一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，所述的挡渣球由实心球体和包覆在实心球体外的耐火材料层构成，耐火材料层表面开设有两条正交的环形的半圆弧状的凹槽，挡渣球上两条凹槽所在位置的截面均经过挡渣球的球心，挡渣球的直径为170-190mm，本实用新型专利技术能够有效消除钢包的漩涡卷渣，提高钢水纯净度，且制作成本低廉，操作方便。

【技术实现步骤摘要】

本技术属钢铁冶金
，具体涉及一种防止大包旋涡卷渣的挡渣装置。
技术介绍
在连铸的生产过程中，随着浇铸后期钢水液面的下降，会在钢包中钢渣界面产生汇流旋涡，而且愈演愈烈，将导致渣钢乳化，使熔渣随钢流进入中间包。汇流旋涡是在容器排流过程中，液体先垂直下降，降到一定高度时，液体便开始向出流口中线汇集，并在渣层表面形成凹涡，这时的液面高度一般称为临界起旋高度。刚产生的凹涡位置游弋不定，此时渣钢界面开始模糊，并且渣粒开始乳化进入钢液中，但此时由于凹涡位置较高而不能使炉渣随钢流进入水口。随着液面的进一步下降，凹涡越来越明显，旋流速度也越来越大，直至贯通水口，这时的液面高度称为贯通高度，此时大量的炉渣已经进入水口。当液面下降到一定高度时，原本向出流口中心线汇流而出的流体质点，由于离心力的作用产生切向速度(角速度)，使其运动轨迹越来越偏离径向而演变成绕中心线的旋转流动，直到最终发展为具有强烈抽吸作用的贯通出流口的漏斗状旋涡，致使涡芯卷气或卷渣而下。钢包旋涡卷渣带来较大的危害，主要有：恶化钢水的浇铸性，使水口堵塞，浇铸不能正常进行；(2)造成钢水中的合金元素氧化，并产生夹杂物影响钢水的纯净度；(3)铸坯中溶解铝含量下降，中间包及长水口严重侵蚀；(4)大包渣进入中间包导致中间包内熔渣积聚，给连铸过程造成不良影响；(5)中间包清理工作量增大。在常规生产中，通常在钢包底部水口附近安装红外下渣检测装置，当进入钢液流中的渣量占到一定比例时，提前关闭滑动水口，以减少下渣量，但此方法会使钢包内残留过多的钢水，降低了金属收得率。国内已经公开的专利文献有CN101774014A、CN201755636U、CN2471449、CN2262967、CN2565566、CN201728365U等，大多是从降低产生汇流旋涡的临界高度切入，来减少下渣量。目前现有的挡渣技术主要包括以下几种1、使用带抑制涡流功能的挡渣装置；2、在出钢口通过吹气干扰涡流；3、采用避渣罩法挡渣；4、使用挡渣器。以上技术有的给现行工艺带来一定困难，有的装置结构复杂，制作成本高，使用寿命不能保证，因而，都不尽如人意。
技术实现思路
本技术提供了一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，能够有效消除钢包的漩涡卷渣，提高钢水纯净度，且制作成本低廉，操作方便。为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案是这样的，一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，所述的挡渣球由实心球体和包覆在实心球体外的耐火材料层构成，耐火材料层表面开设有两条正交的环形的半圆弧状凹槽，挡渣球上两条凹槽所在位置的截面均经过挡渣球的球心，挡渣球的直径为170-190mm。优选地，所述的实心球体为铁球或钢球。优选地，所述的实心球体的直径为140-160mm；进一步优选地，所述的实心球体的直径为150mm。优选地，耐火材料层的厚度为28-35mm；进一步优选地，耐火材料层的厚度为30mm。所述的半圆弧状凹槽的半径为20-25mm。本技术还提供了一种上述挡渣球的应用，用于防止大包旋涡卷渣。有益效果：在大包钢水上台前，人工投掷至钢包水口正上方，随着连铸浇注过程的进行，钢包液面逐渐下降，渣层表面开始形成凹涡，当液面下降到一定高度时，原本向出流口中心线汇流而出的流体质点，由于离心力的作用产生切向速度(角速度)，使其运动轨迹越来越偏离径向而演变成绕钢流出口中心线的旋转流动，这时挡渣球也会因为这种旋转运动逐渐运动至漩涡的正上方，由于漩涡直径较挡渣球小，挡渣球最终将被吸附在漩涡的正中心，抑制了具有强烈抽吸作用的贯通出流口的漏斗状旋涡，防止了涡芯卷气、卷渣；另外，耐火材料层表面开设有两条正交的环形的半圆弧状的凹槽，避免了在浇注末期由于大包液位较低，挡渣球可能会堵住水口的情况，使得钢水在浇注末期能够沿着当渣球的凹槽流入水口，待后期钢渣混出时再停止浇注，从而起到控制下渣，提高金属收得率，提高产品质量的目的。总体来说，本技术通过挡渣球被浇注过程的漩涡吸附，有效的防止了浇注过程中的漩涡卷渣，同时亦保证了浇注末期在尽量保证钢水浇净的情况下，减少大包下渣，同时也解决了因钢包漩涡卷渣带来的一系列问题和危害；另外，制作成本低廉，操作方便。附图说明图1是本技术剖视图；图2为本技术的主视图。具体实施方式为了加深对本技术的理解，下面将结合实施例和附图对本技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本技术，并不构成对本技术保护范围的限定。实施例1参见图1和图2，一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，挡渣球的直径为180mm，所述的挡渣球由实心球体2和包覆在实心球体外的耐火材料层1构成，实心球体2为铁球，铁球的直径为150mm，耐火材料层1通过耐火材料如矾土耐火水泥浇注于铁球外表面所形成，耐火材料层1的厚度为30mm，耐火材料层1表面开设有两条正交的环形的半圆弧状凹槽3，挡渣球上两条凹槽所在位置的截面均经过挡渣球的球心，半圆弧状凹槽3的半径为20-25mm，经测定，挡渣球的密度为5.2g/cm3。实施例2结构与实施1相同，不同的是，挡渣球的直径为170mm，实心球体2为钢球，实心球体2的直径为140mm，耐火材料层1的厚度为30mm，经测定，挡渣球的密度为4.8g/cm3。在大包钢水上台前，将实施1或2所述的挡渣球人工投掷至钢包水口正上方，随着连铸浇注过程的进行，钢包液面逐渐下降，渣层表面开始形成凹涡，挡渣球会因为所产生漩涡的旋转运动逐渐运动至漩涡的正上方，由于漩涡直径较挡渣球小，同时挡渣球的密度为4.5g/cm3-5.5g/cm3，介于钢水于钢包顶渣之间，保证了挡渣球最终将被吸附在漩涡的正中心，从而抑制了钢包顶渣通过漩涡卷入钢水中；在浇注末期大包浇注至末期，因挡渣球将落在水口上方，此时钢水沿挡渣球表面凹槽继续流入水口，待后期钢渣混出时即停止浇注，待钢包下线翻渣时，将挡渣球一并翻入渣罐内。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，所述的挡渣球由实心球体和包覆在实心球体外的耐火材料层构成，耐火材料层表面开设有两条正交的环形的半圆弧状凹槽，挡渣球上两条凹槽所在位置的截面均经过挡渣球的球心，挡渣球的直径为170‑190mm。

【技术特征摘要】
1.一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，所述的挡渣球由实心球体和包覆在实心球体外的耐火材料层构成，耐火材料层表面开设有两条正交的环形的半圆弧状凹槽，挡渣球上两条凹槽所在位置的截面均经过挡渣球的球心，挡渣球的直径为170-190mm。
2.根据权利要求1所述的一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，所述的实心球体为铁球或钢球。
3.根据权利要求1或2任意权利要求所述的一种用于防止大包旋涡卷渣的挡渣球，其特征在于，所述的实心球体的直径为140-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚正鸿，彭家清，郑凯，韩德飞，吴锦圆，宋健，
申请(专利权)人：江苏永钢集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32