一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)晶器工藝優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在連鑄工藝的生產(chǎn)過程中，鋼液從中間包通過浸入式水口進(jìn)入結(jié)晶器。當(dāng)拉坯速度較高時(shí)，結(jié)晶器內(nèi)會(huì)有較大的液位波動(dòng)，這是因?yàn)樵谕唤Y(jié)晶器寬度下，拉速增大，流股流出水口側(cè)孔的速度和流量增大，流股對(duì)結(jié)晶器窄面的沖擊力增大，導(dǎo)致流股的上回流強(qiáng)度增大，上回流區(qū)與渣面的剪切力增大，造成整個(gè)結(jié)晶器液面不同程度的波動(dòng)，其中以接近彎月面的部分波動(dòng)尤為明顯，且高拉速會(huì)造成下回流強(qiáng)度的增大，使大量夾雜物隨液流進(jìn)入鋼液深部，再難上浮。
[0003]結(jié)晶器液位較大波動(dòng)帶來的危害主要有:(I)液面波動(dòng)會(huì)增加結(jié)晶器鋼水的卷渣風(fēng)險(xiǎn)，鑄坯內(nèi)夾雜物含量超標(biāo)將會(huì)嚴(yán)重影響鑄坯和最終產(chǎn)品的質(zhì)量；(2)液面波動(dòng)會(huì)影響結(jié)晶器保護(hù)渣的三層結(jié)構(gòu)，破壞結(jié)晶器保護(hù)渣的潤(rùn)滑性和傳熱平衡；(3)結(jié)晶器液面波動(dòng)嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)斐设T坯的縱裂漏、夾雜漏等惡性生產(chǎn)事故。
[0004]如何在保證產(chǎn)量與產(chǎn)品質(zhì)量的前提下抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)，是困擾鋼鐵冶金生產(chǎn)企業(yè)多年的難題。通過專利檢索，目前已有相關(guān)的技術(shù)方案公開，如中國專利號(hào):200710047480.7，申請(qǐng)日:2007年10月26日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:可控液面流場(chǎng)和波動(dòng)的連鑄結(jié)晶器裝置，該申請(qǐng)案的抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置由浸入式水口、矯直輥、導(dǎo)向輥、輸向輥、自消式金屬板、保護(hù)渣、鑄坯、水冷式結(jié)晶器和引錠桿組成，該裝置是在傳統(tǒng)的連鑄結(jié)晶器設(shè)備上新加入矯直輥、導(dǎo)向輥、輸向輥和自消式金屬板，通過向結(jié)晶器內(nèi)輸送自消式金屬板來控制結(jié)晶器液面波動(dòng)，其中自消式金屬板成分與結(jié)晶器內(nèi)連鑄坯的成分相同。針對(duì)該申請(qǐng)案，申請(qǐng)人做了多次模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn):(I)當(dāng)該自消式金屬板被送入結(jié)晶器內(nèi)后，由于該自消式金屬板消耗熱量較大，打破結(jié)晶器內(nèi)的熱平衡，降低結(jié)晶器內(nèi)鋼水溫度，減小鋼水流動(dòng)性，使化渣與夾渣物上浮難以進(jìn)行。(2)當(dāng)該自消式金屬板被送入鋼水后，其熔化并非是自上而下的，與浸入式水口側(cè)孔噴出的射流直接接觸的部分會(huì)最先熔化，形成一個(gè)洞，這樣會(huì)難以計(jì)算自消式金屬板的送入速度，為了保證結(jié)晶器中鋼水和鑄坯的“收支平衡”，鑄坯拉速也會(huì)很難確定。所以，該申請(qǐng)案提供的技術(shù)方案，難以在實(shí)際生產(chǎn)過程中予以應(yīng)用。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中雖對(duì)結(jié)晶器液面波動(dòng)的控制做出許多實(shí)驗(yàn)和研宄，但最終難以大規(guī)模普及，宄其原因有二:(I)控制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置成本過高，且連鑄現(xiàn)場(chǎng)處于高溫下，擋渣裝置不易于維護(hù)；(2)控制液面波動(dòng)的效果不理想，甚至?xí)斐尚碌奈：?，得不償失。如何在連鑄過程中實(shí)現(xiàn)良好的抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的效果，且能夠進(jìn)一步去除鋼水中夾雜物，以實(shí)現(xiàn)高純凈鋼的冶煉目標(biāo)，是困擾鋼鐵冶金生產(chǎn)企業(yè)多年的難題。
[0006]申請(qǐng)人安徽工業(yè)大學(xué)已于2015年2月27日遞交了針對(duì)上述問題的發(fā)明創(chuàng)造申請(qǐng)，其具體信息如下，申請(qǐng)?zhí)?2015100899233，發(fā)明創(chuàng)造名稱:一種高拉速下抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置，申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)，申請(qǐng)日:2015年2月27日。但是，該高拉速下抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置還存在以下技術(shù)缺陷:實(shí)際的生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，分流器上的分流器水口流出的鋼液量分布十分不均勻，從而造成保護(hù)渣接受的沖擊不均勻，不利于抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)。綜上所述，如何確保實(shí)際的生產(chǎn)過程中抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置能夠發(fā)揮良好的使用效果，是現(xiàn)有技術(shù)中亟需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明的目的在于克服實(shí)際的生產(chǎn)過程中抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置無法實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器內(nèi)良好的抑制液面波動(dòng)的效果，提供了一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠有效抑制高拉速下結(jié)晶器的液面波動(dòng)，進(jìn)而降低卷渣、鑄坯的縱裂漏等發(fā)生的幾率，有效地去除隨結(jié)晶器下回流進(jìn)入鋼液深部的夾雜物，且能夠有效抑制分流器水口上釋放鋼液量不均勻的現(xiàn)象。
[0009]2.技術(shù)方案
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0011]本發(fā)明的一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置，包括聚流機(jī)構(gòu)、分流機(jī)構(gòu)及連接機(jī)構(gòu)，其中:
[0012]所述的聚流機(jī)構(gòu)包括聚流器、擋流板、出流口和聚流口，所述的聚流器為一圓柱體，該圓柱體內(nèi)部設(shè)有圓柱體空腔，聚流器側(cè)面設(shè)有與其相連通的聚流口，聚流口上邊沿向上方傾斜；所述的聚流器內(nèi)部設(shè)有擋流板，該擋流板固定于聚流器與聚流口上邊沿的連接處，擋流板向下方傾斜；所述的聚流器上部設(shè)有圓形孔，該圓形孔與其上方的連接管相連通；所述的出流口為一中心帶通孔的矩形塊，所述的連接管與其上方的出流口相連通；
[0013]所述的分流機(jī)構(gòu)包括分流器，所述的分流器為一長(zhǎng)方體，分流器上部設(shè)有若干通孔，分流器下部設(shè)有矩形凹槽；所述分流器上部的若干通孔沿著分流器兩側(cè)對(duì)稱分布，且從分流器的中心向分流器兩側(cè)，通孔的大小依次增大；
[0014]所述的連接機(jī)構(gòu)包括吊柱和大吊柱，所述的出流口上表面的四個(gè)角分別與4根吊柱的一端相連，上述4根吊柱的另一端與分流器下表面相連；所述的大吊柱一端與分流器上表面的中心點(diǎn)相連，大吊柱另一端與外界相連；
[0015]上述的聚流機(jī)構(gòu)、分流機(jī)構(gòu)及連接機(jī)構(gòu)由低碳鋼部件構(gòu)成，所述的低碳鋼部件的內(nèi)外表面均設(shè)有涂覆層。
[0016]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述的聚流口上邊沿向上傾角=浸入式水口側(cè)孔向下傾角X2。
[0017]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述的擋流板向下傾角為16°。
[0018]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述的大吊柱與中間包底部或外部支架相連。
[0019]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述的分流器上部設(shè)有6個(gè)通孔，上述6個(gè)通孔關(guān)于大吊柱對(duì)稱分布。
[0020]3.有益效果
[0021]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0022](I)本發(fā)明的一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置，由聚流機(jī)構(gòu)、分流機(jī)構(gòu)及連接機(jī)構(gòu)共同構(gòu)成了特定結(jié)構(gòu)的抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置，通過水模實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):拉坯速度越大，浸入式水口側(cè)孔的射流強(qiáng)度越大，傾斜向下的射流噴射到結(jié)晶器壁的強(qiáng)度越大，所形成的向上和向下的兩個(gè)回流區(qū)的液流強(qiáng)度就越大，由于上回流的剪切力，結(jié)晶器液面出現(xiàn)較大波動(dòng)，隨下回流進(jìn)入鋼液深部的夾雜物也不易上浮。本發(fā)明的一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置能夠在傾斜向下的射流接觸結(jié)晶器壁前將這一射流通過聚流口引入聚流器中，在聚流器內(nèi)，射流動(dòng)量減小并被分散，同時(shí)由于聚流器內(nèi)擋流板的作用，射流很難再由聚流口流出，被引入聚流器的射流動(dòng)量減小后由出流口流出，遇分流器并被均勻分散，最終由分流器水口流出并與保護(hù)渣接觸，由于分流器邊板的阻擋，液流不會(huì)避過分流器而直接沖擊結(jié)晶器壁，結(jié)晶器液面波動(dòng)得到很好的抑制，大部分夾雜物也由本裝置直接引向保護(hù)澄，在保證夾雜物去除的同時(shí)有效抑制了結(jié)晶器液面波動(dòng)，避免了結(jié)晶器液位較大波動(dòng)帶來的危害，改善了結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)。
[0023](2)申請(qǐng)人經(jīng)過大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，若分流器上的分流器水口大小一樣，具有一定動(dòng)能的來流沖擊在分流器上，靠近分流器中心的分流器水口流出的鋼液量大于其他分流器水口流出的鋼液量，造成保護(hù)渣接受的沖擊不均勻，不利于抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)；本發(fā)明的一種升降的有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的系統(tǒng)，其中分流器上部設(shè)有若干通孔(此處的通孔即為分流器水口)，上述若干通孔沿著分流器兩側(cè)對(duì)稱分布，且從分流器的中心向分流器兩偵牝通孔的大小依次增大，上述設(shè)置有效地抑制了分流器水口上釋放鋼液量不均勻的現(xiàn)象，有利于抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)的良好使用效果。
[0024](3)本發(fā)明的一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置，其中涂覆層的組分為85%CaOU.8% MgO,3.2% MnO,0.5%A1203、1.5% S12,0.05% FeO,0.15%Fe203>4% ZrO2,3.8%Cr2O3，該涂覆層不僅具有耐高溫、耐侵蝕性，還具有吸附鋼水中夾雜物的作用；使用本發(fā)明的有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置時(shí)，其涂覆層在與鋼水接觸的過程中，能夠有效地去除鋼水中的三氧化二鋁、硅酸錳和鋁酸鈣等夾雜物，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼水中夾雜物的進(jìn)一步去除，以達(dá)到高純凈鋼的冶煉目標(biāo)。
[0025](4)本發(fā)明的一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制造成本低，便于推廣使用。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中標(biāo)號(hào)說明:1、聚流器；2、擋流板；3、出流口 ；4、吊柱；5、分流器水口 ；6、大吊柱；7、分流器；8、分流器邊板；9、聚流口 ；10、浸入式水口 ；11、保護(hù)渣；12、結(jié)晶器壁；13、射流。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0032]實(shí)施例1
[0033]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例的一種有效抑制結(jié)晶器液面波動(dòng)的裝置，包括聚流機(jī)構(gòu)、分流機(jī)構(gòu)及連接機(jī)構(gòu)，聚流機(jī)構(gòu)能夠先聚集浸入式水口 10側(cè)孔噴出的射流13，減小其動(dòng)量，然后分流機(jī)構(gòu)將動(dòng)量減小的液流均勻釋放，結(jié)晶器液面波動(dòng)得到很好的抑制。連接機(jī)構(gòu)分別用于連接聚流機(jī)構(gòu)與分流機(jī)構(gòu)、分流機(jī)構(gòu)與外界。
[0034]聚流機(jī)構(gòu)包括聚流器1、擋流板2、出流口 3和聚流口 9，聚流器I為一圓柱體，該圓柱體內(nèi)部設(shè)有圓柱體空腔，聚流器I側(cè)面設(shè)有與其相連通的聚流口 9，聚流口 9上邊沿向上方傾斜；聚流器I內(nèi)部設(shè)有擋流板2，該擋流板2固定于聚流器I與聚流口 9上邊沿的連接處，擋流板2向下方傾斜；聚流器I上部設(shè)有圓形孔，該圓形孔與其上方的連接管相連通；出流口 3為一中心帶圓形通孔的矩形塊，連接管與其上方的出流口 3相連通。
[0035]分流機(jī)構(gòu)包括