[发明专利]一种浸入式水口旋流发生器、中间包及应用

说明书

本发明公开了一种浸入式水口旋流发生器、中间包及应用，包括旋流发生器本体所述旋流发生器本体的顶端中心位置开设有阶梯孔，所述旋流发生器本体的顶部设置有若干叶片，所述叶片的一端与所述旋流发生器本体的外圆曲率一致，所述叶片远离所述旋流发生器本体外圆的一端与所述阶梯孔孔壁的曲率一致，且两两所述叶片之间构成旋流腔。有益效果：结构简单，设计合理，改善了浸入式水口内部流场分布的均匀性，从而显著提高结晶器中钢液流动的稳定性，进而有助于提高钢产品的质量。

技术领域

本发明涉及金属冶炼及加工技术领域，具体来说，涉及一种浸入式水口旋流发生器、中间包及应用。

背景技术

随着社会的发展，对钢材性能的要求越来越高。改善中间包和连铸结晶器中钢水的流动状况，对于提高钢产品的质量和生产率具有重要意义。在连铸过程中，中间包和结晶器是去除钢水中夹杂物的最后的冶金容器。结晶器中的钢水的流场分布直接影响着钢水中夹杂物的去除和钢水在结晶器中的凝固。其中，在结晶器中产生旋流可以显着优化钢水在结晶器中的运动状态，改善结晶器中钢液的凝固，从而提高钢产品的质量。

近些年，在结晶器外施加电磁搅拌驱动结晶器中的钢水产生旋流的方法被广泛应用，但是在结晶器外使用电磁搅拌的方法需要将结晶器和电磁搅拌装置设计到一起，这样的方法需要额外投入电磁设备，高温条件下运行和维护成分较高。另外，在浸入式水口内部添加螺旋叶片直接在浸入式水口内部生成旋流，如此产生的旋流稳定性不佳，叶片在钢水中受到冲击，使用寿命有限。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种浸入式水口旋流发生器、中间包及应用，具备高效节能的优点，进而解决传统中间包钢液流动稳定性的问题。

(二)技术方案

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种浸入式水口旋流发生器，包括旋流发生器本体，所述旋流发生器本体的顶端中心位置开设有阶梯孔，所述旋流发生器本体的顶部设置有若干叶片，所述叶片的一端与所述旋流发生器本体的外圆曲率一致，所述叶片远离所述旋流发生器本体外圆的一端与所述阶梯孔孔壁的曲率一致，且两两所述叶片之间构成旋流腔。

作为改进，所述叶片沿所述旋流发生器本体圆周方向均匀分布，且所述叶片的数量为2～10个，所述叶片为弧形，从而在连铸过程中引导钢水在浸入式水口中形成旋流，进而可以有效减弱钢液从浸入式水口流入结晶器后的冲击深度，增强结晶器中钢流的稳定性，以保障连铸过程稳定进行，改善成品铸坯的中心裂纹、中心孔隙率和收缩率，减少铸坯的表面缺陷。

作为改进，所述叶片的宽度为1cm～5cm，由耐火材料制作的在该厚度范围的叶片能够抵抗钢液的冲刷，同时在该范围调整叶片厚度能够优化所述旋流腔的宽度，以在引导钢水进入浸入式水口中形成旋流时提高效率。

作为改进，所述叶片的上端面与下端面所呈的夹角为0～45度，从而来优化所述旋流腔的结构，在一定范围调整所述旋流腔中钢液流动通道的横截面积，逐渐提高旋流腔中钢液流动速度，以进一步的提升旋流效果。

作为改进，所述阶梯孔的上半部与塞棒相配合，且上半部直径比塞棒的直径大0.5cm～2cm，所述阶梯孔的下半部与中间包的水口座砖相配合，且所述阶梯孔的下半部与水口座砖一致具有相同的拔模角度，从而使所述阶梯孔的上半部与塞棒过渡配合，保证了塞棒正常使用，同时所述阶梯孔下半部的尺寸与浸入式水口的入口处的座砖的尺寸匹配，保证了和浸入式水口的入口处的座砖匹配度。

作为改进，所述旋流腔的中心线弧度与所述叶片的弧度一致，从而使钢水由所述旋流腔流出时具有离心初始速度，进而带动钢水连续不断的产生旋流。