專利名稱：一種能夠捕捉夾雜物的連鑄中間包用長水口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種連鑄用中間包用長水口。
背景技術(shù)：
鋼中夾雜物的控制是生產(chǎn)高純凈鋼的重要課題，為此在冶煉過程中采取了各種各樣的方法，中間包里夾雜物的控制是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。
連鑄中間包用長水口是鋼水從鋼水包流入連鑄中間包的連接管道，鋼水中所有的夾雜物都通過長水口進(jìn)入中間包，是夾雜物集中通過的管道。過去的研究中發(fā)現(xiàn)，在連鑄中間包用長水口的周圍有鏈狀的夾雜物凝聚體，如圖1所示。
鏈狀的夾雜物凝聚體的形成機(jī)理，可以應(yīng)用分形理論DLA模型的集團(tuán)凝聚模式模擬得出，模擬得到的類似圖形如圖2所示，模擬過程證明鏈狀的夾雜物凝聚體是大量夾雜物粒子存在時(shí)的凝聚產(chǎn)物。這一發(fā)現(xiàn)表明，在連鑄中間包用長水口的周圍，夾雜物粒子的密度高于中間包其他區(qū)域，指出了一個(gè)高效捕捉鋼中夾雜物的區(qū)域。分析夾雜物粒子密集存在的原因，可以認(rèn)為有(1)鋼水中夾雜物粒子通過長水口進(jìn)入中間包后，在隨著鋼水流向他處的同時(shí)，因密度差而產(chǎn)生一個(gè)上浮的分力，因此在沿長水口圓周法線方向離開長水口的速度遠(yuǎn)較鋼水為慢，而在長水口的周圍聚集；(2)夾雜物粒子在長水口出口的折返混流中激烈碰撞長大而上浮分力增大，于是在沿長水口圓周法線方向離開長水口的速度比鋼水慢得更多，進(jìn)一步增大了這個(gè)區(qū)域里夾雜物粒子的密度。由于這個(gè)區(qū)域里夾雜物粒子的密度大，那么在這一區(qū)域里實(shí)施捕捉夾雜物粒子效率更高。這高密度區(qū)域的示意圖如圖3所示。
另外應(yīng)用分形理論DLA模型的單體凝聚模式，對一個(gè)個(gè)夾雜物粒子的單獨(dú)凝聚行為進(jìn)行模擬得出，它們在大的物體表面上凝聚的比率大，并且粒子易于在一個(gè)物體的向外伸出的尖端上凝聚，也就是更容易在已經(jīng)粘結(jié)到大的物體表面上的粒子上再凝聚，從而加快了粘結(jié)到大的物體表面上的粒子的長大速度，二維條件下模擬一個(gè)個(gè)粒子在一個(gè)大的物體上凝聚的結(jié)果如圖4所示，發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在保證鋼水通過的原則下，對于中間包長水口伸入鋼水中部分的外形進(jìn)行改進(jìn)，在鋼水通過時(shí)捕捉鋼水中的夾雜物，純凈鋼水。
一種能夠捕捉夾雜物的連鑄中間用長水口，其特征在于長水口外圓周上設(shè)置了圓周突緣，圓周突緣的側(cè)視形狀可以是橢圓、圓形、三角形和方形等圖形，尺寸A為5～1200mm、B為0～500mm、C為5～400mm。圓周突緣的俯視形狀可以是橢圓、圓形、三角形、方形、多邊形。
工作原理是，鋼水中的小夾雜物粒子從長水口下口出來以后，向上浮過程中被突出的部分(命名為圓周突緣)捕獲，在上面聚集長大，當(dāng)聚集的夾雜物因鋼水流的帶動(dòng)或自身的浮力要上浮時(shí)，會(huì)沿著圓周突緣的下弧線上浮，到一定的高度后脫離，上浮進(jìn)入熔渣而不再卷入鋼水。
通過對于長水口外部的形狀進(jìn)行改進(jìn)，使得鋼水通過時(shí)捕捉鋼水中的夾雜物，達(dá)到了純凈鋼水的目的。


圖1為中間包里的長水口周圍取樣得到的鋼水中夾雜物的SEM照片。
圖2為應(yīng)用分形理論DLA模型的集團(tuán)凝聚模式模擬得到的與圖1結(jié)果相似的圖形。
圖3長水口周圍鋼水中夾雜物粒子密集存在示意圖。
1.長水口，2.渣，3.鋼水，4.鋼水流線.，5.夾雜物粒子圖4為二維條件下模擬一個(gè)個(gè)粒子在一個(gè)大的物體上凝聚的結(jié)果。
圖5為本發(fā)明中間包長水口示意圖。
6圓周突緣圖6至圖9為不同形狀的圓周突緣俯視圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種能夠捕捉夾雜物的連鑄中間包長水口，其側(cè)視圖形狀是橢圓形的，俯視圖形狀如圖6所示。
尺寸A為10mm、B為5mm、C為20mm。
實(shí)施例2一種能夠捕捉夾雜物的連鑄中間包長水口，其側(cè)視圖形狀是圓形的，俯視圖形狀如圖7所示。
尺寸A為160mm、B為40mm、C為140mm。
實(shí)施例3一種能夠捕捉夾雜物的連鑄中間包長水口，其側(cè)視圖形狀是方形的，俯視圖形狀如圖8所示。
尺寸A為400mm、B為140mm、C為200mm。
實(shí)施例4一種能夠捕捉夾雜物的連鑄中間包長水口，其側(cè)視圖形狀是三角形的，俯視圖形狀如圖9所示。
尺寸A為1100mm、B為300mm、C為340mm。
權(quán)利要求
1.一種能夠捕捉夾雜物的連鑄中間包長水口，其特征在于塞棒外圓周上設(shè)置了圓周突緣(6)，圓周突緣(6)的側(cè)視形狀分別為是橢圓形、圓形、三角形和方形，尺寸A為5～1200mm、B為0～500mm、C為5～400mm，圓周突緣的俯視形狀分別是橢圓、圓形、三角形、方形、多邊形。
全文摘要
一種能夠捕捉夾雜物的連鑄中間包長水口，屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域。其特征在于長水口外圓周上設(shè)置了圓周突緣(6)，圓周突緣(6)的側(cè)視形狀分別為橢圓形、圓形、三角形和方形，尺寸A為5～1200mm、B為0～500 mm、C為5～400 mm，圓周突緣的俯視形狀分別是橢圓、圓形、三角形、方形、多邊形。鋼水中的小夾雜物粒子從長水口出來后上浮過程中，碰到長水口圓周上突出的部分，被其捕獲，在上面聚集長大，當(dāng)聚集的夾雜物因鋼水流的帶動(dòng)或自身的浮力要上浮時(shí)，會(huì)沿著圓周突緣的下弧線上浮，到一定的高度后脫離，上浮進(jìn)入熔渣而不再卷入鋼水。通過對于長水口外部的形狀進(jìn)行改進(jìn)，使得鋼水通過時(shí)捕捉鋼水中的夾雜物，達(dá)到了純凈鋼水的目的。
文檔編號(hào)B22D41/16GK1730201SQ20051008632
公開日2006年2月8日 申請日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者李宏, 王新華, 王萬軍, 張炯明 申請人:北京科技大學(xué)