一种用于钢水中间包的稳流装置的制作方法

1.本实用新型涉及连铸处理领域，尤其是涉及一种用于钢水中间包的稳流装置。


背景技术：

2.在连铸生产中，为避免钢水进入中间包时发生翻溅或者击穿包底问题，保证开浇顺利以及连续浇注的能力，通常采用在中间包的冲击区域假装稳流装置的方式。
3.现有的稳流装置一般包括接受钢流冲击的基底、用于导流和流体分配且具有不同结构设计的侧壁以及唇部，其中，唇部位于稳流装置的上部，周向环绕稳流装置的上部开口，以便将所接受的向下的钢流从稳流装置内部导向呈向上的流股形式。
4.然而，在某些情况下，由于中间包布设等因素造成进入中间包的钢流是偏心的，钢流无法完整的进入到稳流装置的内部，导致钢流会冲击或者部分冲击稳流装置的唇部，使得所产生的流股形式偏离所设计的理想的向上地流股形式，从而造成稳流装置的使用寿命短，且影响钢水的质量以及最终产品的质量。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型提出了一种用于钢水中间包的稳流装置。
6.本实用新型的主要内容包括：
7.一种用于钢水中间包的稳流装置，包括：
8.至少一个侧壁，所述侧壁围成中空腔体，所述侧壁具有内壁面、外壁面、上壁面和下壁面；所述中空腔体具有中心轴线；
9.唇部，围设在所述侧壁的上壁面，具有外侧面、内侧面以及底面和顶面；所述唇部的外侧面与所述侧壁的外壁面相连，其底面与所述侧壁的内壁面连接；所述唇部包括第一部；
10.其中，所述第一部的顶面包括使通过上水口注入的钢流向中心汇聚的汇聚面；所述第一部的底面包括将进入所述中空腔体内的钢流向上引导的发散面；所述第一部的内侧面用于连接所述汇聚面和所述发散面。
11.优选的，所述发散面与所述侧壁的内壁面连接，且由所述侧壁的内壁面向着所述中空腔体内、向上延伸；所述汇聚面由所述第一部的内侧面向着所述中空腔体外、向上延伸。
12.优选的，所述汇聚面包括第一斜面a和第一斜面b，所述第一斜面a的一侧和所述第一斜面b的一侧相交于第一相交线，所述第一斜面a和所述第一斜面b远离所述第一相交线的一侧与所述中心轴线之间的距离大于或者小于所述第一相交线与所述中心轴线之间的距离。
13.优选的，所述第一斜面a和所述第一斜面b为平面、凹面、凸面或者具有凹凸槽结构。
14.优选的，所述第一相交线与所述侧壁的外壁面之间的夹角为θ，0
°
≤θ≤60
°
。
15.优选的，所述发散面包括第二斜面a和第二斜面b，所述第二斜面a和第二斜面b相交于第二相交线，所述第二斜面a和第二斜面b远离所述第二相交线的一侧与所述中心轴线之间的距离大于或者小于所述第二相交线与所述中心轴线之间的距离。
16.优选的，所述第二斜面a和所述第二斜面b为平面、凹面、凸面或者具有凹凸槽结构。
17.优选的，所述第一部的内壁面为平面或者凸弧面。
18.优选的，所述唇部还包括第二部，所述第二部的顶面与底面平行设置。
19.优选的，所述第一部的内壁面的水平延伸的中心线或者所述第一部的水平延伸的切线的高度为h；所述第二部的底面和所述侧壁的内壁面的相交线的高度为h，其中，h≤0.8h。
20.优选的，所述第二部的顶面高度大于或等于所述第一部的顶面高度；所述第二部的顶面与水平面的夹角大于等于0
°
且小于30
°
。
21.优选的，所述侧壁的外壁面与竖直面的夹角大于等于0度小于45
°
。
22.优选的，所述第一部倚靠在中间包的内壁上；所述唇部的其余部分称为所述第二部。
23.优选的，还包括底部，所述底部设置在所述中间包底壁上或者所述底部为中间包底壁的一部分，用于接受钢流冲击。
24.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出了一种用于钢水中间包的稳流装置，通过在现有唇部结构上设置第一部，形成对稳定上升流的一致性控制，尤其是在向下流股不对中及对中的情况下也能够形成理想的向上的流股形式，改善了稳定浇铸及钢包更换中夹杂物分离水平，提高了流间温度分布的均匀度，从而提高了稳态浇铸及换包过程中钢坯的洁净度和铸坯的质量；此外，本实用新型使得钢水能够有效的进入稳流装置内部，减少了冲击区的湍流强度，有效抑制中间包的起铸喷溅，在一定程度上降低了安全隐患，同时，有效降低了起铸流体的搅动强度以及内渣面的湍动能强度，降低了卷入中间包覆盖剂及吸气的可能性，提高了起铸坯的结晶器的质量，减少了二次夹杂风险。
附图说明
25.图1为非对中情况下使用现有稳流装置的中间包内流体的示意图；
26.图2为图1的另一个视角；
27.图3为本实用新型实施例一中的稳流装置的立体结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例一中的稳流装置的一个视角的剖视图；
29.图5为本实用新型实施例一种的稳流装置的另一个视角的剖视图；
30.图6(a)为实施例二中汇聚面的结构示意图；
31.图6(b)为实施例三中汇聚面的结构示意图；
32.图6(c)为实施例四中汇聚面的结构示意图；
33.图7(a)为实施例五中的发散面的结构示意图；
34.图7(b)为实施例六中的发散面的结构示意图；
35.图7(c)为实施例七中的发散面的结构示意图；
36.图8为本实用新型实施例八的稳流装置的结构示意图；
37.图9为非对中情况下使用本实用新型稳流装置的中间包内流体的示意图；
38.图10为图9的另一个视角；
39.附图标记说明：
40.1-稳流装置；1
’‑
现有的稳流器；10-底部；20-侧壁；200-中空腔体；201-中心轴线； 211-内壁面；212-外壁面；213-下壁面；30-唇部；301-外侧面；302-内侧面；303-底面；304-顶面；31-第一部；310-汇聚面；310a-第一斜面a；310b-第一斜面b；310c
‑ꢀ
第一相交线；311-发散面；311a-第二斜面a；311b-第二斜面b；311c-第二相交线；312
‑ꢀ
第一部的内壁面；32-第二部；2-中间包；3-上水口。
具体实施方式
41.以下结合附图对本实用新型所保护的技术方案做具体说明。
42.请参照图1至图10。本实用新型提出的一种用于钢水中间包的稳流装置，针对因钢流偏心或者中间包布设等问题而造成钢流无法完整进入现有稳流装置内部的问题，而对现有的稳流装置的结构进行改进，能够在向下流股不对中及对中的情况均能形成理想的向上的控股形式。
43.现有的稳流装置1’通常包括接受冲击钢流的基底，围设在所述基底上方边缘的侧壁以及设置在侧壁上端的呈环状或者近似环状的唇部；其中，基底与侧壁以及唇部的下端面围成一收容空间，以接收向下的流体，并从稳流装置内部导向呈向上的流股形式，但对于钢流非对中的情况下，请参照图1和图2，采用现有的稳流装置，钢水由上水口3进入中间包2后，会全部或者部分冲击稳流器的唇部或者稳流器的上演，进而导致中间包起铸喷溅，造成一定的安全风险；同时，中间包起铸流体搅动剧烈，影响起铸坯洁净度及质量；且在中间包正常浇铸及换包过程无法形成有助于夹杂物分离及流体温度均匀分布的理想流体状态；此外，还会造成因中间包内流体停留时间分布不理想而导致易卷入覆盖剂及吸气，造成二次夹杂渣，导致精炼钢水结晶器下降等问题。
44.本实用新型的稳流装置对现有稳流装置的唇部进行了改进，解决了现有稳流装置无法满足特定情况下使用的问题。
45.具体地，本实用新型的稳流装置1具有至少一个侧壁20以及围设在所述侧壁上方的唇部 30，即该稳流装置的形状可以为任一多边形或者圆形；至少一个所述侧壁20围成中空腔体 200，所述中空腔体200具有中心轴线201；所述侧壁20具有内壁面211、外壁面212以及上壁面(未示出)和下壁面213，所述唇部30包括相对设置的外侧面301和内侧面302以及相对设置的底面303和顶面304，其中，所述唇部30的底面303部分放置在所述侧壁20的上壁面上，其余部分向着所述中心轴线201延伸，形成开口，所述开口的内径小于所述中空腔体200的内径。且所述唇部30的外侧面301与所述侧壁20的外壁面相连，其底面与所述侧壁的内壁面211相连。
46.在其中一个实施例中，本实用新型的稳流装置可以为“有底”的装置，也可以为“无底”装置，“有底”是指本稳流装置具有实质的底部10，其被安放在所述中间包2的底壁上，该底部可以为与稳流装置的侧壁相同的材质，也可以为其他材质；同时，该底部可以与侧壁一体成型，也可以是其他安装部件配置在中空腔体的另一端形成的；而“无底”是指本稳流装置仅具有虚拟的底部10，该底部10为中间包底壁的一部分。
47.进一步地，所述唇部30可以仅包括第一部31，也可以同时包括第一部31和第二部32，其中，所述第二部32为现有的唇部结构，即部分底面设置在侧壁的上壁面上，其余部分向内延伸；而所述第一部31的顶面包括使通过上水口3注入的钢流向中心汇聚的汇聚面310；在本实施例中，除了与第二部32的顶面相同的顶面外，所述第一部31的部分顶面为能够使钢流向中心汇聚的结构，且所述第一部31的底面包括将进入所述中空腔体200内的钢流经所述底部10后向上引导的发散面311；第二部32的底面与其顶面平行设置，或与水平面平行，或与水平面具有一定的夹角；而第一部31的底面则具有能够将钢流向上引导的结构；同时，所述第一部31的内壁面用于连接所述汇聚面310和所述发散面311。
48.更进一步地，所述汇聚面310由所述第一部31的内壁面向着远离所述中空腔体200的方向且向上倾斜延伸；所述发散面311由所述侧壁20的内壁面向着所述中空腔体200内部延伸且向上倾斜延伸。
49.实施例一
50.所述汇聚面310包括第一斜面a 310a和第一斜面b 310b，所述第一斜面a310a和第一斜面310b具有一个公共边，该公共边称为第一相交线310c，为了形成汇聚效果，二者均向外翻折，即分别垂直于二者的法线相交于所述中空腔体200外部，也即两者相互远离的一侧与所述中心轴线201的距离相对于所述第一相交线310c与所述中心轴线201的距离更远，也即使得所述汇聚面310整体上看起来为一凹面，即所述第一相交线310c更靠近所述中空腔体 200内。
51.更进一步地，为了保证更好的控流效果，所述发散面311由第二斜面a311a和第二斜面 b311b构成，二者相交于第二相交线311c，二者均向内翻折，即分别垂直于二者的法线相较于所述中空腔体200内部，也即两者相互远离的一侧与所述中心轴线201之间的距离相对于所述第二相交线311c与所述中心轴线201的之间的距离更小；使得所述分散面311整体上看起来为一个凸面。
52.此外，所述第一相交线310c与所述侧壁20的外壁面之间的夹角为θ，0
°
≤θ≤60
°
。
53.在本实施例中，所述第一斜面a310a、第一斜面b310b、第二斜面a311a和第二斜面b311b 均为平面。
54.实施例二
55.请参照图6(a)，在本实施例中，所述第一斜面a310a和所述第一斜面b310b为凸面。
56.实施例三
57.请参照图6(b)，在本实施例中，所述第一斜面a310a和所述第一斜面b310b为凹面。
58.实施例四
59.请参照图6(c)，在本实施例中，所述第一斜面a310a和所述第一斜面b310b为波浪面，即两者均具有凹凸槽结构。
60.实施例五
61.请参照图7(a)，在本实施例中，所述第二斜面a311a和所述第二斜面b311b为凸面。
62.实施例六
63.请参照图7(b)，在本实施例中，所述第二斜面a311a和所述第二斜面b311b为凹面。
64.实施例七
65.请参照图7(c)，在本实施例中，所述第二斜面a311a和所述第二斜面b311b为波浪
面，即两者均具有凹凸槽结构。
66.实施例八
67.请参照图8，所述第一部31的内壁面312用于连接汇聚面310和发散面311，该内壁面 312为凸弧面，在其他实施例中，也可以为平面；所述第一部31的内壁面312的水平延伸的中心线(即当该内壁面312为平面时)或者所述第一部的水平延伸的切线(即当该内壁面312 为凸弧面时)的高度，即其与所述底部之间的距离为h；所述第二部32的底面和所述侧壁的内壁面的相交线的高度，即其与所述底部的距离为h，其中，h≤0.8h。
68.在本实施例中，所述第二部的顶面与水平面具有一定的夹角α，其中0
°
＜α≤30
°
。且所述第二部32的高度大于所述第一部31的高度，即所述第二部32的顶面的高度大于所述第一部31的顶面的高度。
69.在其他实施例中，如图4所示，所述第二部32的底面与水平面的夹角为0
°
。
70.此外，所述侧壁20的外壁面与竖直面的夹角0
°
≤β≤45
°
，更进一步地，所述第一部 31的外侧面依靠在所述中间包的内壁上，所述唇部30的其余部分均为第二部32，通过对现有唇部的基础上设置所述第一部31，既保留了现有稳流装置唇部的导向作用，又能够减缓进入钢水的流速，更通过所述分散面的设计，形成对稳定上升流的一致性控制，不仅能够减少冲击区的湍流强度，还能够优化冲击区的流体结构。
71.如图9和图10所示，采用本实用新型的稳流装置，使得钢流由上水口进入后能够完整的进入到稳流装置内部，避免了对唇部的冲击，还能够形成理想的向上地的流股形式。
72.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，包括：至少一个侧壁，所述侧壁围成中空腔体，所述侧壁具有内壁面、外壁面、上壁面和下壁面；所述中空腔体具有中心轴线；唇部，围设在所述侧壁的上壁面，具有外侧面、内侧面以及底面和顶面；所述唇部的外侧面与所述侧壁的外壁面相连，其底面与所述侧壁的内壁面连接；所述唇部包括第一部；其中，所述第一部的顶面包括使通过上水口注入的钢流向中心汇聚的汇聚面；所述第一部的底面包括将进入所述中空腔体内的钢流向上引导的发散面；所述第一部的内侧面用于连接所述汇聚面和所述发散面。2.根据权利要求1所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述发散面与所述侧壁的内壁面连接，且由所述侧壁的内壁面向着所述中空腔体内、向上延伸；所述汇聚面由所述第一部的内侧面向着所述中空腔体外、向上延伸。3.根据权利要求2所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述汇聚面包括第一斜面a和第一斜面b，所述第一斜面a的一侧和所述第一斜面b的一侧相交于第一相交线，所述第一斜面a和所述第一斜面b远离所述第一相交线的一侧与所述中心轴线之间的距离大于或者小于所述第一相交线与所述中心轴线之间的距离。4.根据权利要求3所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述第一斜面a和所述第一斜面b为平面、凹面、凸面或者具有凹凸槽结构。5.根据权利要求3或4所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述第一相交线与所述侧壁的外壁面之间的夹角为θ，0
°
≤θ≤60
°
。6.根据权利要求3所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述发散面包括第二斜面a和第二斜面b，所述第二斜面a和第二斜面b相交于第二相交线，所述第二斜面a和第二斜面b远离所述第二相交线的一侧与所述中心轴线之间的距离大于或者小于所述第二相交线与所述中心轴线之间的距离。7.根据权利要求6所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述第二斜面a和所述第二斜面b为平面、凹面、凸面或者具有凹凸槽结构。8.根据权利要求1、2、3、4、6、7任一所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述第一部的内壁面为平面或者凸弧面。9.根据权利要求8所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述唇部还包括第二部，所述第二部的顶面与底面平行设置。10.根据权利要求9所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述第一部的内壁面的水平延伸的中心线或者所述第一部的水平延伸的切线的高度为h；所述第二部的底面和所述侧壁的内壁面的相交线的高度为h，其中，h≤0.8h。11.根据权利要求10所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述第二部的顶面高度大于或等于所述第一部的顶面高度；所述第二部的顶面与水平面的夹角大于等于0
°
且小于30
°
。12.根据权利要求9所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述第一部倚靠在中间包的内壁上；所述唇部的其余部分称为所述第二部。13.根据权利要求1、2、3、4、6、7、9、10、11、12任一所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，所述侧壁的外壁面与竖直面的夹角大于等于0度小于45
°
。
14.根据权利要求1、2、3、4、6、7、9、10、11、12任一所述的一种用于钢水中间包的稳流装置，其特征在于，还包括底部，所述底部设置在所述中间包底壁上或者所述底部为中间包底壁的一部分，用于接受钢流冲击。

技术总结
本实用新型提出了一种用于钢水中间包的稳流装置，包括唇部，所述唇部包括使通过上水口注入的钢流向中心汇聚的汇聚面以及将进入所述中空腔体内的钢流经所述底部后向上引导的发散面；不仅能使钢水有效的进入稳流装置内部，减少了冲击区的湍流强度，有效抑制中间包的起铸喷溅，在一定程度上降低了安全隐患，还能够有效降低起铸流体的搅动强度以及内渣面的湍动能强度，降低卷入中间包覆盖剂及吸气的可能性，提高起铸坯的结晶器的质量，减少二次夹杂风险。本实用新型能够形成对稳定上升流的一致性控制，尤其是在向下流股不对中及对中的情况下也能够形成理想的向上的流股形式。情况下也能够形成理想的向上的流股形式。情况下也能够形成理想的向上的流股形式。


技术研发人员：占树华 文可
受保护的技术使用者：维苏威高级陶瓷（中国）有限公司
技术研发日：2021.05.11
技术公布日：2022/5/25