[发明专利]气体漩流净化中间包钢液的方法及钢液净化装置

权利要求书

1. 一种气体漩流净化中间包钢液的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a. 通过向中间包圆形腔中吹入惰性气体，并使向中间包圆形腔中吹入惰性气体的吹气方向接近钢液旋流的水平切向，驱动中间包圆形腔内的钢液产生接近水平的旋转运动，利用钢液旋转运动产生的离心力，使中间包圆形腔中钢液内的夹杂物向旋转中心区域迁移聚集，进而使夹杂物相互碰撞长大并上浮到钢液表面，从而被渣层吸附去除，同时使钢液中溶解的气体从钢液内部析出并上浮排除；

b. 在中间包圆形腔中经过净化的钢液进入钢液分配室中，通过控制开启钢液分配室底部的水口使钢液分配室中的钢液注入铸造容器中进行凝固成形。

2.根据权利要求1所述气体漩流净化中间包钢液的方法，其特征在于：在上述步骤a中，通过向中间包圆形腔内的钢液中吹入惰性气体，使偏心钢包水口流出的钢液激荡中间包圆形腔内的钢液从而产生钢液混流，并使钢液混流在中间包圆形腔内产生的冲击动能转换成接近钢液旋流的水平切向的冲击流，从而驱动中间包圆形腔内的钢液产生接近水平的旋转运动。

3.根据权利要求1或2所述气体漩流净化中间包钢液的方法，其特征在于：在上述步骤a中，向中间包圆形腔中吹入的惰性气体压力为1.0~3.0大气压，控制惰性气体流量范围50~500L/min。

4.一种实施权利要求1所述气体漩流净化中间包钢液的方法的钢液净化装置，由钢液旋流室（1）和钢液分配室（8）组成中间包（10）容纳钢液的空间，所述钢液分配室（8）底部设有水口（14），通过控制开启所述水口（14）使所述钢液分配室（8）中的钢液注入铸造容器中，其特征在于：所述钢液旋流室（1）的水平截面为圆形，设置所述钢包水口（2）对应所述钢液旋流室（1）边部偏心位置，通过包裹着低导热率耐高温材料的锆合金输气管（4）一端安装出气头（3），所述锆合金输气管（4）的另一端与外置供气系统相连，当所述钢液漩流室（1）内钢液浸没所述出气头（3）时，控制外置供气系统开启，通过所述出气头（3）向所述钢液旋流室（1）内的钢液吹入惰性气体来驱动钢液产生旋转流动，使从所述出气头（3）向中间包圆形腔中吹入惰性气体气泡（11）的吹气方向接近所述钢液旋流室（1）内的钢液旋流的水平切向，从而驱动所述钢液旋流室（1）内的钢液产生接近水平的旋转运动，利用钢液旋转运动产生的离心力，使所述钢液旋流室（1）中钢液内的非金属夹杂物（12）向旋转中心区域迁移聚集，进而使非金属夹杂物（12）相互碰撞长大并上浮到钢液表面，从而被渣层（13）吸附去除，同时使钢液中溶解的气体从钢液内部析出并上浮排除，在所述钢液漩流室（1）和所述钢液分配室（8）之间的侧壁挡墙（5）下部设有液流通道（7），在所述钢液漩流室（1）中经过净化的钢液经由所述侧壁挡墙（5）下部设有液流通道（7）进入所述钢液分配室（8）中。

5.根据权利要求4所述钢液净化装置，其特征在于：所述出气头（3）位于钢包水口（2）出口处附近，即所述出气头（3）的吹气口靠近所述钢包水口（2）的钢液出口处，所述出气头（3）的吹气口方向沿所述出气头（3）在所述钢液漩流室（1）内钢液旋流的切线方向设置，且所述出气头（3）的吹气口方向面向所述钢包水口（2）方向，背向吹气口的所述出气头（3）一侧为圆弧形，通过向所述钢液漩流室（1）内的钢液中吹入惰性气体气泡（11），使钢包水口（2）流出的钢液激荡所述钢液漩流室（1）内的钢液从而产生钢液混流，并使钢液混流在所述钢液漩流室（1）内产生的冲击动能转换成接近钢液旋流的水平切向的冲击流，从而驱动所述钢液漩流室（1）内的钢液产生接近水平的旋转运动。

6.根据权利要求4或5所述钢液净化装置，其特征在于：所述钢液漩流室（1）和所述钢液分配室（8）之间的侧壁挡墙（5）下部的液流通道（7）为斜向直管型通道，所述液流通道（7）有一个侧壁与所述钢液漩流室（2）的外侧壁表面相切，使在所述钢液漩流室（1）中经过净化的钢液经由所述液流通道（7）进入所述钢液分配室（8）中。

7.根据权利要求4或5所述钢液净化装置，其特征在于：在所述钢液分配室（8）内的底部竖起设置挡坝（6），使所述挡坝（6）的一个侧面面向从所述侧壁挡墙（5）下部的液流通道（7）中流入的钢液方向，所述挡坝（6）的上缘高于所述液流通道（7）的顶部位置。