[发明专利]一种用于中间包塞棒的滞流环

说明书

技术领域

本发明涉及一种连铸机中间包控流装置，应用于塞棒，属于钢铁冶金中间包连铸工艺技术领域。

背景技术

目前，在现代炼钢过程中，连铸中间包起着非常重要的作用，已经成为提高连铸坯质量的关键冶金反应器。

中间包的目的不仅是存储、分配钢液、实现多炉连浇等，同时可以减少钢液的热量损失，将钢液平稳均匀输运给结晶器，减少宏观夹杂的形成，最大程度促使夹杂物的去除。同时，由于中间包就安装在结晶器的正上方，任何的干扰都将引起二次氧化和卷渣并导致宏观夹杂的形成。这些宏观夹杂随后可以被带入结晶器中并有可能导致铸坯缺陷。

通过在中间包内设置各种控流元件（其中，坝堰、导流隔墙、过滤器和湍流抑制器，以及它们的组合使用是现代中间包普遍采用的控流装置）来优化中间包流场特性，可以达到促进夹杂物上浮、均匀钢水温度等效果，从而可以保证连铸生产的正常进行，已在大量文献中得到肯定。但是这致使了很多钢厂盲目在中间包内增设控流元件，有时非但起不到优化钢水质量的作用，反而还增大了对耐火材料的侵蚀和卷渣程度，其结果适得其反。此外，成本是需要考虑的另一个因素。控流装置的使用，不仅缩小了中间包的有效容积，还不同程度的存在包内残钢量。实施中间包热周转可以大幅度降低中间包耐火材料的消耗。装有控流装置结构复杂的中间包是不适合进行热周转操作的，而且中间包需要快速更换以配合多炉连浇。Walf认为上下挡墙对去除夹杂物的效果并不适用于各种容量的中间包；Heaslip提出缓冲板安装的位置不合适的话，会对流股特性起到反效果；德国马普斯所与技术中心研究表明，中间包挡墙促进夹杂上浮等作用不明显，建议无挡墙中间包技术。造成此现象的主要原因是一般文献都是针对某些特定连铸参数条件下所做的研究，由此得出的结论是否适用于其他连铸参数还有待考证。

综合考虑，钢包与中间包之间可利用的空间通常是相当有限，因此，除了微合金化或防水口堵塞的钙处理外，中间包中通常不需要安装进行精炼和合金化的设施。中间包内控流装置设置，应以简单适用、综合效果最佳为原则；尽可能地延长钢水在中间包内的停留时间、最大限度地促进夹杂物的上浮和去除、加速钢水混合、均匀钢水的成分和温度、对多流连铸尽量使各流股钢水的流动特征趋于一致。

CN101947643A公开了一种中间包坝堰控流装置。该控流装置，包括置在前部的挡渣墙、设置在挡渣堰后部的挡渣前坝以及设置在挡渣前坝后部的挡渣后坝；挡渣堰的形状为左侧面上下边都是外弧形的横截面为梯形的六面体；挡渣前坝的形状为上底面上下边都是下弧形的横截面为五边形的七面体；挡渣后坝的形状为长方体。其局限性在于结构过于复杂，仅针对具有特定形状的中间包，适用性不强。

CN201579410U公开了一种连铸中间包用整体多功能控流装置，包括侧壁、底面稳流器和内腔，其特征在于，所述侧壁包括前、后、左、右、左前和右前六面侧壁，所述六面侧壁与底面稳流器连接构成六棱柱结构，六棱柱结构的内部形成内腔，所述内腔为带圆角的四棱台结构，该四棱台上口大、下口小，所述左前侧壁和右前侧壁上设置导流孔。其不足之处在于结构复杂，增加了加工制作难度，仅适用于多流T型中间包。

CN1730202A公开了一种能够捕捉夹杂物的中间包塞棒，属于钢铁冶金领域。建立在分形理论基础上，其特点在于塞棒圆周上设置了圆周凸缘，圆周突缘的侧视形状可以是椭圆、圆形、三角形和方向等图形，圆周突缘的俯视形状可以是椭圆、圆形、三角形、方向、多边形。由于中间包出口钢液对塞棒突缘冲刷较为剧烈，严重时突缘发生变形，如此，不仅未起到捕捉聚集夹杂物的效果，反而会增加宏观夹杂。如果采取更换塞棒的做法 ，则其使用寿命明显较低，造成耐火材料的浪费。

发明内容

针对连铸中间包工艺特点和现有技术的缺陷，本发明依据连铸中间包流场的物理模拟和数学模拟相结合的研究结果，综合控流装置的加工、制作、修砌、固定、寿命等多种因素设计的一种用于塞棒的滞流环。设计目的是在保证钢水通过的原则下，在塞棒下部安装滞流环，能够防止短路流，改变钢液流动路径，利于夹杂物上浮，纯净钢水。

一种能够避免短路流优化流场的用于中间包塞棒的滞流环，其特征为环状结构，俯视形状为圆形或左侧部分为椭圆形，右侧部分为圆形，固定在塞棒上，内腔尺寸与塞棒匹配；尺寸R为5~100mm、h为5~30mm、H为5~150mm、r为5~50mm。