废浇余直接成型装置的制作方法

本实用新型涉及钢包浇余回收装置领域，更具体地说，涉及一种废浇余直接成型装置，适用于钢铁生产流程中废浇余的资源再生。

背景技术：

在当前钢铁生产流程的连铸工序中，每个钢包浇注末期，为了防止钢液中产生的漩涡将钢液表面的钢渣卷入钢液中并从钢包水口一起排出，通常在钢液还具有较高液位时就关闭钢包水口停止浇注，此时，在钢包内会产生一定量的浇注剩余，简称浇余或注余。浇余由钢包内剩余钢液和覆盖在钢液表面的钢渣组成，由于继续浇注，漩涡会将钢渣卷入钢液中形成大尺寸夹杂物，超过了绝大多数钢种对夹杂物尺寸的要求上限，所以不能再继续浇注，其中钢液约占总重量的1/3。在钢包水口关闭后，钢包被调离浇注工位，钢包水口已被凝固的钢液堵塞无法再打开，通常是将钢包内混合物倒出形成废弃物。

目前对这种废弃物的处理方法主要有热泼法和干渣法。但是这两种方法均存在各自的缺点。热泼法：浇余液态倒出后喷水冷却，这种方法极易造成喷溅，而且产生大量的粉尘、雾气造成人工的作业困难；而且，浇余中的钢水凝结成大块后为后续的处理带来了困难。干渣法：待浇余冷却后再整体倒出，用落锤和切割相结合进行处理；但该方法会造成渣罐粘结，浇余在罐中不易脱落，严重时导致渣罐报废；而且，倒出的钢渣块过大，处理费工、费时。

现有技术中关于浇余的回收利用技术已有相关专利公开，例如专利公开号：CN 102605115 A，公开日：2012年07月25日，发明创造名称为：钢包铸余渣粒化生成钢丸的工艺方法，该申请案采用一种分离方法，对钢包渣液滴进行强化冷却，使小液滴在飞行过程中冷却凝固为钢粒和小渣球；专利公开号：CN 107119173 A，公开日：2017年09月01日，发明创造名称为：一种调渣剂及其制备方法，该申请案将浇余做为调渣剂的一种原料使用；以及专利公开号：CN 106521097 A，公开日：2017年03月22日，发明创造名称为：熔渣发泡剂球团及其制备和使用方法，该申请案将浇余作为发泡剂的原料使用。

综上所述，研究者对钢包浇余进行了一些再利用研究，虽然浇余中的钢液夹杂物含量较高，但浇余中的钢液作为冶炼后的优质钢液，目前还是作为废钢、调渣剂等原料再次投入冶炼流程，没有发挥出其最大优势，所以还有待充分挖掘其价值。因此，如何克服现有技术中将浇余作为废钢、调渣剂等原料再次投入冶炼流程而未充分发挥浇余价值的不足，是现有技术中亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中将浇余作为废钢、调渣剂等原料再次投入冶炼流程而未充分发挥浇余价值的不足，提供了一种从废弃钢液与钢渣的混合物中分离钢液并直接成型金属构件的装置，将废弃资源直接再生为合适可用的最终产品，提高了资源的使用效率，减少了固体废弃物。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的废浇余直接成型装置，包括引流机构和成型机构；所述引流机构用于提供浇注剩余钢液；所述成型机构包括：

分离器，该分离器的内部中空设置，分离器的底部为一倾斜设置的排渣门，该排渣门的上端与安装于分离器侧面的门轴转动连接，排渣门的下端与一门栓配合连接；所述分离器的上端为分离器进口，排渣门的下端和分离器的内侧壁之间为分离器出口；

铸模，该铸模的上部设有钢液进口，所述钢液进口位于所述分离器出口的下方。

作为本实用新型更进一步的改进，所述分离器的四周环绕设置有感应线圈。

作为本实用新型更进一步的改进，所述钢液进口上设有浇注冒口，所述分离器出口通过导流水口与浇注冒口连通。

作为本实用新型更进一步的改进，所述分离器内部设有测温件。

作为本实用新型更进一步的改进，所述铸模设置于称重件上。

作为本实用新型更进一步的改进，所述分离器进口上可拆卸地盖有保温盖。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型中，分离器用于接受浇注末期钢包内钢液与钢渣的混合物，保温盖用于减少分离器内混合物的热辐射，感应线圈用来对分离器内的混合物进行加热，保证钢液的流动性；钢液通过导流水口进入铸模内，根据铸模内腔结构形成不同钢制结构件；钢渣通过排渣门排出分离器；称重件通过重量变化对铸模浇注过程进行监测；通过测温件对分离器内温度进行检测并相应控制感应线圈的功率。

(2)本实用新型中，利用重力将浇余中钢渣和钢液在热态条件下进行分离，分离成本低，同时保留了钢渣和钢液的物理显热，可以让钢渣和钢液在热态条件下进行下一步处理，充分利用了热量，避免了热量的浪费，提高了经济效益。

(3)本实用新型中，将浇余中的钢液直接成型为最终产品，避免冶炼过的钢液只是作为废钢再次进行冶炼，充分利用已有热量和优质钢液资源，将废弃资源转化为有用产品，实现资源利用的最大化，浇余中钢液如按现有工艺处理，则价值＝重量×废钢材价格，如按本专利技术处理，则价值＝数量×结构件价格，经济效益得到巨大提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例中成型机构的结构示意图；

图2为实施例中引流机构的结构示意图；

图3为实施例中抑漩器的剖视结构示意图；

图4为实施例中抑漩器的俯视结构示意图；

图5为实施例中水口塞的结构示意图；

图6为实施例中引流部的结构示意图；

图7为实施例中引流器的结构示意图；

图8为实施例的废浇余直接成型方法的流程图。

示意图中的标号说明：1、抑漩器；101、抑漩盘；102、接头件；103、支撑件；2、钢包底部；3、引流器；301、引流器进口；302、引流器出口；303、容纳腔一；304、容纳腔二；401、上滑板；402、下滑板；5、水口塞；501、第一侧面；502、第二侧面；503、斜切面；6、引流部；601、贯通孔；602、包裹层；603、顶起斜面；7、推杆；8、长水口；9、测温装置；1001、分离器；1002、感应线圈；1003、保温盖；1004、门轴；1005、排渣门；1006、门栓；1007、导流水口；1008、铸模；1009、浇注冒口；1010、测温件；1011、称重件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1-7，本实施例的废浇余直接成型装置，包括引流机构和成型机构。

其中，引流机构用于提供浇注剩余钢液，具体的，引流机构包括：引流器3，该引流器3的上端设有引流器进口301，引流器3的下端设有引流器出口302，引流器3内自引流器进口301向引流器出口302方向形成引流通道；引流器3内引流通道的两侧分别设有容纳腔一303和容纳腔二304；抑漩器1，抑漩器1包括抑漩盘101，该抑漩盘101的下端连接有T形结构的接头件102，接头件102置于水口塞5内部，水口塞5可自引流器进口301插入引流通道内；抑漩盘101的四周连接有若干个向上方延伸的支撑件103；以及引流部6，引流部6置于容纳腔一303内，引流部6的一端与推杆7连接，引流部6的另一端正对容纳腔二304(推杆7由液压机构驱动，可将引流部6自容纳腔一303推向容纳腔二304的限制位置)。其中，水口塞5包括第一侧面501和第二侧面502，第一侧面501贴合在引流通道的内壁上；第二侧面502为自其顶端向其底端倾斜的斜面，第二侧面502的顶端贴合在引流通道的内壁上，第二侧面502与引流通道内壁之间的间距自上而下渐扩；第二侧面502的底端设有斜切面503，引流部6另一端的顶部设有与斜切面503相互平行的顶起斜面603；引流部6上自上而下开设有贯通孔601，贯通孔601的四周包裹有包裹层602，该包裹层602的外表面贴合有金属材料。引流器进口301位于钢包底部2水口的下方，引流器出口302位于长水口8的上方，具体的，引流器出口302与长水口8的上端之间设有相互叠置的上滑板401、下滑板402，上滑板401和下滑板402上均分别设有通孔；引流器3的外侧壁上安装有测温装置9，该测温装置9为无线温度传感器9，其可实时监测引流器3内部温度的变化。

其中，成型机构用于承接钢包浇注末期从长水口8下端流出的浇注剩余钢液，并对该浇注剩余钢液直接进行回收利用，具体的成型机构包括：分离器1001，该分离器1001的内部中空设置，分离器1001的底部为一倾斜设置的排渣门1005，该排渣门1005的上端与安装于分离器1001侧面的门轴1004转动连接，排渣门1005的下端与一门栓1006配合连接(通过门栓1006的移动可将排渣门1005的下端从门栓1006上放下，从而便于分离器1001内部钢渣的排除)；分离器1001的上端为分离器进口，排渣门1005的下端和分离器1001的内侧壁之间为分离器出口；铸模1008，该铸模1008的上部设有钢液进口，钢液进口位于分离器出口的下方。其中，分离器1001的四周环绕设置有感应线圈1002；钢液进口上设有浇注冒口1009，分离器出口通过导流水口1007与浇注冒口1009连通；铸模1008设置于称重件1011上，分离器1001内部设有测温件1010；分离器进口上可拆卸地盖有保温盖1003。

结合图8，本实施例的废浇余直接成型方法，包括以下步骤：

步骤A、准备以上废浇余直接成型装置，制作抑漩器1和水口塞5的组合体：

抑漩器1用耐火材料批量制作好后，将一内腔尺寸与水口塞5一致的中空模具套在抑漩器1的T形结构的接头件102上，并使得中空模具的中心线与接头件102的中心线重合，再将熔融铁水倒入中空模具的内腔内，使得铁水与接头件102完成无缝融合，铁水凝固后表面磨光，形成水口塞5；

步骤B、安装引流器3以及水口塞5：

钢包热修过程中，将新的引流器3安装至钢包底部2下方，再将水口塞5自引流器进口301插入引流通道内，完成安装；

步骤C、将钢液盛入钢包内：

热修后的钢包盛满钢液和钢渣并完成精炼后，吊至钢包回转台准备开浇，由于水口塞5的材质为生铁，抑漩器1的材质为耐火材料，水口塞5的重量大于抑漩器1的重量，使得钢液与水口塞5之间被抑漩盘101隔离，所以此时抑漩器1和水口塞5的组合体没有在钢液中上浮的可能；

步骤D、推动引流部6将水口塞5向上方顶起，使得钢液自引流器进口301进入引流通道内：

在液压机构的驱动下，推杆7推动引流部6自容纳腔一303向容纳腔二304移动，直至引流部6上贯通孔601的中心线与引流器3内引流通道的中心线重合，引流部6被推动后其上的顶起斜面603与水口塞5的斜切面503接触，从而将水口塞5向上方顶起，使得抑漩盘101与钢包底部2之间形成缝隙，引导钢液自引流器进口301进入引流通道内，此时水口塞5被高温钢液熔融为液态，使得钢液顺畅地流下；

步骤E、水口塞5被钢液熔融，抑漩器1上浮且抑漩器1在钢液中的悬浮状态变为连接有支撑件103的一侧朝下：

抑漩盘101和钢包底部2之间存在缝隙，同时水口塞5被钢液完全熔融，原来对抑漩盘101形成向下挤压作用效果的钢液静压力被抵消，水口塞5的重力也消失，抑漩器1因密度远小于钢液并大于钢渣，受浮力作用抑漩器1上浮至钢液中；抑漩器1悬浮于钢包的钢渣面之下，由于抑漩盘101接头件102上连接的水口塞5被熔融掉，且抑漩盘101的四周连接若干支撑件103，整个抑漩器1重量分布不均，重心分布在连接有支撑件103的一侧，所以抑漩器1在钢液中的悬浮状态变为连接有支撑件103的一侧朝下；

步骤F、移动上滑板401和下滑板402，使得钢液自引流部6内流出到长水口8中，钢液自长水口8的下端依次流入中间包和结晶器；

引流部6上安装的测温装置9感应到引流部6内部的温度急剧升高后，随即移动上滑板401和下滑板402，使得上滑板401和下滑板402上通孔的中心线与引流器出口302的中心线重合，引导钢液自引流部6内流出到长水口8中，钢液自长水口8的下端依次流入中间包和结晶器，进行连铸生产；

步骤G、抑漩器1落在钢包底部2水口的上方，钢液从抑漩器1若干个支撑件103之间流入钢包底部2水口，移动上滑板401和下滑板402，使得钢液停止流入到长水口8中：

浇注末期，随着钢液逐渐减少，钢包内钢液液面逐渐下移，抑漩器1在流动钢液的作用下逐渐被吸到并落在钢包底部2水口的上方，使得钢液从抑漩器1若干个支撑件103之间流入钢包底部2水口，实现降低起漩高度，抑制漩涡形成的作用，可有效减少钢包内的注余；此时，移动上滑板401和下滑板402，使得钢液停止流入到长水口8中(即，将上滑板401和下滑板402相互交错，使得上滑板401和下滑板402堵住引流器出口302)；

步骤H、将分离器进口置于长水口8下端的下方，移动上滑板401和下滑板402，使得钢液和钢渣组成的浇注剩余全部自引流部6内流出到长水口8中，然后自长水口8的下端流入分离器1001内；

步骤I、将保温盖1003盖在分离器进口上，感应线圈1002通电加热分离器1001内部的钢液；具体的，根据放在分离器1001内的测温件1010(即热电偶)获取分离器1001内浇余的温度值，由该温度值确定分离器1001外侧感应线圈1002的输出功率，从而对浇余进行定量加热，使得浇余内的钢液处于液相线上方，保持钢液流动性；

步骤J、在重力作用下，钢液从分离器出口流动至导流水口7，随后顺着导流水口7流入浇注冒口1009，进一步流入铸模1008；

步骤K、当称重件1011检测到铸模1008内注入的钢液达到规定重量后，更换新的铸模1008继续注入钢液(更换的铸模1008其内腔结构不限，因此可直接生产多种结构的对夹杂物无特别要求的钢质结构，例如井盖等)；当分离器1001内的钢液流完，移动门栓1006使得排渣门1005的上端绕门轴1004转动，将排渣门1005上附着的钢渣分离，再将排渣门1005固定在门栓1006上，将保温盖1003从分离器进口上取走，分离器1001内部准备流入新的钢包浇注剩余。

本实施例中，分离器1001用于接受浇注末期钢包内钢液与钢渣的混合物，保温盖1003用于减少分离器1001内混合物的热辐射，感应线圈1002用来对分离器1001内的混合物进行加热，保证钢液的流动性；钢液通过导流水口1007进入铸模1008内，根据铸模1008内腔结构形成不同钢制结构件；钢渣通过排渣门1005排出分离器1001；称重件1011通过重量变化对铸模浇注过程进行监测；通过测温件1010对分离器1001内温度进行检测并相应控制感应线圈1002的功率。

本实施例中，利用重力将浇余中钢渣和钢液在热态条件下进行分离，分离成本低，同时保留了钢渣和钢液的物理显热，可以让钢渣和钢液在热态条件下进行下一步处理，充分利用了热量，避免了热量的浪费，提高了经济效益。

本实施例中，将浇余中的钢液直接成型为最终产品，避免冶炼过的钢液只是作为废钢再次进行冶炼，充分利用已有热量和优质钢液资源，将废弃资源转化为有用产品，实现资源利用的最大化，浇余中钢液如按现有工艺处理，则价值＝重量×废钢材价格，如按本专利技术处理，则价值＝数量×结构件价格，经济效益得到巨大提升。

本实施例中，水口塞5包括第一侧面501和第二侧面502，第一侧面501贴合在引流通道的内壁上，第二侧面502为自其顶端向其底端倾斜的斜面，第二侧面502的顶端贴合在引流通道的内壁上，第二侧面502与引流通道内壁之间的间距自上而下渐扩，使得稍微将水口塞5顶起后，钢液即可顺着第二侧面502与引流通道内壁之间的空隙顺利流下，从而确保装置的引流效果。

本实施例中，第二侧面502的底端设有斜切面503，引流部6另一端的顶部设有与斜切面503相互平行的顶起斜面603，使得斜切面503与顶起斜面603接触时相互平整贴合，引流部6与水口塞5之间最早的接触为面面接触，增大了接触面积，利于引流部6将水口塞5平缓、无损、顺畅地顶起。

本实施例中，抑漩盘101的四周连接有若干个向上方延伸的支撑件103，使得水口塞5自抑漩盘101下端的接头件102上分离时，整个抑漩器1的重心分布在连接有支撑件103的一侧，从而在浇注末期，在流动钢液的作用下，抑漩盘101上的支撑件103自动落在钢包底部2水口的上方，使得钢液无法从抑漩盘101上方直接穿过抑漩盘101到达钢包底部2水口，而是从抑漩器1若干个支撑件103之间流入钢包底部2水口，实现降低起漩高度，抑制漩涡形成的作用，可有效减少钢包内的注余。

本实施例中，抑漩盘101的下端连接有T形结构的接头件102，接头件102置于水口塞5内部，接头件102的T形结构设计使得接头件102能够牢固的连接于水口塞5内部；抑漩器1采用高温耐火材料制作，且抑漩器1的密度小于钢液且大于钢渣，使得抑漩器1能够自由悬浮于钢渣面之下的钢液中；引流器3的外侧壁上安装有测温装置9，该测温装置9可实时监测引流器3内部温度的变化，一旦检测到引流器3内部有钢液流动，即可将上滑板401和下滑板402打开，及时将钢液排出；水口塞5为能够被所引流钢液熔融的生铁，具体水口塞5为熔点低于1350℃的生铁，其熔点相较于所引流的钢液低约200-300℃，使得钢液在引流通道内通过时，水口塞5能够被熔融消失，从而使得抑漩器1发生上浮，为浇注末期的抑漩过程做准备。

本实施例中，引流部6上自上而下开设有贯通孔601，贯通孔601的四周包裹有包裹层602，该包裹层602的外表面贴合有金属材料，在引流部6推至限定位置并将水口塞5顶起后，贯通孔601的设计使得自引流器进口301流入的钢液能顺利流过引流部6到达引流器出口302，贯通孔601的四周包裹耐火材料，使得钢液流过引流部6时引流部6不被钢液熔融，从而维持水口塞5被顶起的状态，确保钢液顺利流动；包裹层602外表面贴合金属材料，使得包裹层602在接触水口塞5并将水口塞5顶起过程中，自身的结构不被撞击破坏，从而确保引流部6的长期使用。

本实施例中的引流机构，在钢包开浇过程中不会产生传统引流砂开浇导致的二次污染，保证钢液纯净度，提高产品品质，提高经济效益；且在钢包浇注末期可以抑制钢包底部2水口上方漩涡形成，降低钢液的卷渣高度，减少钢包注余，提高经济效益。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。