CN104668494A - 一种双钢包同时浇注钢液的连铸中间包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双钢包同时浇注钢液的连铸中间包，该连铸中间包包括第一钢液注入区、第二钢液注入区、钢液混合区和钢液出口区。在中间包内设置稳流器、挡墙、挡坝，以改善中间包钢液的混合特性和流动特性，延长停留时间，利于钢水中的夹杂物上浮分离。该连铸中间包解决了单个钢包浇注钢液时由于频繁更换钢包引起的中间包液位剧烈波动对连铸坯质量和生产稳定性造成严重影响，为解决炼钢车间钢水冶炼设备（转炉或电炉）产能与连铸机产能合理匹配、提高铸坯质量和稳定生产提供一种新的思路和方案。

Description

一种双钢包同时浇注钢液的连铸中间包

技术领域

本发明属于冶炼浇注领域，具体涉及钢液连铸中间包设备，特别涉及一种双钢包同时浇注钢液的连铸中间包。

背景技术

中间包是钢水连铸工艺中一个不可缺少的重要容器。它接受从钢包浇下来的钢液，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去，是钢铁冶炼生产过程由间歇操作转向连续操作的衔接点，对于连铸操作的顺利进行，保证钢液品质具有重要作用。通常认为中间包在连铸生产过程中主要具有以下几点作用：（1）连浇作用。在多炉连浇时，中间包存储的钢液在更换钢包时起到衔接的作用。（2）分流作用。对于多流连铸机，由多水口中间包对钢液进行分流。（3）减压稳流。钢包内液面高度有5~6m，冲击力很大，在浇铸过程中变化幅度也很大。中间包液面高度比钢包低，变化幅度也小得多，因此可用来稳定钢液浇铸过程，减小钢流对结晶器凝固坯壳的冲刷。（4）去除杂质、成分微调作用。从钢液注入区到出口的路径上设置坝、堰等各种控流装置，延长钢液在中间包内停留的时间，促进夹杂物的上浮和成分微调。中间包冶金功能已成为钢铁生产过程质量控制和生产稳定性的重要环节，中间包钢液的均匀。液面稳定对生产影响巨大。

目前，根据不同炼钢车间中冶炼钢水的设备与连铸机的具体设备生产产能、工艺参数和布置情况，通常的中间包在注入区接受一个钢包注入的钢液，在出口区将钢液分配给1个或多个（2个、4个、6个、甚至达12个等等）结晶器内进行各种断面钢坯的连铸生产。对于大断面铸坯或拉速较高的铸坯往往采用矩形中间包，钢液由一个钢包在中间包的一端注入，向中间包的另一端流去，经过坝、堰等控流装置，由一个水口出口流出中间包进入结晶器。对于小断面铸坯大多数采用矩形或T形或V形中间包，钢液由一个钢包在中间包的中间区域注入，向中间包的两侧分别流去，经过坝、堰等控流装置，由多个水口出口流出中间包进入结晶器。

上述形式的中间包连铸生产，国内外的钢铁生产企业已经积累的大量生产实践和经验，众多科研人员也已经进行了丰富系统的科学研究。但是，对于部分企业，存在板坯方坯联合生产局面，炉机匹配以方坯为主，当生产大板坯时，单个钢包浇钢，换包频繁，中间包液面波动剧烈，对产品质量和生产稳定性造成严重影响，两个钢包同时独立向一个中间包浇钢成为可行性需求。但两个钢包同时向一个中间包进行钢液注入的中间包连铸科研研究和生产实践尚罕见报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双钢包同时浇注钢液的连铸中间包，通过中间包工艺创新解决小转炉与大板坯连铸机不匹配难题，实现小转炉大板坯连铸生产稳定性，克服单一钢包注入中间包钢液不足、频繁换包引起的中间包液面波动剧烈等问题，为解决炼钢车间钢水冶炼设备（转炉或电炉）产能与连铸机产能合理匹配、提高铸坯质量和稳定生产提供一种新的思路和方案。

本发明适用于综合性小型钢铁企业，实现转炉与方坯连铸、板坯连铸生产组织的综合应用，解决一个炼钢厂转炉与方坯连铸匹配，与板坯连铸不匹配难题。

本发明的技术方案是：一种双钢包同时浇注钢液的连铸中间包：该连铸中间包包括第一钢液注入区、第二钢液注入区、钢液混合区和钢液出口区；

其中，所述第一钢液注入区和第二钢液注入区对称设置在所述钢液混合区左右两端，所述第一钢液注入区的底部设有第一稳流器，所述第二钢液注入区的底部设置有第二稳流器，所述第一钢液注入区和第二钢液注入区与所述钢液混合区相互联通；所述钢液混合区的其中一端侧壁上端设置有溢流槽，另一端所述钢液出口区的一端联通，所述钢液出口区的另一端底部设置有钢水出水口，所述钢水出水口上设置有塞棒。

进一步，所述该连铸中间包还包括第一挡墙、第二挡墙和挡坝，所述第一挡墙和第二挡墙以轴对称分别设置在所述第一钢液注入区与钢液混合区之间连接处，所述第二钢液注入区与钢液混合区之间连接处；所述挡坝设置所述钢液混合区与钢液出口区之间连接处。

进一步，所述第一钢液注入区、第二钢液注入区、钢液混合区和钢液出口区的底部和侧壁的外部为永久层，内部为工作层，工作层由耐火材料砌筑而成。

本发明的有益效果是：

双钢包同时浇注钢液的连铸中间包整体为近T形，T字两端分别为第一钢液注入区、第二钢液注入区，T字的另一端为钢液出口区，T字三端的交汇处为两个钢包浇注钢液的钢液混合区。

本发明的中间包近T形为轴对称结构，T字的三个端部延伸比例根据实际钢液控流需要进行确定。

本发明的双钢包同时浇注钢液的连铸中间包包底和包壁外部为永久层，内部为工作层，工作层利用耐火材料砌筑而成。

本发明的中间包的容积根据需要设置，为减少中间包表面的热量损失，可以在上述的中间包设置包盖。

本发明的中间包在两个钢液注入区可分别增设稳流器，缓冲和限制钢包注入钢液对中间包包底的冲击。

本发明的中间包在两个钢液注入区与中部的钢液混合区之间可分别增设挡墙、挡坝，以改善中间包钢水的混合特性和流动特性，延长停留时间，有利于钢水中的夹杂物上浮分离。可根据实际需要设置挡墙、挡坝的数量及开孔样式等。

本发明的中间包在钢液混合区与钢水出口水口之间可增设挡墙、挡坝，以改善中间包钢水的混合特性和流动特性，延长停留时间，有利于钢水中的夹杂物上浮分离。可根据实际需要设置挡墙、挡坝的数量及开孔样式等。

本发明的中间包出口水口利用塞棒和滑动水口机制进行流量控制。

附图说明

图1为本发明的双钢包同时浇注钢液的连铸中间包结构俯视示意图。

图2为图1的A-A剖面示意图。

图3为图1的B-B剖面示意图。

图中：1-第一钢液注入区；2-第一钢包长水口；3-第一稳流器；4-第一挡墙；5-挡坝；6-钢液出口区；7-塞棒； 8-钢液出水口；9-第二挡墙；10-第二稳流器；11-第二钢包长水口；12-第二钢液注入区；13-溢流槽；14-钢液混合区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1-3所示，一种双钢包同时浇注钢液的连铸中间包，其特征在于：该连铸中间包包括第一钢液注入区1、第二钢液注入区12、钢液混合区14和钢液出口区6；

其中，所述第一钢液注入区1和第二钢液注入区12对称设置在所述钢液混合区14左右两端，所述第一钢液注入区1的底部设有第一稳流器3，所述第二钢液注入区12的底部设置有第二稳流器10，所述第一钢液注入区1和第二钢液注入区12与所述钢液混合区14相互联通，第一钢液注入区1与钢液混合区14之间连接处设置第一挡墙4，第二钢液注入区12与钢液混合区14之间连接处设置第二挡墙9，第一挡墙4和第二挡墙9固定在侧壁上下端留有一定的空隙用以注入的钢液通过；所述钢液混合区14的其中一端侧壁上端设置有溢流槽13，另一端所述钢液出口区6的一端联通，且连接处设置挡坝5，挡坝5的高度低于侧壁的高度，且，挡坝5的上端设有开口，下端设有开孔，所述钢液出口区6的另一端底部设置有钢水出水口8，所述钢水出水口8上设置有塞棒7。

所述第一钢液注入区1、第二钢液注入区12、钢液混合区14和钢液出口区6的底部和侧壁的外部为永久层，内部为工作层，工作层由耐火材料砌筑而成。

利用本发明的中间包进行钢包1和钢包2同时进行钢液连续浇注生产时，钢液的具体流动行为如下：

1、一股钢液由钢包1通过第一钢包长水口2注入到中间包的第一钢液注入区1；钢液垂直冲击到第一稳流器3上，反射向上并向混合区方向流动；在流动过程中由于受到注入区1与混合区14之间第一挡墙4的阻挡，转向下方由第一挡墙4下方的开口通过第一挡墙4进入钢液混合区14内；

2、同时对称地，另一股钢液由钢包2通过第二钢包长水口11注入到中间包的第二钢液注入区12，钢液垂直冲击到第二稳流器10上，反射向上并向混合区方向流动；在流动过程中由于受到注入区12与混合区14之间第二挡墙9的阻挡，转向下方由第二挡墙9下方的开口通过第二挡墙9也进入钢液混合区14内；

3、由于两股进入到钢液混合区14的钢液流动方向相反，相互冲击，在混合区内进行充分的成分、温度均匀化；

4、充分混匀的钢液继续向钢液出口区6流动，由于受钢液混合区14与钢液出口区6之间挡坝5的阻挡，大股钢液转向上流动越过挡坝5的上开口进入钢液出口区6内，小部分钢液通过挡坝5的下开孔进入钢液出口区6；

5、最后进入出口区的钢液通过浸入式水口8由中间包流出进入连铸结晶器。

整个浇注过程中，通过调节2个钢包长水口和中间包浸入式水口的流量来配合连铸坯拉速，稳定中间包液面高度。

案例：2座80吨转炉供应一机一流200×3000mm宽板坯连铸生产线，转炉冶炼周期约为35min，3000mm宽板坯的拉速约为1~1.2m/min，如果利用传统方式一个钢包浇注，拉速按照1m/min，每18min要更换一个钢包。如此频繁更换钢包造成中间包液位波动频繁，温度场和流场紊乱，不利于钢液夹杂物的上浮和钢水温度的均匀，导致铸坯的质量缺陷增加，更严重的问题是生产稳定出现问题，炼钢节奏稍有变化将导致连铸停浇，为此势必要降低拉速，牺牲产能，拉速既是降低到0.9m/min，也满足不了生产需求。利用本发明的中间包，实现两个钢包同时浇注，拉速不变的情况下每40min更换钢包即可。即便由于2座转炉生产节奏的不同步使两个钢包更换时间的不一致，由于一直保持有一个钢包向中间包供应钢液，中间包液位的变化幅度将大大减少，温度场和流场不至过于紊乱，提高了铸坯的质量稳定性。

本发明还可以有其它具体实施方式和参数，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (3)

1. 一种双钢包同时浇注钢液的连铸中间包，其特征在于：该连铸中间包包括第一钢液注入区（1）、第二钢液注入区（12）、钢液混合区（14）和钢液出口区（6）；

其中，所述第一钢液注入区（1）和第二钢液注入区（12）对称设置在所述钢液混合区（14）左右两端，所述第一钢液注入区（1）的底部设有第一稳流器（3），所述第二钢液注入区（12）的底部设置有第二稳流器（10），所述第一钢液注入区（1）和第二钢液注入区（12）与所述钢液混合区（14）相互联通；所述钢液混合区（14）的其中一端侧壁上端设置有溢流槽（13），另一端所述钢液出口区（6）的一端联通，所述钢液出口区（6）的另一端底部设置有钢水出水口（8），所述钢水出水口（8）上设置有塞棒（7）。

2.根据权利要求1所述的连铸中间包，其特征在于，该连铸中间包还包括第一挡墙（4）、第二挡墙（9）和挡坝（5），所述第一挡墙（4）和第二挡墙（9）以轴对称方式分别设置在所述第一钢液注入区（1）与钢液混合区（14）之间连接处和所述第二钢液注入区（12）与钢液混合区（14）之间连接处；所述挡坝（5）设置所述钢液混合区（14）与钢液出口区（6）之间连接处。

3.如权利要求1或2所述的中间包，其特征在于，所述第一钢液注入区（1）、第二钢液注入区（12）、钢液混合区（14）和钢液出口区（6）的底部和侧壁的外部为永久层，内部为工作层，工作层由耐火材料砌筑而成。