一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属钢铁冶金技术领域，具体涉及一种防止大包旋涡卷渣的挡渣球。
【背景技术】
[0002] 在连铸的生产过程中，随着浇铸后期钢水液面的下降，会在钢包中钢渣界面产生 汇流旋涡，而且愈演愈烈，将导致渣钢乳化，使熔渣随钢流进入中间包。汇流旋涡是在容器 排流过程中，液体先垂直下降，降到一定高度时，液体便开始向出流口中线汇集，并在渣层 表面形成凹涡，这时的液面高度一般称为临界起旋高度。刚产生的凹涡位置游弋不定，此 时渣钢界面开始模糊，并且渣粒开始乳化进入钢液中，但此时由于凹涡位置较高而不能使 炉渣随钢流进入水口。随着液面的进一步下降，凹涡越来越明显，旋流速度也越来越大，直 至贯通水口，这时的液面高度称为贯通高度，此时大量的炉渣已经进入水口。当液面下降 到一定高度时，原本向出流口中心线汇流而出的流体质点，由于离心力的作用产生切向速 度（角速度），使其运动轨迹越来越偏离径向而演变成绕中心线的旋转流动，直到最终发展 为具有强烈抽吸作用的贯通出流口的漏斗状旋涡，致使涡芯卷气或卷渣而下。钢包旋涡卷 渣带来较大的危害，主要有恶化钢水的浇铸性，使水口堵塞，浇铸不能正常进行；（2)造 成钢水中的合金元素氧化，并产生夹杂物影响钢水的纯净度；（3)铸坯中溶解铝含量下降， 中间包及长水口严重侵蚀；（4)大包渣进入中间包导致中间包内熔渣积聚，给连铸过程造 成不良影响；（5)中间包清理工作量增大。在常规生产中，通常在钢包底部水口附近安装红 外下渣检测装置，当进入钢液流中的渣量占到一定比例时，提前关闭滑动水口，以减少下渣 量，但此方法会使钢包内残留过多的钢水，降低了金属收得率。国内已经公开的专利文献有 CN101774014A、CN201755636U、CN2471449、CN2262967、CN2565566、CN201728365U 等，大多 是从降低产生汇流旋涡的临界高度切入，来减少下渣量。目前现有的挡渣技术主要包括以 下几种1、使用带抑制涡流功能的挡渣装置；2、在出钢口通过吹气干扰涡流；3、采用避渣罩 法挡渣；4、使用挡渣器。以上技术有的给现行工艺带来一定困难，有的装置结构复杂，制作 成本高，使用寿命不能保证，因而，都不尽如人意。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，能够有效消除钢包的漩涡卷 渣，提高钢水纯净度，且制作成本低廉，操作方便。
[0004] 为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是这样的，一种用于防止大包旋涡 卷渣的挡渣球，所述的挡渣球由实心球体和包覆在实心球体外的耐火材料层构成，耐火材 料层表面开设有两条正交的环形的半圆弧状凹槽，挡渣球上两条凹槽所在位置的截面均经 过挡渣球的球心，挡渣球的直径为170-190mm〇
[0005] 优选地，所述的实心球体为铁球或钢球。
[0006] 优选地，所述的实心球体的直径为140-160 mm ;进一步优选地，所述的实心球体的 直径为150 mm。
[0007] 优选地，耐火材料层的厚度为28_35mm。；进一步优选地，耐火材料层的厚度为 30mm〇
[0008] 所述的半圆弧状凹槽的半径为20-25 mm。
[0009] 本发明还提供了一种上述挡渣球的应用，用于防止大包旋涡卷渣。
[0010] 有益效果： 在大包钢水上台前，人工投掷至钢包水口正上方，随着连铸浇注过程的进行，钢包液面 逐渐下降，渣层表面开始形成凹涡，当液面下降到一定高度时，原本向出流口中心线汇流而 出的流体质点，由于离心力的作用产生切向速度（角速度），使其运动轨迹越来越偏离径向 而演变成绕钢流出口中心线的旋转流动，这时挡渣球也会因为这种旋转运动逐渐运动至漩 涡的正上方，由于漩涡直径较挡渣球小，挡渣球最终将被吸附在漩涡的正中心，抑制了具有 强烈抽吸作用的贯通出流口的漏斗状旋涡，防止了涡芯卷气、卷渣；另外，耐火材料层表面 开设有两条正交的环形的半圆弧状的凹槽，避免了在浇注末期由于大包液位较低，挡渣球 可能会堵住水口的情况，使得钢水在浇注末期能够沿着当渣球的凹槽流入水口，待后期钢 渣混出时再停止浇注，从而起到控制下渣，提高金属收得率，提高产品质量的目的。
[0011] 总体来说，本发明通过挡渣球被浇注过程的漩涡吸附，有效的防止了浇注过程中 的漩涡卷渣，同时亦保证了浇注末期在尽量保证钢水浇净的情况下，减少大包下渣，同时也 解决了因钢包漩涡卷渣带来的一系列问题和危害；另外，制作成本低廉，操作方便。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明结构剖视图； 图2为本发明的主视图。
【具体实施方式】
[0013] 为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该 实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0014] 实施例1 参见图1和图2, 一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，挡渣球的直径为180mm，所述的 挡渣球由实心球体2和包覆在实心球体外的耐火材料层1构成，实心球体2为铁球，铁球的 直径为150 mm，耐火材料层通过耐火材料如研^土耐火水泥饶注于铁球外表面所形成，耐火 材料层的厚度为30mm，耐火材料层表面开设有两条正交的环形的半圆弧状凹槽3,挡渣球 上两条凹槽所在位置的截面均经过挡渣球的球心，半圆弧状凹槽的半径为20-25 mm，经测 定，挡渣球的密度为5. 2g/cm3。
[0015] 实施例2 结构与实施1相同，不同的是，挡渣球的直径为170_，实心球体2为钢球，实心球体2 的直径为140 mm，耐火材料层1的厚度为30mm，经测定，挡渣球的密度为4. 8g/cm3。
[0016] 在大包钢水上台前，将实施1或2所述的挡渣球人工投掷至钢包水口正上方，随着 连铸浇注过程的进行，钢包液面逐渐下降，渣层表面开始形成凹涡，挡渣球会因为所产生漩 涡的旋转运动逐渐运动至漩涡的正上方，由于漩涡直径较挡渣球小，同时挡渣球的密度为 4. 5g/cm3-5. 5g/cm3,介于钢水于钢包顶渣之间，保证了挡渣球最终将被吸附在漩涡的正中 心，从而抑制了钢包顶渣通过漩涡卷入钢水中；在浇注末期大包浇注至末期，因挡渣球将落 在水口上方，此时钢水沿挡渣球表面凹槽继续流入水口，待后期钢渣混出时即停止浇注，待 钢包下线翻渣时，将挡渣球一并翻入渣罐内。
[0017] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，所述的挡渣球由实心球体和包 覆在实心球体外的耐火材料层构成，耐火材料层表面开设有两条正交的环形的半圆弧状凹 槽，挡渣球上两条凹槽所在位置的截面均经过挡渣球的球心，挡渣球的直径为170-190mm。2. 根据权利要求1所述的一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，所述的 实心球体为铁球或钢球。3. 根据权利要求1或2任意权利要求所述的一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其 特征在于，所述的实心球体的直径为140-160mm。4. 根据权利要求3所述的一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，所述的 实心球体的直径为150mm。5. 根据权利要求1所述的一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，耐火材 料层的厚度为28-35mm。6. 根据权利要求5所述的一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，耐火材 料层的厚度为30mm。7. 根据权利要求1所述的一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，所述的 半圆弧状凹槽的半径为20-25mm。8. 权利要求1所述的挡渣球的应用，其特征在于，用于防止大包旋涡卷渣。
【专利摘要】本发明公开了一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，所述的挡渣球由实心球体和包覆在实心球体外的耐火材料层构成，耐火材料层表面开设有两条正交的环形的半圆弧状凹槽，挡渣球上两条凹槽所在位置的截面均经过挡渣球的球心，挡渣球的直径为170-190mm，本发明能够有效消除钢包的漩涡卷渣，提高钢水纯净度，且制作成本低廉，操作方便。
【IPC分类】B22D41/00
【公开号】CN105215342
【申请号】CN201510638900
【发明人】尚正鸿, 彭家清, 郑凯, 韩德飞, 吴锦圆, 宋健
【申请人】江苏永钢集团有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月30日