本发明涉及钢水冶炼,特别是涉及一种钢水高效灌注中间包。
背景技术:
1、在钢制品生产流程中,由钢包产出钢水,产出的钢水进入中间包进行杂质分离,最终含杂质量低的钢水进入铸造设备或铸造模具中,进行钢制品的塑形生产;钢包通过钢水管件将钢水注入中间包的过程中,易于在中间包内产生湍流,湍流的形成,使杂质易于从挡板底部逃离,尤其是尺寸微小的钢渣,跟随钢水进入铸造模具后,使生产出的钢制品质量低。
2、为解决这一技术问题,现有技术多采用设计湍流器的方式,以减小中间包中钢水湍流现象的产生,公开号为cn104325101a的发明专利通过延长钢水在中间包内停留时间的方式,有效分离钢水与大颗粒夹杂物;公开号为cn201848513u的实用新型专利,通过引流的方式,使钢水有序流动,减小钢水湍流旋涡;以上两个方案均不能够有效且高效的分离微小杂质;公开号为cn1135193a的发明专利,以向上与向下流动的钢水对流的方式,减少湍流,但钢水对流后仍然会产生水平方向的高流速钢水流动轨迹,进而产生新的湍流现象,使微小杂质难以有效分离,由此,本技术提出了一种钢水高效灌注中间包。
技术实现思路
1、本发明针对上述技术问题,克服现有技术的缺点,提供一种钢水高效灌注中间包,以引导钢水流动的方式,能够在向中间包内高效率注入钢水的同时,控制湍流产生在高处的钢水水位上;能够有效将微小钢渣分离,提高钢水产出产品品质,无需延长钢水在中间包内的停留时间,能够提高钢渣过滤效率。
2、本发明提供的钢水高效灌注中间包具体包括有内包箱体,该内包箱体内部竖向安装有挡板,挡板将内包箱体内部分隔出钢渣分离区及钢水区,挡板与内包箱体底面之间设置有流通槽,内包箱体一端连通有出口管;所述钢渣分离区内部水平设置有扰流组件,该扰流组件包括安装架、第一安装柱、扰流板、外翻半板、内翻半板、受力弧面、半圆槽、水平支撑架,所述安装架有两个,两个所述安装架之间利用第一安装柱转动安装有若干个扰流板,在无外力作用下,所述扰流板呈竖直状态,扰流板包括外翻半板、内翻半板两部分,所述外翻半板体积大于内翻半板体积,所述外翻半板为空心的,内翻半板为实心的,扰流板利用外翻半板与内翻半板的重力差维持竖直状态,所述内翻半板远离外翻半板一侧开设有半圆槽,所述外翻半板顶端开设有受力弧面,每两个相邻所述扰流板为一组,每组扰流板的受力弧面相对设置,所述安装架靠近扰流板一侧侧壁上固定安装有水平支撑架,水平支撑架对扰流板的旋转起到限位作用,使扰流板的旋转极限为扰流板板面处于水平状态;扰流组件被钢水浸没时,初始状态下,扰流板利用外翻半板与内翻半板的重力差维持竖直状态,利用y轴驱动组件驱动扰流组件整体向上移动,受力弧面受钢水阻力,利用弧面特征,导向扰流板旋转至与水平支撑架贴紧的水平状态,此时所有外翻半板拼凑呈现出一块大挡板,将大挡板上方的钢水向上顶升,将大挡板下方的钢水向上吸引,此时从钢水管件流入大挡板下方的钢水,会受大挡板向上移动产生的负压吸引力影响,钢水刚从钢水管件流出后,立即被向上引导流动,能够降低钢水管件流出钢水的流动阻力,能够降低湍流规模,同时刚从钢水管件流出的钢水被向上引导流动,能够将动能大的湍流控制在钢渣分离区内上半部分区域,使钢渣分离区内下半部分区域受钢水湍流影响小,能够有效避免钢渣或其他微小杂质,受湍流影响从流通槽进入钢水区内,使钢水区借助出口管排出的钢水能够生产出性质更优良的钢制产品;在钢水管件持续排出钢水的过程中,y轴驱动组件驱动扰流组件做持续的竖向往复运动,扰流组件向下移动时,扰流板在下方钢水阻力下,快速恢复初始的竖直状态,钢水能够从相邻的扰流板之间的间隙顺利穿过;在大挡板上移的过程中,部分大挡板上方的钢水能够通过半圆槽流动至大挡板下方,设计半圆槽的目的是为了避免大挡板上移时,大挡板上方的钢水高速从大挡板边缘与钢渣分离区内侧壁之间间隙向下流动,避免携带钢渣向下流动。
3、本发明进一步限定的技术方案是:
4、进一步的,y轴驱动组件包括第二直线电机、安装板、衔接柱、环形衔接槽、衔接槽道,所述安装架顶端水平固定有安装板,所述安装板一端开设有衔接槽道,所述外包箱体侧壁底端固定安装有第二直线电机,所述第二直线电机顶端固定安装有衔接柱,所述衔接柱侧壁中部开设有环形衔接槽,安装板能够利用衔接槽道,将板面水平嵌入环形衔接槽内部,环形衔接槽完成对安装板的固定,实现对安装板与扰流组件构成的整体的竖向限位,使第二直线电机能够驱动扰流组件做竖向往复运动,向远离衔接槽道开口方向水平滑动安装板与扰流组件构成的整体,能够实现扰流组件的快速拆卸,利于提高扰流组件的保养与更换效率。
5、进一步的,所述扰流组件上方设置有隔渣组件,所述隔渣组件包括隔渣板、第二安装柱、圆形安装孔,所述钢渣分离区侧壁上开设有若干个圆形安装孔,所述第二安装柱端部转动安装在圆形安装孔内,第二安装柱与圆形安装孔轴线重合,第二安装柱能够以圆形安装孔轴线为轴旋转,所述第二安装柱中部固定安装有隔渣板,所述第二安装柱传动连接有旋转驱动组件,旋转驱动组件能够驱动第二安装柱旋转,隔渣板跟随第二安装柱旋转,所有隔渣板保持同步旋转,当所有隔渣板旋转至板面处于水平状态时,隔渣板边缘与相邻的隔渣板边缘相接触,使隔渣组件上方浮动的杂质被隔离,杂质无法受湍流影响而向下流动,能够进一步避免杂质进入钢水区内。
6、进一步的,所述旋转驱动组件包括第一齿轮、轮齿板、第二齿轮组、伺服电机、齿轮组防护壳体,所述第二安装柱上套设有第一齿轮,所述第一齿轮啮合连接有轮齿板,所述轮齿板啮合连接有第二齿轮组,所述第二齿轮组与伺服电机传动连接,所述伺服电机固定安装在内包箱体顶端,所述内包箱体内侧壁上固定安装有齿轮组防护壳体,齿轮组防护壳体包括底板与侧板,底板能够对轮齿板起到承托作用,使轮齿板能够与第一齿轮有效啮合,侧板能够对轮齿板进行横向限位,使轮齿板能够与第一齿轮有效啮合,第二齿轮组利用转轴转动安装在侧板上;伺服电机作为动力源依次传动第二齿轮组、轮齿板、第一齿轮、第二安装柱、隔渣板旋转,控制隔渣板在竖直与水平两种状态的快速切换,当扰流组件上升时,控制隔渣板处于水平状态,对隔渣组件上方的浮动杂质进行隔离,当扰流组件下降时,控制隔渣板处于竖直状态,使钢水内杂质能够上浮穿过相邻隔渣板之间的间隙,不对杂质的正常上浮造成影响。
7、进一步的,所述中间包还包括控制器,所述控制器安装在外部控制室内,控制器与伺服电机信号连接,控制器与第二直线电机信号连接,在控制器内写入程序:当扰流组件上升时,控制隔渣板处于水平状态,当扰流组件下降时,控制隔渣板处于竖直状态。
8、进一步的,所述控制器与第一直线电机信号连接,通过控制器控制第一直线电机的启停,提高自动化程度。
9、进一步的,所述中间包还包括清理驱动组件,所述清理驱动组件包括外包箱体、支承框架、滚轮滚槽、支撑杆,所述内包箱体安装在外包箱体内部,所述内包箱体侧壁上固定安装有支撑杆,所述外包箱体上方利用滚轮滚槽滑动安装有支承框架,所述支撑杆受支承框架承托,实现内包箱体能够在外包箱体内移动,中间包还包括x轴驱动组件,在钢渣分离区内杂质堆积过多需要清理时,x轴驱动组件为内包箱体提供位移动力,内包箱体移动至外包箱体远离钢包一端时,利用工具对钢渣分离区内部的杂质进行清理,或直接取出内包箱体对内包箱体整体进行清洁。
10、进一步的,所述x轴驱动组件包括第一直线电机以及用于支撑固定第一直线电机的安装座,所述第一直线电机驱动端与内包箱体侧壁顶端固定连接。
11、本发明的有益效果是:
12、(1)本发明中的钢水高效灌注中间包以引导钢水流动的方式,能够在向中间包内高效率注入钢水的同时,控制湍流产生在高处的钢水水位上;能够有效将微小钢渣分离,提高钢水产出产品品质,无需延长钢水在中间包内的停留时间,能够提高钢渣过滤效率;
13、(2)本发明设计有清理驱动组件以及x轴驱动组件,在钢渣分离区内杂质堆积过多需要清理时,x轴驱动组件为内包箱体提供位移动力,内包箱体移动至外包箱体远离钢包一端时,利用工具对钢渣分离区内部的杂质进行清理,或直接取出内包箱体对内包箱体整体进行清洁,清理过程方便,清理效率高。