CN101574730B - 一种连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法。采用的技术方案是：在中间包底部和靠近气源侧壁的永久层[3]开槽，中间包底部的永久层[3]槽中嵌入透气砖[1]，透气砖[1]的上透气面平齐或略高出中间包底部砌筑的工作层[4]；靠近气源侧壁的永久层[3]槽中嵌入氩气接管[5]，氩气接管[5]的一端与中间包底部的槽中嵌入的透气砖[1]的透气室[2]相通，氩气接管[5]的另一端沿侧壁永久层[3]的槽中向上伸出并通过中间包外的流量计[6]、压力表[7]、缓冲气罐[8]和阀门[9]与氩气气源[10]连接，嵌入透气砖[1]和氩气接管[5]的施工缝隙采用涂抹料填实。本发明有利于夹杂物碰撞长大而被排除，可改善钢液流动特性和排除微小非金属夹杂物，有效地提高了钢液纯净度。

Description

一种连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域。具体涉及一种连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法。

背景技术

连铸技术的发展，对超纯净钢的需求量不断增大，对钢液清洁度的要求也越来越高，提高钢水的洁净度是提高钢材质量的基础。炉外精炼技术及优质耐火材料的采用，可将钢水中的杂质因素及夹杂物降低到非常低的水平。

但在实际生产中，经过精炼处理后的洁净钢水，经中间包和结晶器进入连铸机拉出的钢坯，其中的夹杂元素和非金属夹杂含量还是有不同程度的升高，最终钢水的清洁度没有达到理想的目标。因此，人们采用数学物理模拟的方法研究各种中间包冶金技术，如改变中间包的结构，在中间包内设置各种挡墙、湍流控制器、多孔过滤器等控流装置来改变钢液的流动状态，延长钢液在中间包内的停留时间，促进钢液中非金属夹杂物的上浮。大量研究表明，通过设置挡墙等控流技术，只对大于50μm的夹杂物的去除有效，对于微小夹杂物(小于50μm)的去除效果不明显，而且因为冲蚀、侵蚀而造成钢液的二次污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投资少、效率高、操作简单、二次污染小、能改善钢液流动特性和排除微小非金属夹杂物的连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：在连铸中间包(以下简称中间包)底部和靠近气源侧壁的永久层开槽，中间包底部的永久层槽中嵌入透气砖，透气砖的上透气面平齐或略高出中间包底部砌筑的工作层；靠近气源侧壁的永久层槽中嵌入氩气接管，氩气接管的一端与中间包底部的槽中嵌入的透气砖的透气室相通，氩气接管的另一端沿侧壁永久层的槽中向上伸出并通过中间包外的流量计、压力表、缓冲气罐和阀门与氩气气源连接。嵌入透气砖和氩气接管的施工缝隙采用涂抹料填实。

中间包开浇前，吹氩流量为10～30Nl/min，压力为0.10～0.12MPa；中间包开浇后，吹氩流量为10～50Nl/min，压力为0.10～0.20MPa。

上述技术方案中：透气砖用弥散式透气砖砌筑，该透气砖的透气度为10～40μm²，上透气面宽度为40～60mm；中间包底部的永久层开槽的槽深为5～15mm、槽宽为80～100mm、槽长与中间包底部的工作层的宽度相同；靠近气源侧壁的永久层开槽的槽深为5～15mm、槽宽为10～15mm、槽长为中间包底部至中间包沿的距离。

由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：采用弥散式高强高透气性透气砖从中间包底吹氩气，气量小效果好，可防止卷渣，同时节约气源。使用中产生均匀弥散的大量微小氩气泡从透气砖表面逸出，在中间包内的整个宽度方向上形成惰性气体幕，可有效地改善钢液的流动特性，促使钢液上扬流动，使夹杂物上浮到钢液表面被渣吸收而去除。同时，氩气泡的浮力产生气泡泵现象，促使该局部的湍动能耗散率显著增大，有利于夹杂物颗粒碰撞长大而上浮去除，而且气泡可以捕获夹杂物颗粒，并携带着它一同上浮去除。

本发明可以改变钢液的流动状态，起到中间包挡墙(坝)的作用，全氧含量降低率为14.3％且小于10ppm。气幕挡墙对去除钢中1～50μm的夹杂物效果显著，使用气幕挡墙的铸坯中1～50μm的夹杂总数相对较少，为无气幕挡墙的58.2％以下，且有利于钢液温度的均匀，特别是在换包时，可降低钢液的分层现象，有利于钢中合金成分的微调及钢种质量的稳定；气幕挡墙代替挡渣堰、挡渣坝，减少了耐火材料损毁对钢液的二次污染。

因此，本发明用于中间包底吹氩气，有利于夹杂物颗粒碰撞长大而排除，可改善钢液流动特性和排除微小非金属夹杂物，有效提高钢液纯净度；还具有使用气量小、无卷渣、投资少、设备轻便、二次污染小和操作简单等优点。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是图1的A-A剖面的局部放大图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制：

实施例1

一种连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法，如图1所示：在中间包底部和靠近气源侧壁的永久层3开槽，中间包底部的永久层3槽中嵌入透气砖1，透气砖1的上透气面如图2所示略高出中间包底部砌筑的工作层4；靠近气源侧壁的永久层3的槽中嵌入氩气接管5，氩气接管5的一端与中间包底部的槽中嵌入的透气砖1的透气室2相通，氩气接管5的另一端沿侧壁的永久层3槽中向上伸出并通过中间包外的流量计6、压力表7、缓冲气罐8和阀门9与氩气气源10连接；嵌入透气砖1和氩气接管5的施工缝隙采用涂抹料填实。

本实施例中：透气砖4用弥散式透气砖砌筑，该透气砖的透气度为10～25μm²，上透气面宽度为40～50mm；中间包底部的永久层3开槽的槽深为5～10mm、槽宽为80～90mm、槽长与中间包底部的工作层4的宽度相同；靠近气源侧壁的永久层3开槽的槽深为5～10mm、槽宽为10～15mm、槽长为中间包底部至中间包沿的距离。

本实施例用于容量为40吨的中间包，开浇前先小流量吹氩，流量为10～20Nl/min，压力为0.10～0.11MPa；开浇后增大吹氩流量，流量为10～40Nl/min，压力为0.10～0.18MPa，以中间包的液面微有波动不裸露钢液面作为供气量的标准。

本实施例与无气幕挡墙相比较，全氧含量降低率为14.3％且小于10ppm。气幕挡墙对去除钢中1～50μm的夹杂物效果显著，使用气幕挡墙的铸坯中1～50μm的夹杂总数较少，仅为无气幕挡墙的53.7％。

实施例2

一种连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法，如图1所示：在中间包底部和靠近气源侧壁的永久层3开槽，中间包底部的槽中嵌入透气砖1，透气砖1的上透气面与中间包底部砌筑的工作层4平齐。透气砖的透气度为25～40μm²，上透气面宽度为50～60mm；中间包底部的永久层3开槽的槽深为10～15mm、槽宽为90～100mm、槽长与中间包底部的工作层4的宽度相同；靠近气源侧壁的永久层3开槽的槽深为10～15mm、槽宽为10～15mm、槽长为中间包底部至中间包沿的距离。

其余同实施例1。

本实施例用于容量为60吨的中间包，开浇前先小流量吹氩，流量为15～30Nl/min，压力为0.11～0.12MPa，开浇后增大吹氩流量，流量为15～50Nl/min，压力为0.15～0.20MPa，以中间包的液面微有波动不裸露钢液面作为供气量的标准。

本实施例与无气幕挡墙相比较，全氧含量降低率为12.8％且小于10ppm。气幕挡墙对去除钢中1～50um的夹杂物效果显著，使用气幕挡墙的铸坯中1～50μm的夹杂总数相对较少，仅为无气幕挡墙的58.2％。

本具体实施方式采用弥散式高强高透气性透气砖从中间包底吹氩气，均匀弥散的大量微小氩气泡从透气砖表面逸出，在中间包内形成气幕，改善钢液的流动特性，促使钢液上扬流动，其综合作用比坝的效果明显：氩气泡的浮力产生气泡泵现象，有利于夹杂物颗粒碰撞长大而排除；上浮的气泡可以捕获夹杂物颗粒，并携带着它一同上浮去除；可以全部和部分代替原有中间包挡墙(坝)，或配合湍流控制器等使用，从而减小由挡墙(坝)侵蚀带入钢液的夹杂物。因此，本具体实施方式可有效提高钢液纯净度，使用气量小，无卷渣，具有投资少、设备轻便、二次污染小和操作简单等优点。

Claims (4)

1.一种连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法，其特征在于：在中间包底部和靠近气源侧壁的永久层[3]开槽，中间包底部的永久层[3]槽中嵌入透气砖[1]，透气砖[1]的上透气面平齐或略高出中间包底部砌筑的工作层[4]；靠近气源侧壁的永久层[3]槽中嵌入氩气接管[5]，氩气接管[5]的一端与中间包底部的槽中嵌入的透气砖[1]的透气室[2]相通，氩气接管[5]的另一端沿侧壁永久层[3]的槽中向上伸出，通过中间包外的流量计[6]、压力表[7]、缓冲气罐[8]和阀门[9]与氩气气源[10]连接，嵌入透气砖[1]和氩气接管[5]的施工缝隙采用涂抹料填实；

中间包开浇前，吹氩流量为10～30Nl/min，压力为0.10～0.12MPa；中间包开浇后，吹氩流量为10～50Nl/min，压力为0.10～0.20MPa。

2.根据权利要求1所述的连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法，其特征在于所述的透气砖[1]用弥散式透气砖砌筑，该透气砖的透气度为10～40μm²，上透气面宽度为40～60mm。

3.根据权利要求1所述的连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法，其特征在于所述的中间包底部的永久层[3]开槽的槽深为5～15mm，槽宽为80～100mm，槽长与中间包底部的工作层[4]的宽度相同。

4.根据权利要求1所述的连铸中间包气幕挡墙洁净钢液的方法，其特征在于所述的靠近气源侧壁的永久层[3]开槽的槽深为5～15mm，槽宽为10～15mm，槽长为中间包底部至中间包沿的距离。

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