于大包下渣，大量工作在对下渣的检测上，国外开发了称重自动检测法、电磁检测法[1]、超声波检测法[2]、振动检测法[3]等下渣检测方法，如德国AMEPA公司的电磁检测装置已经推向市场获得成功应用。国内优质钢材的生产企业(如大多数特殊钢厂)和先进工艺的企业(如CSP生产线)均对大包防止下渣给予了高度重视，普遍采用大包留钢浇注操作，部分企业还重金引进大包下渣检测装置和技术，指导大包留钢操作。然而，迄今为止，提高钢水纯净度的办法仍然停留在牺牲钢水收得率上，即使是国外的下渣检测技术从根本上也回避了该问题，因此提高回收率很有限(0.2~0.6％)。中间包防止汇流旋涡技术技术更多，如新日铁广佃制铁所开发应用的浮游阀技术，控流、分渣双功能装置旋转阀、精确控制阀、旋转管阀RTV和双功能塞棒等，由于工艺复杂和成本原因，这些装置在国内生产中均未得到应用。
从熔炼炉到成型的工序过程中，金属往往需要经过几次钢/渣分离，有效地进行金属液与渣的分离意义重大。
发明内容
本实用新型的目的是发明一种有防旋涡下渣装置的熔炼炉或容器，其具有结构简单、成本低、旋涡形成的临界高度低等特点，可以避免覆盖在金属液表面的熔渣卷入，提高金属纯净度，便于后续工序的处理，降低生产成本，提高产品质量。
本实用新型中一种有防旋涡下渣装置的熔炼炉或容器，在熔炼炉或容器底部有一水口，在水口周围安装一个防旋涡下渣装置，该装置有至少两片与水口中心呈辐射状的旋涡抑制片，旋涡抑制片固定在熔炼炉或容器底部并伸出熔炼炉或容器底部。当金属液从水口流出达到较低液位时，形成汇流旋涡导致钢流卷渣卷气，抑制片的设置削弱了金属液流的旋转能量，使旋涡形成的临界高度显著降低，减少了下渣量。
本实用新型的另一种实现方案是上述的防旋涡下渣装置的旋涡抑制片可以与水口座砖成为一个整体。
本实用新型的又一种实现方案是上述的旋涡抑制片形状为板状、异形等。
本实用新型的另一种实现方案是上述的旋涡抑制片内可以安装透气元件。
本实用新型可以显著降低旋涡形成的临界高度，实现钢/渣分离，提高钢水纯净度。
与现有技术比较，本实用新型的主要优点有1)能显著降低汇流旋涡的临界高度，减少下渣，提高金属液纯净度，提高金属收得率，降低生产成本，提高产品质量；2)旋涡抑制装置加工制作简单；3)结构简单，易装易换，不影响现行工艺，使用成本低。
附图1为实用新型的构件工艺布置示意图。
附图2是本实用新型图1的A-A剖面图。
以下结合附图做进一步的详述。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型采用的结构熔炼炉或容器底部1有一水口3和金属出口4，容器或熔炼炉内金属液从底部金属出口4流出。
下面转向图2，从图中可以看出熔炼炉或容器底部1包括一块座砖5和供气装置6，座砖上端有两片或多片与水口3中心呈辐射状的旋涡抑制片2，旋涡抑制片可以安装透气装置6，整个装置坐落在水口3的周围，整个装置可以直接与熔炼炉或金属容器底部砌筑为整体，有座砖时可以与座砖5结为一整体装置，旋涡抑制片伸出熔炼炉或容器底部。当容器或熔炼炉内金属液从底部出口流出时，出口流场在旋涡抑制片的干扰下成为水平流场，大幅度减小了熔体的旋转速度，能有效抑制汇流旋涡，大大降低形成旋涡的临界高度，使得流出快要完了时覆盖在金属液表面的熔渣不会因旋涡带进下道工序。从而实现钢渣分离，保证了金属液的纯净度，不仅可以提高产品的品质，而且为下道工序的顺利进行打下基础。比如转炉减少下渣可以防止回磷、节省脱氧剂用量；钢包、中间包防止下渣可以减少连铸坯夹渣。
本实用新型的工作机理为尽管下渣的原因较多，但是最根本的是随着容器或熔炼炉内液位降低形成的汇流旋涡，汇流旋涡形成的巨大抽力将金属液覆盖渣吸进下道工序。该技术抓住汇流旋涡这一主要矛盾，对汇流旋涡临界高度影响因素进行分析，通过在水口周围设置旋涡抑制片，将旋转流场转变为水平流动，从而显著降低汇流旋涡的起始高度，避免浇注末期的下渣。
旋涡抑制片(露出底部部分)尺寸根据熔炼炉或容器大小与出口大小而变化，范围为长为100~600mm，宽为50~100mm，高50~200mm，或者为异形，材质与水口座砖或底部材质相同。
旋涡抑制片可以安装透气装置，喷出气体辅助旋涡抑制片完成抑制功能。
本实用新型可以用于转炉防下渣、钢包防止下渣、中间包防止卷渣等。
本实用新型可以应用于钢水、有色金属及其合金等。
权利要求1.一种有防旋涡下渣装置的熔炼炉或容器，在熔炼炉或容器底部(1)有一水口(3)，其特征是在所述水口(3)周围安装一个防旋涡下渣装置，该装置有至少两片与水口(3)中心呈辐射状的旋涡抑制片(2)，旋涡抑制片(2)固定在熔炼炉或容器(1)底部并伸出熔炼炉或容器(1)底部。
2.根据权利要求1所述的一种有防旋涡下渣装置的熔炼炉或容器，其特征是所述的防旋涡下渣装置的旋涡拟制片(2)可以座砖形式安装在水口周围来固定水口，也可以与水口(3)成为一个整体。
3.根据权利要求1或2所述的一种有防旋涡下渣装置的熔炼炉或容器，其特征是所述的旋涡抑制片(2)形状为板状、异形。
4.根据权利要求1或2所述的一种有防旋涡下渣装置的熔炼炉或容器，其特征是所述的旋涡抑制片(2)中安装透气装置(6)。
5.根据权利要求3所述的一种有防旋涡下渣装置的熔炼炉或容器，其特征是所述的旋涡抑制片(2)中安装透气装置(6)。
专利摘要本实用新型是一种有防旋涡下渣装置的熔炼炉或容器，在熔炼炉或容器底部(1)有一水口(3)，在水口(3)周围安装一个防旋涡下渣装置，该装置有至少两片与水口(3)中心呈辐射状的旋涡抑制片(2)，旋涡抑制片(2)固定在熔炼炉或容器(1)底部并伸出熔炼炉或容器(1)底部。本实用新型属于金属冶炼与铸造领域，通过旋涡抑制片对水口周围金属液流场的影响，降低金属液流出时形成汇流旋涡的临界高度，从而提高金属液的纯净度，有利下道工序作业。
文档编号B22D41/00GK2903085SQ200620007910
公开日2007年5月23日 申请日期2006年3月14日 优先权日2006年3月14日
发明者颜慧成, 仇圣桃, 张慧, 刘金刚 申请人:钢铁研究总院