CN102303113A - 具有开浇钙处理功能的连铸中间包多孔挡墙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有开浇钙处理功能的连铸中间包多孔挡墙，属于钢铁连铸中间包控流装置；墙体由抗侵蚀耐火材料浇铸而成倒等腰梯形，墙体上分布有钢水导流孔，其区别在于：各导流孔在墙体上成横排分布，位于墙体底部的导流孔内壁装有Ca合金材料。本发明在不增添其他设备的前提下，可实现开浇中间包钢液夹杂物钙处理功能，能有效防止二次氧化夹杂物对钢质和生产的危害；特别适用于大容量、深熔池中间包，能够有效减少中间包死区，促进夹杂物上浮。结构简单，安装方便，适用性强。

Description

具有开浇钙处理功能的连铸中间包多孔挡墙

技术领域

本发明属于钢铁连铸中间包控流装置，具体涉及一种连铸中间包挡渣墙。

背景技术

随着用户对钢材质量要求的不断提高，冶炼含夹杂物尺寸较小、分布均匀，且对钢材性能没有危害的洁净钢已经成为炼钢科学技术研究的重点。然而，在炼钢过程中，非金属夹杂物的产生是不可避免的。目前，要想降低夹杂物对钢材性能的危害，除防止钢水二次氧化，控制夹杂物的产生外，最主要的手段就是对夹杂物进行变性处理。钙处理工艺是目前广泛使用的一种夹杂物变性处理工艺，钢水经钙处理后，生成的夹杂物细小、分布均匀，并使其对钢材性能无害。金属钙与元素氧和硫的亲合力都很强，对钢水进行钙处理，不仅可以降低钢中有害元素氧和硫的含量，而且可以把高熔点的Al203夹杂物转变成低熔点的铝酸钙，防止水口结瘤。

通常钢水钙处理是在钢水精炼结束后，根据合金收得率和钢水氧含量，将含钙包芯线喂入钢水，对钢水进行喂线处理，处理后的钢水静置软吹一段时间后送连铸平台。开浇前会将预先干燥好的装有控流装置的中间包送至开浇位，等待钢水大包开浇。

挡渣墙(坝)是一种由耐火材料浇铸而成，设置在中间包内的控流装置，起到防止冲击区渣向熔池区蔓延，改善中间包内钢水流动形态，延长钢水在中间包内停留时间，减少中间包渣的卷入和促进夹杂物上浮的作用。

常规工艺存在的问题：

1、经钙处理后的钢水，夹杂物细小，变性充分，但在静置软吹和等待开浇的过程中，不可避免地要与空气接触，造成二次氧化。

2、在开浇瞬间，钢水经过大包保护管，进入空中间包时，势必要与中间包内空气接触，受到二次氧化，只能等到中间包内钢水液面上升到一定高度后，再加入中包覆盖剂才能避免进一步被氧化。

3、为了充分发挥中间包冶金功能，普通中间包内均装有挡渣墙、堰等控流装置，能够起到一定的流场控制，促进夹杂物上浮的目的。但由于墙、坝、堰等控流装置的安装会相应占据一定的中间包容积，极易影响中间包的烘烤，排渣等正常操作，且该控流方式的耐材消耗量较大，安装过程复杂，因此，方案应用的局限性较大。

由于以上工艺问题造成钢水二次氧化形成的夹杂物往往来不及上浮就进入结晶器，轻者造成铸坯夹杂超标，重则造成连铸浸入式水口(也称为SEN水口)堵塞，严重影响到连铸正常生产和产品质量。

发明内容

本发明针对钢水连铸开浇和连浇时易造成二次氧化、而又无有效控制手段的问题，提供一种具有促使开浇钢水夹杂物变性、并且能够促进夹杂物上浮排出的、具有开浇钙处理功能的连铸中间包多孔挡墙。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

具有开浇钙处理功能的连铸中间包多孔挡墙，墙体由抗侵蚀耐火材料浇铸而成倒等腰梯形，墙体上分布有钢水导流孔，其区别在于：各导流孔在墙体上成横排分布，位于墙体底部的导流孔内壁装有Ca合金材料。

按上述技术方案，从墙体上部到底部，位于相同排的导流孔的直径以及与水平面夹角相同；从墙体上部到底部各排的导流孔孔数顺次减小；墙体上部导流孔与水平面夹角小于墙体底部的导流孔与水平面夹角；墙体上部导流孔直径大于墙体底部的导流孔直径。

按上述技术方案，Ca合金材料由耐高温金属材料包裹镶嵌在相应的导流孔内壁。

按上述技术方案，从墙体上部到底部，分布有4排共14个导流孔，其中第一排5个与水平夹角为0度的孔，第2、3和4排孔数依次减少、且与水平面夹角均为45度。

按上述技术方案，第1、2排导流孔孔径大于第3、4排孔径，第1、2排导流孔内壁无Ca合金材料，第3、4排导流孔内壁装有Ca合金材料。

按上述技术方案，Ca合金材料可以根据浇注钢种的不同来选取。

按上述技术方案，所述的Ca合金材料为SiCa合金材料或CaFe合金材料。

按上述技术方案，SiCa合金材料的重量百分比组成为：Ca：30％、Si：60％、其余为Al、S、P；CaFe合金材料的重量百分比组成为：Ca：20％、Fe：80％、其余为微量杂质元素。

当钢水进入中间包后，高温钢液首先会将导流孔内壁中的Ca合金材料熔化，并带入钢液，使钢水二次氧化生成的高熔点的Al₂O₃夹杂与Ca合金反应生成低熔点的7Al₂O₃·12CaO，7Al₂O₃·12CaO在钢液温度下球化，大颗粒夹杂迅速上浮排除，小颗粒夹杂弥散分布，起到对开浇钢水Ca处理的作用。此外，当中间包内钢液面上升到一定高度后，钢液通过不带Ca合金材料导流孔，在导流孔的导流和限流作用下，流股的流动形态和路径发生改变，延长了钢水在中间包内停留时间，最终起到优化中包流场，减小死区和促进夹杂物上浮排出的作用。

本发明的有益效果在于：

在不增添其他设备的前提下，可实现开浇中间包钢液夹杂物钙处理功能，能有效防止二次氧化夹杂物对钢质和生产的危害；

特别适用于大容量、深熔池中间包，能够有效减少中间包死区，促进夹杂物上浮。

结构简单，安装方便，适用性强。

附图说明

图1是本发明一个实施例的正视图；

图2是图1的透视图(正视方向)。

图3是图1的剖视图。

图中：1-多孔挡墙墙体、2-导流孔、3-Ca合金材料。

具体实施方式

以下结合实施例及附图1-2对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

该多孔挡墙墙(坝)体1，为由抗侵蚀耐火材料浇铸而成的上大下小的倒等腰梯形板，墙体1的梯形侧壁与中间包壁相切，墙体上从上部到底部分布有4排共14个不同孔径的钢水导流孔2，其中第一排5个与水平夹角为0度的孔，第2、3和4排孔数依次减少、且与水平面夹角均为45度。

第1、2排导流孔2的孔径大于第3、4排孔径，内壁无Ca合金材料；第3、4排导流孔2的内壁装有Ca合金材料，所述的Ca合金材料由耐高温金属材料包裹镶嵌在导流孔内壁。

Ca合金材料可以根据浇注钢种的不同来选取。

所述的Ca合金材料为SiCa合金材料或CaFe合金材料，或其他合金材料。

选取SiCa合金材料时，各重量百分比组成为：Ca：30％、Si：60％、其余为Al、S、P；

选取CaFe合金材料时，CaFe合金材料的重量百分比组成为：Ca：20％、Fe：80％、其余为微量杂质元素。

墙体1底部和梯形侧边外缘均放入中间包永久层预先留好的槽中，再砌筑工作层，起到固定挡墙(坝)的作用。

墙体1安装好后，与中间包工作衬一起烘烤干燥备用；

其他操作与常规连铸操作相同。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.具有开浇钙处理功能的连铸中间包多孔挡墙，墙体由抗侵蚀耐火材料浇铸而成倒等腰梯形，墙体上分布有钢水导流孔，其区别在于：各导流孔在墙体上成横排分布，位于墙体底部的导流孔内壁装有Ca合金材料。

2.根据权利要求1所述的挡墙，其特征在于从墙体上部到底部，位于相同排的导流孔的直径以及与水平面夹角相同；从墙体上部到底部各排的导流孔孔数顺次减小；墙体上部导流孔与水平面夹角小于墙体底部的导流孔与水平面夹角；墙体上部导流孔直径大于墙体底部的导流孔直径。

3.根据权利要求1或2所述的挡墙，其特征在于Ca合金材料由耐高温金属材料包裹镶嵌在相应的导流孔内壁。

4.根据权利要求3所述的挡墙，其特征在于从墙体上部到底部，分布有4排共14个导流孔，其中第一排5个与水平夹角为0度的孔，第2、3和4排孔数依次减少、且与水平面夹角均为45度。

5.根据权利要求1或2或4所述的挡墙，其特征在于第1、2排导流孔孔径大于第3、4排孔径，第1、2排导流孔内壁无Ca合金材料，第3、3排导流孔内壁装有Ca合金材料。

6.根据权利要求1或2或4所述的挡墙，其特征在于Ca合金材料可以根据浇注钢种的不同来选取。

7.根据权利要求5所述的挡墙，其特征在于Ca合金材料可以根据浇注钢种的不同来选取。

8.根据权利要求6所述的挡墙，其特征在于所述的Ca合金材料为SiCa合金材料或CaFe合金材料。

9.根据权利要求7所述的挡墙，其特征在于所述的Ca合金材料为SiCa合金材料或CaFe合金材料。

10.根据权利要求1或2或4或7-9之一所述的挡墙，其特征在于SiCa合金材料的重量百分比组成为：Ca：30％、Si：60％、其余为Al、S、P；CaFe合金材料的重量百分比组成为：Ca：20％、Fe：80％、其余为微量杂质元素。

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