CN102764868A - 一种用于去除中间包钢液夹杂物的吹气精炼装置及方法 - Google Patents

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一种用于去除中间包钢液夹杂物的吹气精炼装置及方法。其特征包括中间包1、吹气装置2和浸渍罩3，中间包包括永久层及设置在永久层内表面上的工作层，永久层底部上设有吹气装置，吹气装置包括透气砖与通气管，透气砖包括致密层与透气层，透气层中部有气室。浸渍罩是由钢板支承的耐火材料罩，与自动升降系统连接，设置在所述吹气装置正上方。采用该装置可以引入大气量的气幕挡墙，形成连续紧密的气泡柱，明显延长了中间包内钢液平均停留时间，显著改善钢液流动行为，且大量的微小气泡可搅拌钢液，吸附较小尺寸的夹杂物；同时可避免吹气量大导致的钢渣卷混和钢液二次氧化。

Description

一种用于去除中间包钢液夹杂物的吹气精炼装置及方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金中间包连铸技术领域，尤其提供了一种改善中间包内钢液流动并保护钢液不被氧化的方法及其装置。
背景技术
连铸中间包是钢水凝固前的最后一个耐火材料容器，已由最初的分流、连浇和减压等作用发展为具有去除夹杂物、加热等功能的精炼设备。因此应最大程度的去除钢液中夹杂物并尽量避免带入外来夹杂。控制中间包内钢液流动行为是实现夹杂物有效去除的重要途径。
大量研究表明，传统控流装置，只能有效去除大于50μm以上的夹杂物，无法满足高纯净钢的要求。为去除更多更小的夹杂物并避免因耐材挡墙冲刷引起的外来夹杂，发明了气幕挡墙技术。气幕挡墙的使用与传统控流装置相比，减少了耐火材料侵蚀，但在改善钢液流动、去除夹杂物方面并未表现出优越性。究其原因，气体流量是促进夹杂物上浮的关键参数，同时也对中间包内钢渣卷混的影响显著。
中国专利1（200910097747.2）公开了一种中间包去除非金属夹杂物的方法：在中间包永久层底部设置一气幕挡墙，大包开浇后气体流量控制在80~150NL/min。中国专利2（201010511767.2）公开了一种设置有气泡生成器的连铸中间包，与专利1类似，目的均是改变钢液流动方向，使钢水中夹杂物上浮去除。此类方法均在中间包底部设置透气砖，向透气砖内吹气在中间包内形成气幕挡墙，但吹气量均在不吹开渣面的情况下限制在一定范围内，捕获并去除夹杂物的能力有限，若加大气量又会造成钢液的二次氧化。
发明内容
 本发明目的在于提供一种适用于去除中间包钢液夹杂物的新型吹气精炼装置。采用该装置可以有效改善中间包内钢液流动行为，延长中间包内钢液的平均停留时间，增加夹杂物上浮去除的几率，同时可保证渣面平稳波动小，大幅度降低因卷渣和二次氧化产生的夹杂物，从而降低中间包内全氧含量，避免水口堵塞现象的发生，实现生产顺行，钢质量的提高。
一种适用于去除中间包钢液夹杂物的吹气精炼装置，中间包1、吹气装置2、浸渍罩3、永久层5、工作层6、致密层7、透气层8、气室9、通气管10、透气砖11、罩体12、浸入部分13、自动升降系统14、排气孔15。所述中间包包括永久层及设置在永久层内表面上的工作层，所述永久层底部上设有吹气装置，所述吹气装置包括透气砖与通气管，所述透气砖包括致密层与透气层，所述透气层中部有气室，外界气体通过所述通气管向所述气室内吹气，所述浸渍罩是由钢板支承的耐火材料罩，设置在所述吹气装置正上方，与自动升降系统连接。浸渍罩由罩体和浸入部分组成，设有排气孔。 
优选的，所述透气砖采用刚玉—莫来石为主要原料浇注振动成型。
优选的，浸渍罩3的浸入部分采用高铝耐火水泥浇铸而成。
一种适用于去除中间包钢液夹杂物的吹气精炼装置吹气精炼方法，其特征在于：钢包开浇前先向透气砖通入小流量氩气，确保气幕挡墙不吹开渣面，流量控制在2m3/h~3m3/h；钢包开浇至液面到达工作液位，浸渍罩对位后，强吹氩15s，吹开钢液表面渣层后，立即降罩，不断吹氩，氩气流量可根据现场要求，调整到最佳流量；钢包停浇后，逐渐减小气体流量，恢复至2m3/h~3m3/h，缓慢升罩并移出中间包；中间包浇注结束后关闭氩气。
与现有技术相比，本发明的优点是：在中间包内吹气装置上方设置浸渍罩，可引入大气量的气幕挡墙，形成连续紧密的气泡柱，明显延长了中间包内钢液平均停留时间，显著改善了钢液流动行为；大量的微小气泡可搅拌钢液，吸附较小尺寸的夹杂物；可避免吹气量大导致的钢液二次氧化和卷渣现象。
附图说明
图1是本发明中间包吹气精炼装置整体结构图；
图2是本发明中间包吹气精炼装置三维结构图；
图3是本发明吹气精炼装置主体剖面图；
图4是本发明吹气精炼装置中透气砖剖面图；
图5是本发明吹气精炼装置中浸渍罩图；
图6是本发明吹气精炼装置中浸渍罩及与其连接的自动升降系统示意图。
图7是大气量下有无浸渍罩对渣面影响对比图。
图中标记为：中间包1、吹气装置2、浸渍罩3、钢水4、永久层5、工作层6、致密层7、透气层8、气室9、气管10、透气砖11、罩体12、浸入部分13、自动升降系统14、排气孔15。
具体实施方式
如图1所示，本发明中间包吹气精炼装置整体结构图，本发明适用于去除中间包钢液夹杂物的吹气精炼装置，包括中间包1、吹气装置2和浸渍罩3，所述中间包包括永久层5及设置在永久层内表面上的工作层6，所述永久层底部上设有吹气装置2，所述吹气装置包括透气砖11与通气管10，所述透气砖包括致密层7与透气层8，所述透气层中部有气室9，外界气体通过所述通气管向所述气室内吹气，所述浸渍罩3是由钢板支承的耐火材料罩，由罩体12和浸入部分13组成，设有排气孔15，与自动升降系统14连接，设置在所述吹气装置2正上方。
本发明使用该新型吹气精炼装置的工艺方法，以80t板坯中间包为例：
（1）钢包开浇前先向透气砖通入小流量氩气，确保气幕挡墙不吹开渣面，流量控制在2m3/h~3m3/h；
（2）钢包开浇至液面到达工作液位，浸渍罩对位后，强吹氩15s，吹开钢液表面渣层后，立即降罩；
（3）不断吹入氩气，气体流量可根据现场要求，调节到最佳流量；
（4）钢包停浇后，逐渐减小气体流量，恢复至2m3/h~3m3/h，缓慢升罩并移出中间包；
（5）中间包浇注结束后停止吹入氩气。
通过物理模拟对中间包新型吹气精炼装置效果进行验证。以80t板坯中间包为例，采用普通气幕挡墙，若保证液面平稳的最大吹气量为3 m3/h，超过该气量，则渣面被吹开，渣被卷入钢液；当吹入相当于现场氩气流量7m3/h时，采用本发明新型吹气精炼装置渣面平稳，对比效果如图7所示。在同样保证渣面平稳的情况下，新型吹气精炼装置使中间包内钢液停留的平均时间为334s，比普通气幕挡墙的中间包内钢液平均停留时间增加至少10s，显著改善了钢液流动行为，减小了死区比例，增大了夹杂物上浮去除几率。 

Claims (3)

1.一种用于去除中间包钢液夹杂物的吹气精炼装置，其特征在于精炼装置包括中间包（1）、吹气装置（2）、浸渍罩（3）、永久层（5）、工作层（6）、致密层（7）、透气层（8）、气室（9）、气管（10）、透气砖（11）、罩体（12）、浸入部分（13）、自动升降系统（14）、排气孔（15）；所述中间包包括永久层（5）及设置在永久层内表面上的工作层（6），所述永久层底部上设有吹气装置（2），所述吹气装置包括透气砖（11）与通气管（10），所述透气砖包括致密层（7）与透气层（8），所述透气层中部有气室（9），外界气体通过所述通气管向所述气室内吹气，所述浸渍罩（3）是由钢板支承的耐火材料罩，设置在所述吹气装置（2）的正上方，与自动升降系统（14）连接；浸渍罩由罩体（12）和浸入部分（13）组成，设有排气孔（15）。
2. 根据权利1一种用于去除中间包钢液夹杂物的吹气精炼装置，其特征在于所述透气砖采用刚玉—莫来石为主要原料浇注振动成型，浸渍罩的浸入部分采用高铝耐火水泥浇铸而成。
3. 一种使用如权利1所述的中间包钢液的吹气精炼装置的吹气精炼方法，其特征是工艺步骤如下：
（1）钢包开浇前先向透气砖通入小流量氩气，确保气幕挡墙不吹开渣面，流量控制在2m3/h~3m3/h；
（2）钢包开浇至液面到达工作液位，浸渍罩对位后，强吹氩15s，吹开钢液表面渣层后，立即降罩；
（3）不断吹入氩气，气体流量根据现场要求，调节到最佳流量；
（4）钢包停浇后，逐渐减小气体流量，恢复至2m3/h~3m3/h，缓慢升罩并移出中间包；
（5）中间包浇注结束后停止吹入氩气。
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