CN204470560U - 一种异型坯连铸中间包湍流控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种异型坯连铸中间包湍流控制器，包括外壳、底板、套芯和压环，外壳为上端开口的空腔结构，底板位于外壳空腔底上，套芯的底端位于底板之上，压环设置在套芯上端并位于外壳空腔内，压环和套芯的纵向中心线与外壳内腔的纵向中心线重合，在外壳内腔底与底板、外壳内壁与套芯之间设置膨胀缝。本实用新型通过在套芯上方设置压环，解决了套芯侧壁上层镁碳砖脱落的问题；在安装该湍流控制器时，在压环的上方同一平面内同一圆周上设置多个压砖，来解决湍流控制器整体漂浮问题，提高了湍流控制器的质量稳定性，取得了预料不到的技术效果。

Description

一种异型坯连铸中间包湍流控制器

技术领域

本实用新型涉及一种异型坯连铸中间包湍流控制器，属于连铸中间包工艺技术领域。

背景技术

近终形异型坯连铸因其断面的特殊性，它是集圆坯、方坯、板坯于一体的新型连铸工艺，中间包设计为狭长的梯形包，每个铸流采用2个定径水口浇注，中间包流场不均匀。在中间包内设置湍流控制器，可以改变中间包内钢水的运行路线，延长停留时间，促进夹杂物的上浮排除，对提高铸坯质量有重要作用。现有技术生产的复合式湍流控制器，包括外壳、底板、套芯、膨胀缝、抗氧化涂层，在近终形异型坯连铸中间包生产应用中存在的问题和不足：(1)复合式湍流控制器质量稳定性不足，制备套芯侧壁的上层镁碳砖易出现脱落问题，影响使用寿命；(2)复合式湍流控制器安装有缺陷，易出现整体漂浮，造成异型坯连铸机非计划停浇事故。

中国专利文献CN203992297U公开了一种连铸中间包内旋型湍流控制器，该湍流控制器包括控制器本体和本体内的中空腔室，中空腔室的上端设有开口，中空腔室底部四周设置有旋向一致，不与侧面垂直的立方体旋流挡片。在中间包长水口的正下方，与浇注的长水口对应的中空腔室底部设置旋向一致的立方体旋流挡片，使经中间包长水口注入的钢水形成一个旋流的速度场，即能防止液面波动过大，稳定钢液，降低湍动能，产生的离心力又很大程度的促进了非金属夹杂物的碰撞几率，碰撞聚集长大后更好的上浮，能更有利于去除，最终达到净化钢液的目的。该湍流控制器的主要目的是去除钢液中的杂质，对于近终形异型坯连铸中间包并不适用，也不能够解决近终形异型坯连铸中间包中湍流控制器所存在的问题。

中国专利文献CN203316714U记载了一种连铸中间包自旋式湍流控制器，该湍流控制器包括旋流室和设置在旋流室底部的切线入口，还包括导流槽，该导流槽包括相互连接的倾斜槽和水平槽，所述水平槽与旋流室底部的切线入口相连，倾斜槽安装在中间包的长水口的下方。本实用新型连铸中间包自旋式湍流控制器，通过设置导流槽，长水口不需要与旋流室连接就可以使钢水进入旋流室形成旋流场，解决了现有技术中长水口更换困难的技术问题，且去除夹杂物的效果更好。该湍流控制器主要用来解决长水口更换困难的技术问题，对于近终形异型坯连铸中间包并不适用，也没有解决近终形异型坯连铸中间包中湍流控制器所存在的问题。

通过检索，未发现有解决近终形异型坯连铸中间包湍流控制器所存在的技术问题的现有技术，也没有发现任何关于解决近终形异型坯连铸中间包湍流控制器所存在的技术问题的报道。因此，亟需设计一种新型结构形式的异型坯连铸中间包湍流控制器。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种异型坯连铸中间包湍流控制器。

本实用新型的技术方案如下：

一种异型坯连铸中间包湍流控制器，包括外壳、底板、套芯和压环，所述外壳为上端开口的空腔结构，所述底板位于外壳空腔底上，所述套芯的底端位于底板之上，所述压环设置在套芯上端并位于外壳空腔内，所述压环和套芯的纵向中心线与外壳内腔的纵向中心线重合，在外壳内腔底与底板、外壳内壁与套芯之间设置膨胀缝，在套芯和底板外露面上涂抹有抗氧化涂层。

优选的，所述外壳包括依次连接为一体的外弧壁、外壳侧壁和外壳内端壁。

优选的，所述外弧壁呈上沿大、下沿小的半圆形，所述外壳侧壁呈上沿大、下沿小的梯形，外壳内端壁呈矩形。

优选的，所述外壳采用镁尖晶石质浇注料浇注成型。

优选的，所述底板采用机压成型的镁碳砖砌筑。

优选的，所述底板采用镁碳砖的长度为230～300mm、宽度为115～150mm、厚度为65～100mm。

进一步优选的，所述底板采用镁碳砖的长×宽×厚为300×150×100mm或230×115×65mm。

优选的，所述膨胀缝的材料选用耐火石棉布。

优选的，所述外壳内壁与套芯之间的膨胀缝厚度为1.0～1.5mm；所述外壳内腔底与底板之间的膨胀缝厚度为2.0～2.5mm。

优选的，所述套芯和压环均为圆环形柱状体，所述套芯和压环的圆环内径均为380～420mm，所述套芯的圆环厚度为105～115mm，所述压环的圆环厚度为套芯的圆环厚度与膨胀缝的厚度之和。

优选的，所述套芯采用弧形镁碳砖环形砌筑，镁碳砖之间采用高温粘合剂组合而成。

优选的，所述镁碳砖是指用于炼钢转炉、精炼炉的树脂结合的镁碳砖，其MgO含量为69～85％，C含量为14～18％，体积密度为2.87～3.15g/cm³，常温耐压强度为30～50MPa。

优选的，所述高温粘合剂，采用常温耐火砖粘接强度≥11kg/cm²且1500℃烧后耐火砖粘接强度≥54kg/cm²的粘合剂。

优选的，所述压环的圆环高度为25～35mm，压环采用镁尖晶石质浇注料浇注成型。

该异型坯连铸中间包湍流控制器的安装过程，包括以下步骤，

(1)采用现有技术，先施工包底工作衬干式料，厚度为60～80mm；再施工冲击区工作衬以外的包壁工作衬干式料，厚度为70～80mm，然后烘烤成型；

(2)将湍流控制器定位，其纵向中心线与钢包长水口的中心线重合，在湍流控制器与永久衬之间，采用涂抹料填实；

(3)固定湍流控制器，采用用后镁碳砖湿法砌筑冲击区工作衬，待砌筑到湍流控制器的上沿时，水平安置三块压砖，其中一块压砖安置于中间包冲击区纵向中心线上，另两块压砖与中间包冲击区纵向中心线对称安置，其与水平方向的夹角均为60°～90°，且压砖的一端嵌入冲击区工作衬内，另一端水平压过湍流控制器的压环厚度的1/3～1/2，然后继续采用用后镁碳砖砌筑完成冲击区工作衬，最后在用后镁碳砖的外表面涂抹一层涂抹料，冲击区工作衬的厚度x为50～70mm，涂抹料的厚度y为15～25mm，至此完成异型坯连铸中间包湍流控制器的安装。

步骤(3)中，所述用后镁碳砖，是指镁碳砖在炼钢转炉、精炼炉上使用后、拆除的用后镁碳砖，并经拣选、清理、砌砖机定长切割而成，其定尺长度与冲击区工作衬的厚度相等，为50～70mm。

步骤(1)中，所述包壁工作衬干式料和包底工作衬干式料，是指现有技术生产的用于连铸机中间包工作衬的镁尖晶石质干式料或再生镁碳质干式料。

步骤(3)中，所述涂抹料，是指现有技术生产的用于连铸机中间包工作衬的镁质涂抹料或再生镁铬碳质涂抹料。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型改进的湍流控制器在异型坯连铸中间包上应用后，其上部增设的压环以及设计的大小不同的膨胀缝，解决了套芯侧壁上层镁碳砖脱落的问题，取得了预料不到的技术效果。

2、本实用新型改进后的湍流控制器，在异型坯连铸中间包上安装时，在其上部增设三块压砖进行湍流控制器的固定，三点决定一个平面，彻底解决了湍流控制器整体漂浮问题，提高了湍流控制器的质量稳定性。

3、本实用新型在提高湍流控制器质量稳定性的同时，延长了其使用寿命，单包连浇时间由30～34小时提高到36～40小时，同比提高4小时以上，同时本质上解决了因湍流控制器质量问题引发的异型坯连铸机非计划停浇事故，提高了使用安全可靠性。

4、本实用新型湍流控制器的安装方法，其中使用炼钢转炉、精炼炉上使用后的废镁碳砖，经拣选、清理、定长切割后，直接用于砌筑异型坯连铸中间包冲击区工作衬，同比降低中间包工作衬耐材成本0.5～1.0元，同时节约了矿物资源、减少了环境污染，对钢铁企业打造低成本竞争优势，建设资源节约型、环境友好型企业具有重要的战略意义。

附图说明

图1为本实用新型异型坯连铸中间包湍流控制器的主视图；

图2为本实用新型异型坯连铸中间包湍流控制器的俯视图；

图3为本实用新型异型坯连铸中间包湍流控制器安装时的俯视图；

图4为图3中A-A方向的剖视图。

其中：1、压环，2、外壳，3、套芯；4、底板，5、膨胀缝A，6、膨胀缝B，7、外弧壁，8、外壳侧壁，9、外壳内端壁，10、中间包永久衬，11、冲击区工作衬，12、压砖，13、湍流控制器，14、涂抹料，15、包壁工作衬干式料，16、水口，17、包底工作衬干式料，18、钢包长水口。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

本实施例提供一种异型坯连铸中间包湍流控制器13，如图1和图2所示，该湍流控制器13包括外壳2、底板4、套芯3和压环1，外壳2为上端开口的空腔结构，底板4位于外壳空腔底上，套芯3的底端位于底板4之上，压环1设置在套芯3上端并位于外壳空腔内，压环1和套芯3的纵向中心线与外壳内腔的纵向中心线重合，在外壳内腔底与底板4、外壳内壁与套芯3之间设置膨胀缝，在套芯和底板外露面上涂抹有抗氧化涂层。

其中，外壳2的外形呈扇形，外壳2包括依次连接为一体的外弧壁7、外壳侧壁8和外壳内端壁9。外弧壁7的两侧连接外壳侧壁8，两侧的外壳侧壁8通过外壳内端壁9相连形成一内部空腔。外弧壁7呈上沿大、下沿小的半圆形，且要保证外弧壁7的坡度设置与其安装后外靠的中间包永久衬10的坡度大小一致，外壳侧壁8呈上沿大、下沿小的梯形，外壳内端壁9呈矩形。

在材质方面，外壳2采用镁尖晶石质浇注料浇注成型。底板4采用机压成型的镁碳砖砌筑。底板4采用镁碳砖的长×宽×厚为300×150×100mm。用作膨胀缝的材料选用耐火石棉布。其中，外壳内壁与套芯之间的膨胀缝A5厚度为1.0mm；外壳内腔底与底板之间的膨胀缝B6厚度为2.0mm。

套芯3和压环1均设计为圆环形柱状体，套芯3和压环1的圆环内径D均为380mm，套芯3的圆环厚度C为105mm，压环1的圆环厚度为套芯的圆环厚度C与膨胀缝A5的厚度e之和，压环1的圆环高度a为25mm，压环1采用镁尖晶石质浇注料浇注成型。套芯3采用弧形镁碳砖环形砌筑，镁碳砖之间采用高温粘合剂组合而成。

镁碳砖是指用于炼钢转炉、精炼炉的树脂结合的镁碳砖，其MgO含量为69～85％，C含量为14～18％，体积密度为2.87～3.15g/cm³，常温耐压强度为30～50MPa。

高温粘合剂，采用常温耐火砖粘接强度≥11kg/cm²且1500℃烧后耐火砖粘接强度≥54kg/cm²的粘合剂。

本实施例提供的湍流控制器，在套芯的上方增设压环，并结合合理设计的膨胀缝，其中膨胀缝A的厚度e和膨胀缝B的厚度b，是本领域的技术人员经过设计计算和实践探索得到的，使得本实用新型既可消除镁尖晶石质浇注料、镁碳砖受热膨胀作用导致的裂纹质量问题、又可解决因膨胀缝设置过大导致的套芯侧壁上层镁碳砖松动、脱落问题。

实施例2：

本实施例提供一种异型坯连铸中间包湍流控制器，结构如实施例1所述，不同之处在于：底板4采用镁碳砖的长×宽×厚为230×115×65mm。外壳内壁与套芯3之间的膨胀缝A5厚度为1.5mm；外壳内腔底与底板4之间的膨胀缝B6厚度为2.5mm。

套芯3和压环1均设计为圆环形柱状体，套芯3和压环1的圆环内径D均为420mm，套芯3的圆环厚度C为115mm，压环1的圆环厚度为套芯的圆环厚度C与膨胀缝A5的厚度e之和，压环1的圆环高度a为35mm，压环1采用镁尖晶石质浇注料浇注成型。套芯3采用弧形镁碳砖环形砌筑，镁碳砖之间采用高温粘合剂组合而成。

如图3和图4所示，该异型坯连铸中间包湍流控制器的安装过程如下：

(1)采用现有技术，先施工包底工作衬干式料17，厚度h为80mm；再施工冲击区工作衬以外的包壁工作衬干式料15，厚度z为80mm，然后烘烤成型；

(2)将湍流控制器13定位，其纵向中心线与钢包长水口18的中心线重合，在湍流控制器13与永久衬10之间，采用涂抹料填实；

(3)固定湍流控制器13，采用用后镁碳砖湿法砌筑冲击区工作衬11，待砌筑到湍流控制器13的上沿时，水平安置三块压砖12，其中一块压砖安置于中间包冲击区纵向中心线上，另两块压砖与中间包冲击区纵向中心线对称安置，其与水平方向的夹角β均为90°，且压砖的一端嵌入冲击区工作衬11内，另一端水平压过湍流控制器13的压环1厚度的1/2，然后继续采用用后镁碳砖砌筑完成冲击区工作衬11，最后在用后镁碳砖的外表面涂抹一层涂抹料14，冲击区工作衬11的厚度x为70mm，涂抹料14的厚度y为25mm，至此完成异型坯连铸中间包湍流控制器的安装。

其中，步骤(3)中采用的用后镁碳砖，是指镁碳砖在炼钢转炉、精炼炉上使用后、拆除的用后镁碳砖，并经拣选、清理、砌砖机定长切割而成，其定尺长度与冲击区工作衬的厚度相等，为70mm。

步骤(1)中，所述包壁工作衬干式料15和包底工作衬干式料17，是指现有技术生产的用于连铸机中间包工作衬的镁尖晶石质干式料或再生镁碳质干式料。

步骤(3)中采用的涂抹料14，是现有技术生产的用于连铸机中间包工作衬的镁质涂抹料或再生镁铬碳质涂抹料。

安装后的湍流控制器，通过三点确定一个平面原理，在压环的上方同一平面内设置三块压砖，三块压砖有效提供了横向和纵向的支撑力和压力，使的湍流控制器在中间包内更为牢固更为稳定，避免了湍流控制器整体漂浮问题，提高了湍流控制器的质量稳定性。

Claims (8)

1.一种异型坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，包括外壳、底板、套芯和压环，所述外壳为上端开口的空腔结构，所述底板位于外壳空腔底上，所述套芯的底端位于底板之上，所述压环设置在套芯上端并位于外壳空腔内，所述压环和套芯的纵向中心线与外壳内腔的纵向中心线重合，在外壳内腔底与底板、外壳内壁与套芯之间设置膨胀缝，在套芯和底板外露面上涂抹有抗氧化涂层。

2.如权利要求1所述的异型坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述外壳包括依次连接为一体的外弧壁、外壳侧壁和外壳内端壁；所述外弧壁呈上沿大、下沿小的半圆形，所述外壳侧壁呈上沿大、下沿小的梯形，外壳内端壁呈矩形。

3.如权利要求1或2所述的异型坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述底板采用机压成型的镁碳砖砌筑；所述底板采用镁碳砖的长度为230～300mm、宽度为115～150mm、厚度为65～100mm。

4.如权利要求3所述的异型坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述底板采用镁碳砖的长×宽×厚为300×150×100mm或230×115×65mm。

5.如权利要求1所述的异型坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述外壳内壁与套芯之间的膨胀缝厚度为1.0～1.5mm；所述外壳内腔底与底板之间的膨胀缝厚度为2.0～2.5mm。

6.如权利要求1所述的异型坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述套芯和压环均为圆环形柱状体，所述套芯和压环的圆环内径均为380～420mm，所述套芯的圆环厚度为105～115mm，所述压环的圆环厚度为套芯的圆环厚度与膨胀缝的厚度之和。

7.如权利要求1所述的异型坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述套芯采用弧形镁碳砖环形砌筑，镁碳砖之间采用高温粘合剂组合而成。

8.如权利要求6所述的异型坯连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述压环的圆环高度为25～35mm。