防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包的制作方法
【專利摘要】一種防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包包括包壁和包底，所述包底包括由外至內(nèi)的外殼、永久層、工作層三層結(jié)構(gòu)，所述包底的工作層包括保溫磚和水口座磚，在所述水口座磚上開設(shè)用于鋼包內(nèi)的鋼液流出的滑動(dòng)水口，所述水口座磚的高度低于所述包底的保溫磚的高度，以使滑動(dòng)水口周圍的水口座磚相對(duì)于保溫磚形成凹坑，進(jìn)而增加鋼包內(nèi)的鋼液液面距離滑動(dòng)水口的距離，本實(shí)用新型通過在鋼包的底部形成一個(gè)凹坑，將滑動(dòng)水口設(shè)置在該凹坑上，進(jìn)而通過增加鋼液距離凹坑的底部的距離來實(shí)現(xiàn)增加鋼液距離滑動(dòng)水口的距離，而且鋼包的容鋼液量也基本不變，設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用效果較好。
【專利說明】
防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于金屬鑄造用澆注設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]為預(yù)防鑄鋼件澆注時(shí)鋼渣進(jìn)入到鑄型影響鑄件質(zhì)量，澆注時(shí)必須留有充足的余鋼，確保澆注完畢后鋼渣不會(huì)進(jìn)入到鑄型中?？紤]到成本因素，一般情況，余鋼重量都控制在5t左右。
[0003]但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鑄件質(zhì)量的檢測(cè)要求也越來越高，陸續(xù)反映出鑄件中存有鋼渣。通過分析發(fā)現(xiàn)，這些鋼渣都是澆注后期被鋼液卷入到鑄型中去的，鋼渣一旦直接進(jìn)入鑄件本體，對(duì)鑄件質(zhì)量影響非常大，后續(xù)需要花費(fèi)很大的精力去挖除和焊修缺陷，對(duì)生產(chǎn)成本的節(jié)約及生產(chǎn)效率的提高非常不利。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中也有通過改變鋼包底部結(jié)構(gòu)來減少鋼液的卷渣，例如申請(qǐng)?zhí)枮?201410611773.3的發(fā)明專利申請(qǐng)中，公開一種放置鋼水卷渣的鋼包設(shè)計(jì)方法，是將鋼包的包底設(shè)計(jì)為一半高、一半低呈臺(tái)階狀，臺(tái)階的高度差等于鋼水卷渣時(shí)的高度，鋼包水口位置設(shè)置在鋼包底水平面低的一側(cè)，該技術(shù)方案中，將整個(gè)包底設(shè)計(jì)為臺(tái)階狀，雖然可以增加鋼液距離水口的距離，但是該鋼包的體積明顯減小，鋼包的容鋼液量也大大減少，當(dāng)需要容納同樣的鋼液時(shí)，需要更大規(guī)格的鋼包來實(shí)現(xiàn)，造成資源浪費(fèi)、成本增加。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有必要提出一種更加節(jié)約成本、又能增加鋼液距離滑動(dòng)水口的距離的防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包。
[0006]—種防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包包括包壁和包底，所述包壁包括由外至內(nèi)的外殼、永久層、保溫層、工作層四層結(jié)構(gòu)，所述包底包括由外至內(nèi)的外殼、永久層、工作層三層結(jié)構(gòu)，所述包底的工作層包括保溫磚和水口座磚，在所述水口座磚上開設(shè)用于鋼包內(nèi)的鋼液流出的滑動(dòng)水口，所述水口座磚的高度低于所述包底的保溫磚的高度，以使滑動(dòng)水口周圍的水口座磚相對(duì)于保溫磚形成凹坑，進(jìn)而增加鋼包內(nèi)的鋼液液面距離滑動(dòng)水口的距離。
[0007]優(yōu)選的，所述保溫磚為長(zhǎng)方體，將包底的保溫磚豎向設(shè)置，所述水口座磚的保溫磚橫向設(shè)置，以使水口座磚的保溫磚的高度低于包底的保溫磚的高度，以形成凹坑。
[0008]優(yōu)選的，所述凹坑的深度為包底的保溫磚的高度的1/2?2/3。
[0009]優(yōu)選的，所述滑動(dòng)水口為圓形，所述凹坑為正方體，滑動(dòng)水口的直徑為水口座磚的邊長(zhǎng)的1/3?1。
[0010]優(yōu)選的，所述滑動(dòng)水口的直徑為凹坑的邊長(zhǎng)的1/2。[〇〇11]優(yōu)選的，所述滑動(dòng)水口的位置偏離凹坑的中心位置。[〇〇12]優(yōu)選的，在所述包底的工作層上設(shè)置兩個(gè)所述水口座磚，以形成兩個(gè)凹坑，在兩個(gè)所述凹坑上分別開設(shè)所述滑動(dòng)水口，所述兩個(gè)凹坑設(shè)置在包底的相同半圓包底上，所述兩個(gè)凹坑之間的距離不小于所述包底的半徑。
[0013]優(yōu)選的，所述包底是傾斜的，傾斜方向?yàn)橛刹辉O(shè)置水口座磚的半圓包底向設(shè)置水口座磚的半圓包底傾斜，進(jìn)而增加鋼包內(nèi)的鋼液液面距離凹坑內(nèi)的滑動(dòng)水口的距離。[〇〇14]優(yōu)選的，在包底還設(shè)置滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)與滑動(dòng)水口配合，以將滑動(dòng)水口打開或封堵。
[0015]本實(shí)用新型通過在鋼包的底部形成一個(gè)凹坑，將滑動(dòng)水口設(shè)置在該凹坑上，進(jìn)而通過增加鋼液距離凹坑的底部的距離來實(shí)現(xiàn)增加鋼液距離滑動(dòng)水口的距離，而且鋼包的容鋼液量也基本不變，設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用效果較好?！靖綀D說明】
[0016]圖1為防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包的包底的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1中的包底的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為鋼廠普遍采用的鋼包的包底的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為圖3中的包底的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:包底1、保溫磚11、水口座磚12、凹坑13、滑動(dòng)水口 14。【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)施效果作進(jìn)一步說明。
[0022]參見圖1、圖2,上述防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包包括包壁和包底1，包壁包括由外至內(nèi)的外殼、永久層、保溫層、工作層四層結(jié)構(gòu)，包底1包括由外至內(nèi)的外殼、永久層、工作層三層結(jié)構(gòu)，包底1的工作層包括保溫磚11和水口座磚12,在水口座磚12上開設(shè)用于鋼包內(nèi)的鋼液流出的滑動(dòng)水口 14，水口座磚12的高度低于包底1的保溫磚11的高度，以使滑動(dòng)水口 14周圍的水口座磚12相對(duì)于保溫磚11形成凹坑13，進(jìn)而增加鋼包內(nèi)的鋼液液面距離滑動(dòng)水口 14的距離。[〇〇23]本技術(shù)方案也是通過改變鋼包包底1結(jié)構(gòu)來減少鋼液的卷渣。
[0024]通常在澆注過程中，隨著澆注后期鋼水液面的下降，鋼液產(chǎn)生匯流漩渦，促進(jìn)渣鋼乳化，鋼渣隨著鋼液流進(jìn)鑄型。在容器排流過程中，液體先垂直下降，降到一定高度時(shí)，液體便開始向滑動(dòng)水口 14中線匯集，并在渣層表面形成漩渦，這時(shí)的液面高度稱為臨界漩渦高度H。隨著鋼液面進(jìn)一步下降，凹渦越來越明顯，旋流速度也越來越大，直至貫通水口，這時(shí)的液面高度稱為貫通高度，此時(shí)大量渣子已經(jīng)進(jìn)入水口。液面繼續(xù)下降，原本向出流口中心線匯流的流體質(zhì)點(diǎn)，由于離心力的作用產(chǎn)生切向速度，使其運(yùn)動(dòng)軌跡越來越偏離徑向而演變成繞中心線的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，最終發(fā)展為具有強(qiáng)烈抽吸作用的貫通出流口的漏斗狀漩渦，致使漩渦卷渣而下。
[0025]普遍鋼廠采用的鋼包包底1結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，包括氬氣座磚，透氣塞，水口座磚 12,滑動(dòng)水口 14,鋼包包底1耐材，其中水口座磚12、氬氣座磚與鋼包包底1耐材處于同一平面，鋼液澆注到后期剩余5t左右時(shí)，滑動(dòng)水口 14上方的鋼液面開始形成漩渦，并且越來越嚴(yán)重，最后鋼渣被卷到鑄型中，嚴(yán)重影響鑄件表面質(zhì)量。
[0026]而本實(shí)用新型是在鋼包的包底1上設(shè)計(jì)一個(gè)凹坑13,又將滑動(dòng)水口 14開設(shè)在凹坑13上，進(jìn)而增加鋼液液面距離凹坑13及水口的高度，如此，凹坑13中的鋼液高度大于鋼包內(nèi)的鋼液高度，相比較于包底是平面時(shí)，5t的余鋼量已經(jīng)達(dá)到臨界漩渦高度H，例如500mm，開始形成漩渦，開始卷渣，如果要防止現(xiàn)有鋼包出現(xiàn)鋼液卷渣情況，要將余鋼量增加到8t? 9t，這樣無形中增加了冶煉成本。而本設(shè)計(jì)中，部分鋼液進(jìn)入凹坑13,由于凹坑13的深度，使得鋼液液面至凹坑13的底部的距離L仍然大于500mm，即大于臨界漩渦高度H，使得滑動(dòng)水口 14處的鋼液不易形成漩渦，也不會(huì)形成卷渣。[〇〇27]進(jìn)一步，保溫磚11為長(zhǎng)方體，包括長(zhǎng)、寬、高，水口座磚12為長(zhǎng)方體，將包底1的保溫磚11豎向設(shè)置，水口座磚12的保溫磚11橫向設(shè)置，參見圖2，以使水口座磚12的保溫磚11的高度低于包底1的保溫磚11的高度，以形成凹坑13。該方案是通過改變?cè)?的保溫磚11 的擺放布局來形成凹坑13的，不僅嚴(yán)格控制成本，而且采用如此結(jié)構(gòu)砌爐，爐體底部緊密、結(jié)實(shí)。
[0028]進(jìn)一步，凹坑13的深度為包底1的保溫磚11的高度的1 /2?2/3。凹坑13的深度越深，等量的余鋼量在凹坑13中仍然具有較高的鋼液高度，鋼液高度仍然大于鋼包內(nèi)部的臨界漩渦高度H，使得滑動(dòng)水口 14處的鋼液不易形成渦流，卷渣形成時(shí)間也越晚。
[0029]進(jìn)一步，臨界漩渦高度H與水口直徑d及水口位置e的關(guān)系式如下:
[0030]H=65.2766+1.427d-76.778e[〇〇31]其中，e為滑動(dòng)水口 14的位置，一般是固定的，當(dāng)滑動(dòng)水口 14為兩個(gè)時(shí)，￡為兩個(gè)滑動(dòng)水口 14之間的距離，d為滑動(dòng)水口 14的直徑。
[0032]所以在余鋼重量不變的情況下，減小滑動(dòng)水口 14的直徑、增大兩個(gè)滑動(dòng)水口 14之間的距離都可以降低臨界漩渦高度H，進(jìn)而防止卷渣情況發(fā)生。[〇〇33] 根據(jù)上述公式，滑動(dòng)水口 14為圓形，凹坑13為正方體，滑動(dòng)水口 14的直徑為水口座磚12的邊長(zhǎng)的1/3?1。水口座磚12為正方體，則凹坑13也為正方體。其中，滑動(dòng)水口 14的直徑優(yōu)選為凹坑13的邊長(zhǎng)的1/2。如果滑動(dòng)水口 14直徑太小，鋼液流出速度慢，冷卻速度快，鋼液溫度下降較快，對(duì)鑄型不利，如果滑動(dòng)水口 14直徑太大，水口座磚12的熱損較嚴(yán)重，所以最優(yōu)選為1/2。[〇〇34] 進(jìn)一步，滑動(dòng)水口 14的位置偏離凹坑13的中心位置。即滑動(dòng)水口 14不位于水口座磚12的中心位置，由于液體易在中心位置形成的渦點(diǎn)，所以，相對(duì)于將滑動(dòng)水口 14設(shè)置在凹坑13的中心位置，滑動(dòng)水口 14設(shè)置時(shí)避開凹坑13的中心位置，進(jìn)而降低漩渦形成的風(fēng)險(xiǎn)。
[0035]進(jìn)一步，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求及上述公式，有的鋼包需要設(shè)置兩個(gè)滑動(dòng)水口 14,以滿足同時(shí)澆注，所以在包底1的工作層上設(shè)置兩個(gè)水口座磚12,以形成兩個(gè)凹坑13,在兩個(gè)凹坑13上分別開設(shè)滑動(dòng)水口 14,兩個(gè)凹坑13設(shè)置在包底1的相同半圓包底1上，兩個(gè)凹坑13之間的距離不小于包底1的半徑。
[0036]本實(shí)用新型還提出進(jìn)一步的改進(jìn)技術(shù)方案，例如包底1是傾斜的，傾斜方向?yàn)橛刹辉O(shè)置水口座磚12的半圓包底1向設(shè)置水口座磚12的半圓包底1向下傾斜，進(jìn)而增加鋼包內(nèi)的鋼液液面距離凹坑13內(nèi)的滑動(dòng)水口 14的距離。
[0037]進(jìn)一步，在包底1還設(shè)置滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)與滑動(dòng)水口 14配合，以將滑動(dòng)水口 14 打開或封堵。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包，其特征在于:包括包壁和包底，所述包壁包括 由外至內(nèi)的外殼、永久層、保溫層、工作層四層結(jié)構(gòu)，所述包底包括由外至內(nèi)的外殼、永久 層、工作層三層結(jié)構(gòu)，所述包底的工作層包括保溫磚和水口座磚，在所述水口座磚上開設(shè)用 于鋼包內(nèi)的鋼液流出的滑動(dòng)水口，所述水口座磚的高度低于所述包底的保溫磚的高度，以 使滑動(dòng)水口周圍的水口座磚相對(duì)于保溫磚形成凹坑，進(jìn)而增加鋼包內(nèi)的鋼液液面距離滑動(dòng) 水口的距離。2.如權(quán)利要求1所述的防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包，其特征在于:所述保溫磚為長(zhǎng) 方體，將包底的保溫磚豎向設(shè)置，所述水口座磚的保溫磚橫向設(shè)置，以使水口座磚的保溫磚 的高度低于包底的保溫磚的高度，以形成凹坑。3.如權(quán)利要求2所述的防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包，其特征在于:所述凹坑的深度 為包底的保溫磚的高度的1/2?2/3。4.如權(quán)利要求2所述的防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包，其特征在于:所述滑動(dòng)水口為 圓形，所述凹坑為正方體，滑動(dòng)水口的直徑為水口座磚的邊長(zhǎng)的1/3?1。5.如權(quán)利要求4所述的防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包，其特征在于:所述滑動(dòng)水口的 直徑為凹坑的邊長(zhǎng)的1/2。6.如權(quán)利要求5所述的防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包，其特征在于:所述滑動(dòng)水口的 位置偏離凹坑的中心位置。7.如權(quán)利要求6所述的防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包，其特征在于:在所述包底的工 作層上設(shè)置兩個(gè)所述水口座磚，以形成兩個(gè)凹坑，在兩個(gè)所述凹坑上分別開設(shè)所述滑動(dòng)水 口，所述兩個(gè)凹坑設(shè)置在包底的相同半圓包底上，所述兩個(gè)凹坑之間的距離不小于所述包 底的半徑。8.如權(quán)利要求7所述的防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包，其特征在于:所述包底是傾斜 的，傾斜方向?yàn)橛刹辉O(shè)置水口座磚的半圓包底向設(shè)置水口座磚的半圓包底向下傾斜，進(jìn)而 增加鋼包內(nèi)的鋼液液面距離凹坑內(nèi)的滑動(dòng)水口的距離。9.如權(quán)利要求8所述的防止?jié)沧r(shí)鋼渣進(jìn)入鑄型的鋼包，其特征在于:在包底還設(shè)置滑 動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)與滑動(dòng)水口配合，以將滑動(dòng)水口打開或封堵。
【文檔編號(hào)】B22D41/02GK205587643SQ201620325537
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日
【發(fā)明人】張生存, 趙國(guó)偉, 龔明健, 王平, 翟明遠(yuǎn)
【申請(qǐng)人】共享鑄鋼有限公司