专利名称：中间包柱状多支流过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属连铸设备，尤其是连铸中间包设备用的过滤器件。
背景技术：
中间包是钢包与结晶器间的一个中间容器，作用是减压、稳流、除渣、储钢分流和 实现中间包冶金。随着对钢铁产品质量要求越来越高，现代冶金对钢水纯净度要求越来越 高。夹杂物作为独立项存在于钢中，破坏了钢基体的连续性，加大了钢中组织的不均勻性， 严重影响了钢的各种性能，同时，钢中夹杂物也容易引起连铸坯与轧材缺陷，造成废品。因 此，去除夹杂物、提高钢水洁净度是现代冶炼技术领域的一个重要目标。中间包已不单单是 一个过渡容器了，而是力争在中间包中进一步去除夹杂物，防止钢液的二次污染进一步提 高钢水的纯净度。为达到清洁钢水的目的，从20世纪70年代起，冶金工作者就已开始研究通过在 中间包内设置坝、堰、湍流控制器等控流装置，来改变钢水的流动状态，消除中间包内的短 路流，延长钢水在中间包内的停留时间，促进夹杂物的去除，最终达到提高钢水洁净度的目 的；到了 20世纪80年代，人们又在设置堰和坝的基础上，开始了在中间包内安装导流隔墙、 过滤器等的研究，从而进一步改变和优化钢水的流动状态，提高夹杂物的去除效果；20世 纪90年代后，向中间包内吹氩，用惰性气体搅拌钢水，促进钢中微小颗粒夹杂的碰撞、长大 和上浮；到了 21世纪，各种各样的钢水控流装置得到了广泛的应用。其中，在装置方面，为 使中间包更充分地发挥去除杂质的作用，前人发明了多种中间包过滤器并申请了专利。ZL200520043893.4公开了一种中间包过滤器，装设于中间包内的挡渣堰上；包 括，基板，装设于中间包内的挡渣堰上；过滤件，密排固定于基板上；过滤件呈等径顺列、等 径错列、不等径顺列或不等径错列，其片状或柱状结构，截面形状呈圆形、半圆形、凹弧形。 该装置结构多样复杂加工不方便，在实际生产应用过程中存在不稳定性。ZL99217243. 8公开了一种中间包过滤器，采用的是在四方锥台型陶瓷上设有数排 贯穿孔洞，该孔洞以4-25°倾角向上且交错排列。但该装置存在以下缺点①单位过滤体 比表面积较小，钢液杂质去除不理想；②镶嵌在原有的中间包堰板上，在实际生产过程容易 被钢水冲掉。ZL200720066540. 5公开了 一种中间包过滤器，包括基体，基体上设有若干带有聚 渣小孔的异形通孔。该异形通孔在直通孔的正上方开有一小孔径的聚渣小孔。该过滤器增 加了过滤孔吸附量，但是加工复杂，聚渣小孔易被堵塞。ZL200720305533. 6公开了一种多层过滤柱组合的中间包过滤器，采用底板上装有 多根过滤柱，形成过滤柱组合件，多个过滤柱组合件上下叠合在一起形成多层过滤柱组合 件。该过滤器综合考虑了金属流动性和杂质去除效果，各方面都有所改进，但是，该装置结 构相对复杂，制作成本较高，在实际生产过程中容易被钢水冲散层。
发明内容
本发明的目的在于设计一种中间包柱状多支流过滤器，该过滤器坚固耐用不易被 钢水冲掉，在实际生产过程中能将钢包流向中间包的钢液快速缓流，并能有效去除杂质；该 柱状多支流过滤器一方面在固定空间内，最大限度地增加过滤器单位体积与钢水接触的比 表面积，提高夹杂物与过滤器碰撞的几率，另一方面，大大改善了中间包内钢液的流动形 态，有利于夹杂物上浮，从而净化钢水。为达到以上目的，本实验新型的技术方案为一种中间包柱状多支流过滤器，包括 基板，其特征在于基板上设有多个过滤件，过滤件为漏斗式的管状件，管状件上口直径大， 下口直径小，底部封口，每个过滤件上设有交错排列的通孔。优选的，上述基板厚度为20-30mm，管状件上口直径15_20mm，管状件下口直径 10_15mmo所述的过滤件上的通孔直径为3-6mm。所述的管状件可以是圆形或椭圆形。所述的过滤件上的通孔可以是圆形、、半圆形、椭圆形、菱形、三角形或多边形。该过滤器用锆质增强的钙镁耐火材料制备，基板安置于中间包两挡墙和中间包包 底之间，基板左右两侧镶嵌在两个挡墙中，过滤件最低端与中间包包底接触。过滤原理如下当钢液经长水口流向中间包时，首先经过过滤器基板，这时钢液第 一次分流。在过滤器基板上根据与长水口的距离远近又分主流区和缓流区，因为靠近水口 地方的区域没有任何阻碍直接流进过滤件中，流量多而且流速快，所以为主流区；但是有 了小孔的缓冲作用流速小于长水口钢液流速，再加上过滤件容量小，两方面的因素作用促 使基板中间过滤件满溢而钢液流向周边过滤件，这部分钢液流速会慢一些成为所谓的缓流 区。第一次分流延长了钢液在中间包的停留时间，使钢液与基板碰撞后具有一定的反向速 度，有利于上浮的夹杂物被钢液表面的保护渣吸附。当钢液流进过滤件时，钢液再一次被过滤件上的小孔细分。钢液进入过滤件后从 底部翻涌而上，缓冲了钢液流动，有利于内管壁吸附钢液夹杂物；通常情况下，细小的夹杂 物由于受到钢液内粘滞阻力的影响而很难上浮。经管壁小孔流出后的细钢流交错碰撞，一 方面钢流悬空碰撞形成回流，促使钢液中细小夹杂物与钢液的分离；另一方面，钢液流经各 个过滤件时，在过滤件边界形成层流，此时夹杂物流速减慢，被吸附在管件外壁。再者当细 流钢液沿管壁流下时，速度会减慢，由于钢液与夹杂物速度差异较大，夹杂物更容易吸附在 管件下端，所以过滤件下端不设小孔是为了夹杂物更好的聚集和防止夹杂物阻塞小孔。本发明具有以下有益效果1、该过滤器的结构，实现了钢液多次分流细化，改变钢液在中间包内流动状态，促 使夹杂物与钢液分离；2、钢液被强制经过该过滤器的柱状结构流动，更有利于夹杂物聚集上浮而被中间 包覆盖剂所吸附；3、过滤件小孔位置的设计，使夹杂物在无孔处聚集，不会造成钢水通道堵塞；4、钢液从管件内流向管件外，在有限的空间内实现了最大的钢液与过滤器接触的 比表面积，使过滤件的作用得到了最大发挥，大大提高了过滤效果；5、该过滤器稳定了钢液流速，延长了钢液在中间包内的停留时间；
6、该过滤器结构简单，制作方便，便于安装。基板镶嵌在挡墙上，管件底部与包底 接触，不易被钢液冲掉，增强了过滤件的牢固性。
图1为该中间包柱状多支流过滤器的基板示意图；图2为过滤件结构示意图；图3为过滤件的横截面结构示意图；图4为中间包柱状多支流过滤器结构示意图；图5为中间包柱状多支流过滤器纵向剖视6为中间包柱状多支流过滤器与挡墙的连接关系示意7为中间包柱状多支流过滤器在中间包中的安装结构示意图
具体实施例方式现通过下列实施例对本发明的技术方案作进一步说明。中间包柱状多支流过滤器由厚度30mm的基板(图1)和厚度5mm的过滤件(图2) 过盈配合而成。基板上交错开出贯穿基板的锥形通孔与过滤件配合安装，根据所选过滤件 的几何结构不同，基板上开的口型也不同，如圆形，椭圆形都能实现本发明的目的。过滤件为上粗下细的试管状件，上口直径20mm，下口为直径15mm的半球状，在过 滤件上平行分布多个直径为3mm的圆形通孔，其他形状的通孔，如半圆形、椭圆形、菱形、三 角形、多边形或其它类似形状，都可以实现本实验新型的目的。基板尺寸为1510 X 710mm，根据中间包结构尺寸的不同，基板尺寸也会随之改变。 两挡墙下方对称设有沟槽(见图6)，基板在长度方向上都留有一定的距离，以便安插到挡 墙沟槽里面，既安装方便又紧固结合这样就避免了过滤器在实际工作中被钢水冲掉。过滤件高180mm，安装完成后，过滤件的半圆形底点会和中间包底接触，使过滤件 有了一个安全支撑，增加了过滤器的牢固性。根据不同中间包设计过滤件高度也会随之改 变但是都会达到这样一个目的。过滤件管壁上分布的通孔，也可以沿一定角度向上倾斜，这样对钢液更能起到一 个缓冲回流的作用，达到本发明的目的。如图6所示，将结合好的挡墙和过滤器放入到中间包内就可以使用了。这样挡墙 和过滤器成为一个整体，更换起来也比较方便。
权利要求
1.一种中间包柱状多支流过滤器，包括基板，其特征在于基板上设有多个过滤件，过 滤件为漏斗式的管状件，管状件上口直径大，下口直径小，底部封口，每个过滤件上设有交 错排列的通孔。
2.根据权利要求1所述的中间包柱状多支流过滤器，其特征在于所述基板厚度为 20-30_，管状件上口直径15-20_，管状件下口直径10-15mm。
3.根据权利要求1所述的中间包柱状多支流过滤器，其特征在于过滤件上的通孔直 径为3_6mm。
4.根据权利要求1所述的中间包柱状多支流过滤器，其特征在于所述的管状件可以 是圆形或椭圆形。
5.根据权利要求1所述的中间包柱状多支流过滤器，其特征在于过滤件上的通孔可 以是圆形、、半圆形、椭圆形、菱形、三角形或多边形。
全文摘要
一种中间包柱状多支流过滤器，包括基板，其特征在于基板上设有多个过滤件，过滤件为漏斗式的管状件，管状件上口直径大，下口直径小，底部封口，每个过滤件上设有交错排列的通孔。该过滤器的结构，实现了钢液多次分流细化，改变钢液在中间包内流动状态，促使夹杂物与钢液分离；更有利于夹杂物聚集上浮而被中间包覆盖剂所吸附；基板镶嵌在挡墙上，管件底部与包底接触，不易被钢液冲掉，增强了过滤件的牢固性。
文档编号B22D11/119GK102000796SQ201010264388
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者吕霞, 王波, 许荣昌, 赵燕 申请人:莱芜钢铁股份有限公司