[发明专利]一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置及方法

说明书

本发明公开了一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置及方法，属于钢铁连铸生产技术领域。本发明的装置包括旋转机构，所述的旋转机构包括动力齿轮、旋转轴以及转盘基座，其中，钢包通过旋转轴与转盘基座相连接，钢包外壁上设有与动力齿轮相互啮合的从动齿轮，动力齿轮的驱动力通过从动齿轮传递给钢包，钢包带动钢液进行转动。通过调整钢包的转速及方向，使钢包处于顺、逆时针间歇旋转，从而不停地改变钢液切向速度方向，使得钢液切向速度不断减小，达到抑制浇注末期钢包长水口处漩涡的形成。另外，本发明还设有磁场搅拌器，通过磁场搅拌器激发电磁力，达到改变漩涡强度以及漩涡方向的结果，从而对漩涡形成起到进一步抑制效果。

技术领域

本发明属于钢铁连铸生产技术领域，更具体地说，涉及一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置及方法。

背景技术

在水利工程中，水力结构进水口和出水口处经常有涡流，其中，吸气漩涡对水力结构和水力机械具有一定的破坏作用。Shapiro通过安装在大水箱底部的水力实验来研究汇流漩涡的形成。在尽可能减少干扰的条件下，在排空的末期，出口上方会形成漩涡，该漩涡转方向为逆时针方向。在南半球的悉尼，按照相同的实验条件，发现汇流漩涡的方向绝大部分是顺时针的。

在冶金反应器浇注过程、化工萃取分离、水利工程状态监控等工业领域，汇流漩涡的控制具有重要的实际意义。研究两相汇流漩涡抽吸的动力学特性，实现对漩涡抽吸过程的主动控制，具有重要的科研价值与工程应用前景。在连续铸钢过程中，钢包出钢时，随着钢液位的不断下降，液位开始下降，当液位下降到临界高度(涡尖延伸到喷嘴上缘的液位)时，钢渣将完全被吸入钢水中，同时会吸入空气。汇流漩涡会使涡流夹带钢渣和空气会造成钢液污染和二次氧化。同时也会带来夹杂物难以上浮、水口堵塞、长水口及中间包内衬腐蚀、钢渣清理困难等问题。

为了防止汇流漩涡的危害，工业上常用的方法是：当汇流漩涡达到或者即将达到汇流漩涡形成的临界高度时，停止浇注，从而避免汇流漩涡形引起的卷渣和卷吸空气对钢液造成污染，该方法的缺点是停浇后钢包内剩余的钢液量较大，增加了生产成本。

经检索，中国专利申请号201410805369.X，发明名称为：一种通过钢包底部环出钢口吹氩气控制钢包下渣的方法，申请公布日为：2017年10月24日，该申请案在钢包底部出钢口周围的环形透气砖将氩气吹入钢液，使流体在经过出钢口周围的氩气环后旋转速度大幅降低甚至消失，从而能够消除汇流漩涡所引起的下渣，抑制汇流漩涡和排流沉坑所引起的下渣。该方法对氩气流量有特殊要求，太小的氩气流量效果不明显，太大的氩气流量会使钢包内的钢液的湍动加剧，有二次卷渣的可能。

发明内容

1、要解决的问题

鉴于现有的钢包在浇注末期易出现汇流漩涡，当漩涡产生时会卷入钢液表面的渣层，被卷入的钢渣以及空气，会对钢液造成污染，从而导致铸坯缺陷的问题，本发明提供了一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置及方法，通过外加的旋转动量，驱动钢包和钢包内的钢液顺时针和逆时针间歇旋转，进而达到消除钢液在浇注末期汇流漩涡的目的，减少钢液的注余量，从而解决汇流漩涡引起钢液质量下降的问题。

2、技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种通过旋转抑制汇流漩涡的装置，包括钢包和旋转机构，所述的旋转机构包括动力齿轮、旋转轴以及转盘基座，其中，钢包通过旋转轴与转盘基座相连接，钢包外壁上设有与动力齿轮相互啮合的从动齿轮，动力齿轮的驱动力通过从动齿轮传递给钢包，钢包带动钢液进行转动。

进一步地，所述的动力齿轮连接有升降机构和控制器，其中，升降机构通过升降轴带动动力齿轮进行升降，控制器用于控制动力齿轮的转速及方向。

进一步地，所述的钢包外周设有上部支撑轴承和底端支撑轴承，该上部支撑轴承设置高度为0.95-1.05H，底端支撑轴承设置高度为0.1-0.2H，从动齿轮的设置高度为0.3-0.4H，其中，H为钢包正常工作液面高度。