一种钢包钢水浇铸防卷渣装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种钢包钢水浇铸防卷渣装置，由铁球及其外部的耐火材料层组成，表面开有凹槽，在耐火材料层的外表面还有一层耐蚀保护层，所述防卷渣装置呈鸭蛋状，比重：３．８～４．８ｇ／ｃｍ↑［３］，重心位于铁球端，重心的调整满足Ｇ×Ｌ＝Ｇ１×Ｌ１＋Ｇ２×（Ｈ＋Ｌ２），其中：Ｇ为防卷渣装置的重心；Ｌ为重心的位置；Ｇ１为铁球的重心；Ｌ１为铁球重心的位置；Ｇ２为耐火材料层的重心；Ｌ２为耐火材料层重心的位置；Ｈ为高度。本实用新型专利技术成本低、投入小，使用灵活，具有高耐钢渣、耐钢水侵蚀能力。采用本实用新型专利技术可提高收得率，提高钢水纯净度，减少中间包水口堵塞，提高中间包使用寿命，改善操作工的劳动强度和工作环境。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于连铸
，特别涉及钢包浇铸时防卷渣的装置。
技术介绍
随着冶金技术的进步，钢铁品种和质量的不断提高，对钢水纯净度的要求越来越高。防止钢包下渣是提高钢水纯净度的重要手段之一。有时防止下渣不得不采取钢包留钢浇注操作，严重影响钢水收得率，所以国内外钢铁企业都非常重视挡渣技术，开发了称重自动检测法、电磁检测法、超声波检测法、振动检测法等下渣检测方法。有很多挡渣技术不断应用于生产，尽管起到了挡渣效果，但生产实际中发现，在钢包钢水与钢渣界面随着连铸的进行不断降低，会形成微小旋涡，或会聚成涡流，这些小旋涡或涡流会将少量钢渣卷入水口，大幅度降低钢坯纯净度水平，同时极易造成水口堵塞、蓄留夹杂，严重影响连铸生产。目前，通过采用称重检测、电磁检测、超声波检测等检测手段，再启动相关挡渣装置，可实现挡渣功能，但只能用于防止钢包下渣，不能防止钢包浇铸末期的漩涡卷渣现象。而且需要专用设备，投入较大。虽然有一些挡渣装置的专利，如CN02263016.3专利为一种转炉出钢用挡渣塞，主要解决转炉出钢时将炉渣与钢水分离的问题；CN02232989.7专利公开了一种转炉出钢用挡渣锥，在转炉出钢时使用，能在涡流形成后起到稳定挡渣作用，但不能防止卷渣；02218744.8专利也是一种转炉炼钢挡渣用的球状挡渣器。以上这些挡渣装置都只能应用于转炉挡渣，使钢与渣分离，不能用于钢包连铸挡渣，更不能用于防止钢包卷渣。而且水模试验证明，将转炉用的球状挡渣器应用于防止钢包连铸卷渣，不仅不能抑制钢包中小漩涡的汇聚，往往还促进小漩涡的聚集而造成更为严重的卷渣，不仅影响了钢水的纯净度，还造成水口絮瘤等问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种防止钢包顶渣在旋涡作用下进入中间包的钢水浇铸防卷渣装置本技术是这样实现的该钢包钢水浇铸防卷渣装置由铁球及其外部的耐火材料层组成，表面开有凹槽，其特征在于在耐火材料层的外表面还有一层耐蚀保护层，所述防卷渣装置呈鸭蛋状，比重3.8～4.8g/cm3，重心位于铁球端，重心的调整满足G×L＝G1×L1+G2×(H+L2)，其中G为防卷渣装置的重心；L为重心的位置；G1为铁球的重心；L1为铁球重心的位置；G2为耐火材料层的重心；L2为耐火材料层重心的位置；H为高度。本技术在鸭蛋状防卷渣装置的一端，即铁球的另一端连接一个铁钩；所述鸭蛋状防卷渣装置的尺寸与钢包水口的内径相对应，短轴全长是水口内径的1.1～1.3倍，长轴全长是短轴全长的1.3～1.5倍；所述的表面凹槽为5条，其中4条纵向对称开设，1条横向开设，凹槽呈半圆形，半径为10～15mm。本技术适用于钢包连铸，采用多层式结构，成本低、投入小，使用灵活，具有高耐钢渣、耐钢水侵蚀能力，在制造、使用过程中可根据钢包渣层厚度的变化及挡渣效果，针对水口尺寸灵活调整体密度。采用本技术可以减少大包残余钢水，提高收得率；阻止小漩涡汇聚成能卷渣的涡流，减少进入中间包的钢包顶渣，提高钢水纯净度，减缓中间包内衬的侵蚀，提高中间包使用寿命；提高连浇率，减少长水口中钢渣的蓄留，减少中间包水口堵塞；改善操作工的劳动强度和工作环境。本技术采用3层式结构，其最内部用铁球作为重坠，通过控制铁球心的位置调整防卷渣装置的重心；中间层为耐火材料层，并通过调整耐火层与铁球的重量比控制整个防卷渣装置的比重；最外层为耐蚀保护层，以确保防卷渣装置投入钢包中能抗钢渣和钢水侵蚀，具有足够长的使用时间。本技术的外形设计为鸭蛋状是根据水模试验研究，模拟钢包浇铸状态，对不同钢渣厚度(40～200mm)，同时分别用不同形状的挡渣器进行测试后优化得出的。本技术防卷渣装置的设计关键是重心的调整，其比重范围为3.8～4.8/cm3，重心的位置在铁球所处的一端，按以下重心计算方法将防卷渣装置的重心控制在钢水和钢渣浮力对防卷渣装置作用力的重心之下，确保在钢包浇铸末期使防卷渣装置在钢水中状态为直立，并且浮于钢水与钢渣交界面中间，有效地抑制、阻止钢水中的小漩涡形成旋流，从而实现防止旋流将钢包渣卷入连铸中间包；而且钢水出净时，防卷渣装置能及时落入出钢口处，有效阻塞钢渣G×L＝G1×L1+G2×(H+L2)其中G为防卷渣装置的重心；L为重心的位置；G1为铁球的重心；L1为铁球重心的位置；G2为耐火材料层的重心；L2为耐火材料层重心的位置；H为高度。浮力计算计算条件钢水密度为7g/cm3；钢渣密度为3～3.5g/cm3F器＝F钢水+F渣其中F器为作用于防卷渣装置上的总重量；F钢水为钢水作用于防卷渣装置上的浮力；F渣为钢渣作用于防卷渣装置上的浮力。附图说明附图1为本技术防卷渣装置的结构示意图。附图2为附图1的A-A视图。具体实施方式本技术以生产实际情况为例，按钢水比重7g/cm3、钢渣比重3.5g/cm3、水口内径尺寸80mm，根据计算方法对本技术防卷渣装置进行设计调整，设计出防卷渣装置整体尺寸短轴长85mm、长轴长115mm；比重4.3g/cm3；铁球4的直径φ50mm；耐火材料层3的厚度10mm～35mm。制造时，先将设计加工出的铁球4和铁钩1按设计位置放置在模具中，在铁球4与模具间捣打耐火材料层3，适时脱模，干燥后，在其外部涂抹耐蚀保护层2，完全干燥后即可使用。本技术在防卷渣装置的外表开设凹槽5是为了在浇铸末期，防卷渣装置陷入水口内时，钢水也能通过凹槽5流出。在防卷渣装置的另一端设置铁钩1有利于搬运、吊装及在制作过程中起到定位长轴的作用。使用时，只需将该防卷渣装置投入至钢包中，在钢包钢水浇铸末期，钢包钢水中形成很多小漩涡，并逐渐聚集到水口上方，由于防卷渣装置浮于水口的上方，大部分小漩涡的作用力聚集到防卷渣装置上，导致防卷渣装置上下摆动、左右摆动或轻微转动，从而破坏了小漩涡的汇聚，实现阻止形成可卷渣的旋流的生成，达到防止卷渣的目的，同时还具有挡渣的作用。权利要求1.一种钢包钢水浇铸防卷渣装置，由铁球及其外部的耐火材料层组成，表面开有凹槽，其特征在于在耐火材料层的外表面还有一层耐蚀保护层，所述防卷渣装置呈鸭蛋状，比重3.8～4.8g/cm3，重心位于铁球端，重心的调整满足G×L＝G1×L1+G2×(H+L2)，其中G为防卷渣装置的重心；L为重心的位置；G1为铁球的重心；L1为铁球重心的位置；G2为耐火材料层的重心；L2为耐火材料层重心的位置；H为高度。2.根据权利要求1所述的防卷渣装置，其特征在于在鸭蛋状防卷渣装置的一端，即铁球的另一端安设一个铁钩。3.根据权利要求1所述的防卷渣装置，其特征在于鸭蛋状防卷渣装置的尺寸与钢包水口的内径相对应，短轴全长是水口内径的1.1～1.3倍，长轴全长是短轴全长的1.3～1.5倍。4.根据权利要求1所述的防卷渣装置，其特征在于所述的表面凹槽为5条，其中4条纵向对称开设，1条横向开设，凹槽呈半圆形，半径为10～15mm。专利摘要本技术提供一种钢包钢水浇铸防卷渣装置，由铁球及其外部的耐火材料层组成，表面开有凹槽，在耐火材料层的外表面还有一层耐蚀保护层，所述防卷渣装置呈鸭蛋状，比重3.8～4.8g/cm文档编号B22D43/00GK2917880SQ20062009184公开日2007年7月4日 申请日期2006年6月27日 优先权日2006年6月27本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢包钢水浇铸防卷渣装置，由铁球及其外部的耐火材料层组成，表面开有凹槽，其特征在于在耐火材料层的外表面还有一层耐蚀保护层，所述防卷渣装置呈鸭蛋状，比重：３．８～４．８ｇ／ｃｍ↑［３］，重心位于铁球端，重心的调整满足Ｇ×Ｌ＝Ｇ１×Ｌ１＋Ｇ２×（Ｈ＋Ｌ２），其中：Ｇ为防卷渣装置的重心；Ｌ为重心的位置；Ｇ１为铁球的重心；Ｌ１为铁球重心的位置；Ｇ２为耐火材料层的重心；Ｌ２为耐火材料层重心的位置；Ｈ为高度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李德刚，关勇，李震，廖相巍，黄玉平，李广帮，辛国强，邢本策，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]