CN107790695A - 一种电阻丝加热式中间包及其加热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电阻丝加热式中间包及其加热方法,中间包绝热层内表面设有蛇形沟槽,沟槽内埋设电阻丝,相邻电阻丝之间撒有镁质粉状耐火材料,在线测温探头和电阻丝连接电源自动加热控制装置;包底中心设有挡渣墙,挡渣墙两侧分设在线测温探头和塞棒,塞棒与塞棒控制机构相连。对于中间包容量在20~<45吨和45~60吨的头罐钢液,温度条件值按钢液过热度25℃设定;第二罐及以后的罐次,温度条件值按钢液的过热度20℃设定,并按温度条件值分别进行控制。本发明能够降低转炉出钢温度和精炼搬出温度,提高转炉炉龄与钢包周转次数,降低耐材的吨钢使用成本,缩短精炼时间,实现钢液的恒温浇注,提高连铸坯的恒拉速率及铸坯质量。
Description
技术领域
本发明属于连铸领域,特别是涉及一种电阻丝加热式中间包及其加热方法。
背景技术
在连铸生产中,中间包内钢水过热度是非常重要的一个工艺控制参数,过热度过高会影响钢坯的内部质量,而且增加拉漏的危险;过热度太低又可能导致水口的堵塞,影响生产的顺利进行,同时还会抑制夹杂物的上浮去除,不利于钢液洁净度提高。另外,各罐钢水之间过热度波动过大也会引起钢液的污染。因此,比较理想的状态是过热度合适且各罐的过热度不能有大幅度波动,保证中间包内钢水能够实现恒温浇注。然而在整个连铸过程中,中间包不同程度地存在热损失,特别是浇注初期、更换钢包和浇注末期等环节,不可避免地引起较大的温降。相关资料显示,中间包钢水的温降达45~60%,主要是由于中间包壁向外辐射散热产生的。因此,寻求外部热源补偿中间包钢水的温降,精确地控制最佳过热度,使进入结晶器的钢水温度稳定,越来越引起人们的重视。对浇注初期、更换钢包和浇注末期的钢水进行加热,以补偿钢水温度的降低是中间包冶金的一项重要措施。因此,近几十年来已开发出多种形式的中间包加热技术,其中主要有等离子体加热技术和电磁感应加热技术。
国内研发过等离子体加热技术,也引进了等离子体加热技术,但使用效果都不是很理想。其主要原因一是起弧困难;二是由于中间包钢水液面控制不稳,等离子体弧难于维持,导致熄弧;三是使用时噪声大,损害人的听力,使人难以承受;四是等离子体产生的电磁辐射对弱电系统有比较大的干扰;五是等离子弧温度非常高,易导致中间包局部耐火材料损耗严重。
日本在上世纪80年代就己经将电磁感应加热应用到中间包中了,并且取得了很好的效果。其特点是加热比较均匀、加热效率高、运行安全可靠。但也存在一定的不足:其感应线圈有众多冷却管路和电缆线,不能轻易拆开,导致中间包与结晶器之间不能实现快速对接与分离。若连铸过程因故终止,为保护中间包只有被迫翻包倒掉剩余钢水,造成巨大的浪费。另外,感应加热器在工作时也会对周围的铁磁性物质如中间包外壳进行感应加热,降低了中间包的安全使用性,同时强大的电磁场不仅会对周围的弱电控制系统造成严重干扰,产生的电磁波及噪音也会危害到附近工艺操作人员的身体健康。
发明内容
本发明提供一种电阻丝加热式中间包及其加热方法,其目的是在操作方便可靠的条件下,对中间包钢水温降进行补偿,使钢水的温度控制在目标温度范围内,从而实现浇注过程的恒温控制,提高连铸坯的质量。
为此,本发明所采取的技术解决方案是:
一种电阻丝加热式中间包,包括包盖、在线测温探头、数据传输线、电源自动加热控制装置、电源线、包壁、挡渣墙、塞棒、塞棒控制机构及浸入式水口;包壁由四个侧壁和包底组成,侧壁和包底均自内向外由工作层、永久层、绝热层及钢壳构成,在与永久层相贴的绝热层内表面上设有蛇形沟槽,沟槽内分组埋设有加热用电阻丝,相邻两排电阻丝之间的距离为50~200mm,在相邻两排电阻丝之间铺撒有镁质粉状耐火材料,将电阻丝固定在铺设的沟槽内,电阻丝通过电源线连接电源自动加热控制装置;在四个侧壁的上面扣有包盖,包底中心位置设有挡渣墙,插入在包盖内的在线测温探头和塞棒分设在挡渣墙的两侧,在线测温探头上端通过数据传输线连接电源自动加热控制装置,塞棒上端与塞棒控制机构相连。
所述电阻丝材质为Cr20Ni80镍铬合金,电阻丝的直径为3~5mm。
所述电阻丝为5组,分别布置在包底和4个侧壁内,其中包底的电阻丝最大加热功率为2000~5000kW,四个侧壁的电阻丝每组最大加热功率为1500~3000kW。
一种电阻丝加热式中间包的加热方法,其具体加热方法和步骤为:
(1)将烘烤好的中间包开到浇铸位。
(2)根据中间包容量及钢水的上机温度,在电源自动加热控制装置上设定电阻丝加热的温度条件值,温度条件值按照过热度进行设定,其设定方式如下:
中间包容量在20~45吨时:
对于头罐钢液,因钢液流入到中间包后温降大,温度条件值按钢液的过热度25℃进行设定;当中间包内钢液的过热度大于温度条件值25℃时,电阻丝不进行加热;当中间包内钢液的过热度小于温度条件值25℃时,电阻丝进行加热,在钢液的过热度达到温度条件值25℃时,中间包包底的电阻丝加热功率自动调整到300~500kW,侧壁的加热功率自动调整到200~300kW;
对于第二罐及以后的罐次,由于中间包温降相对较小,电阻丝加热的温度条件值按钢液的过热度20℃进行设定;当中间包内钢液的过热度大于温度条件值20℃时,电阻丝不进行加热;当钢液的过热温度小于温度条件值20℃时,电阻丝进行加热,在钢液的过热度达到温度条件值20℃时,中间包底部电阻丝加热功率自动调整到200~400kW,侧壁的加热功率自动调整到150~200kW;
中间包容量在46~60吨时:
对于头罐钢液,因钢液流入到中间包后温降大,温度条件值按钢液的过热度25℃进行设定;当中间包内钢液的过热度大于温度条件值25℃时,电阻丝不进行加热;当中间包内钢液的过热度小于温度条件值25℃时,电阻丝进行加热,在钢液的过热度达到温度条件值25℃时,中间包底部电阻丝加热功率自动调整到400~600kW,侧壁的加热功率自动调整到300~400kW;
对于第二罐及以后的罐次,由于中间包温降相对较小,电阻丝加热的温度条件值按钢液的过热度20℃进行设定;当中间包内钢液的过热度大于温度条件值20℃时,电阻丝不进行加热;当钢液的过热温度小于温度条件值20℃时,电阻丝进行加热,在钢液的过热度达到温度条件值20℃时,中间包底部电阻丝加热功率自动调整到300~400kW,侧壁的加热功率自动调整到200~300kW;
(3)当中间包内钢液全部浇完后,电源自动加热控制装置自动断电,电阻丝停止加热。
本发明的有益效果为:
1、能够降低转炉的出钢温度和精炼的搬出温度,利于转炉炉龄与钢包周转次数的提高,降低耐材的吨钢使用成本,同时缩短精炼处理时间。
2、能够最大限度的实现对钢液的恒温浇注,提高连铸坯的恒拉速率,利于铸坯质量的提升。
3、能够降低钢液在浇注过程中的二次氧化程度,提高钢液的洁净度。
4、能够利于实现对钢液的低温浇注,扩大连铸坯的等轴晶比例,提高连铸坯的内部质量。
附图说明
图1是电阻丝加热式中间包结构示意图;
图2是电阻丝铺设俯视示意图;
图3是图2的A-A截面示意图。
图中:包盖1,在线测温探头2,数据传输线3,电源自动加热控制装置4,电源线5,钢壳6,绝热层7,电阻丝8,永久层9,工作层10,挡渣墙11,塞棒12,塞棒控制机构13,浸入式水口14,镁质粉状耐火材料15,沟槽16。
具体实施方式
由附图可见,本发明电阻丝加热式中间包,包括包盖1、在线测温探头2、数据传输线3、电源自动加热控制装置4、电源线5、包壁、挡渣墙11、塞棒12、塞棒控制机构13及浸入式水口14。包壁由四个侧壁和包底组成,侧壁和包底均自内向外由工作层10、永久层9、绝热层7及钢壳6构成。在与永久层9相贴的绝热层7内表面上设有蛇形沟槽16,沟槽16内分组埋设有加热用电阻丝8,电阻丝8为5组,分别布置在包底和4个侧壁内,其中包底的电阻丝8最大加热功率为2000~5000kW,四个侧壁的电阻丝8每组最大加热功率为1500~3000kW。电阻丝8的直径为3~5mm,材质为Cr20Ni80镍铬合金,相邻两排电阻丝8之间的距离为50~200mm。在相邻两排电阻丝8之间铺撒有镁质粉状耐火材料15,将电阻丝8固定在铺设的沟槽16内,电阻丝8通过电源线5连接电源自动加热控制装置4。在四个侧壁的上面扣有包盖1,包底中心位置设有挡渣墙11,插入在包盖1内的在线测温探头2和塞棒12分设在挡渣墙11的两侧,在线测温探头2的上端通过数据传输线3连接电源自动加热控制装置4,塞棒12的上端与塞棒控制机构13相连。
实施例1:
以容量为45吨的中间包非首罐为例。首先在电源自动加热控制装置4上将中间包的过热度设定为20℃,钢水在从钢包浇铸到中间包后,通过在线测温探头2对钢液进行连续测温,将所测温度通过数据传输线3传递给电源自动加热控制装置4。在此过程中,如果测得过热度大于设定值20℃,则各组电阻丝8不进行加热工作;如果过热度低于20℃,则包底的电阻丝8以3500kW的加热功率进行加热,侧壁的电阻丝8以1800kW的加热功率进行加热;当到中间包钢液的过热度等于20℃时,包底的电阻丝8加热功率自动调整到350kW,侧壁的电阻丝8加热功率自动调整到180kW。
实施例2:
以容量为60吨的中间包非首罐为例。首先在电源自动加热控制装置4上将中间包的过热度设定为20℃,钢水在从钢包浇铸到中间包后,通过在线测温探头2对钢液进行连续测温,将所测温度通过数据传输线3传递给电源自动加热控制4装置。在此过程中,如果测得过热度大于设定值20℃,则各组电阻丝8不进行加热工作;如果过热度低于20℃,则包底的电阻丝8以4500kW的加热功率进行加热,侧壁的电阻丝8以2000kW的加热功率进行加热;当到中间包钢液的过热度等于20℃时,包底的电阻丝8加热功率自动调整到350kW,侧壁的电阻丝8加热功率自动调整到250kW。
实施例3:
以容量为60吨的中间包首罐为例。首先在电源自动加热控制装置4上将中间包的过热度设定为25℃,钢水在从钢包浇铸到中间包后,通过在线测温探头2对钢液进行连续测温,将所测温度通过数据传输线3传递给电源自动加热控制装置4。在此过程中,如果测得过热度大于设定值25℃,则各组电阻丝8不进行加热工作;如果过热度低于25℃,则包底的电阻丝8以4500kW的加热功率进行加热,侧壁的电阻丝8以2000kW的加热功率进行加热;当到中间包钢液的过热度等于25℃时,包底的电阻丝8加热功率自动调整到500kW,侧壁的电阻丝8加热功率自动调整到350kW。
Claims (4)
1.一种电阻丝加热式中间包,其特征在于,包括包盖、在线测温探头、数据传输线、电源自动加热控制装置、电源线、包壁、挡渣墙、塞棒、塞棒控制机构及浸入式水口;包壁由四个侧壁和包底组成,侧壁和包底均自内向外由工作层、永久层、绝热层及钢壳构成,在与永久层相贴的绝热层内表面上设有蛇形沟槽,沟槽内分组埋设有加热用电阻丝,相邻两排电阻丝之间的距离为50~200mm,在相邻两排电阻丝之间铺撒有镁质粉状耐火材料,将电阻丝固定在铺设的沟槽内,电阻丝通过电源线连接电源自动加热控制装置;在四个侧壁的上面扣有包盖,包底中心位置设有挡渣墙,插入在包盖内的在线测温探头和塞棒分设在挡渣墙的两侧,在线测温探头上端通过数据传输线连接电源自动加热控制装置,塞棒上端与塞棒控制机构相连。
2.根据权利要求1所述的电阻丝加热式中间包,其特征在于,所述电阻丝材质为Cr20Ni80镍铬合金,电阻丝的直径为3~5mm。
3.根据权利要求1所述的电阻丝加热式中间包,其特征在于,所述电阻丝为5组,分别布置在包底和4个侧壁内,其中包底的电阻丝最大加热功率为2000~5000kW,四个侧壁的电阻丝每组最大加热功率为1500~3000kW。
4.一种应用权利要求1所述电阻丝加热式中间包的加热方法,其特征在于,具体加热方法和步骤为:
(1)将烘烤好的中间包开到浇铸位;
(2)根据中间包容量及钢水的上机温度,在电源自动加热控制装置上设定电阻丝加热的温度条件值,温度条件值按照过热度进行设定,其设定方式如下:
中间包容量在20~45吨时:
对于头罐钢液,因钢液流入到中间包后温降大,温度条件值按钢液的过热度25℃进行设定;当中间包内钢液的过热度大于温度条件值25℃时,电阻丝不进行加热;当中间包内钢液的过热度小于温度条件值25℃时,电阻丝进行加热,在钢液的过热度达到温度条件值25℃时,中间包包底的电阻丝加热功率自动调整到300~500kW,侧壁的加热功率自动调整到200~300kW;
对于第二罐及以后的罐次,由于中间包温降相对较小,电阻丝加热的温度条件值按钢液的过热度20℃进行设定;当中间包内钢液的过热度大于温度条件值20℃时,电阻丝不进行加热;当钢液的过热温度小于温度条件值20℃时,电阻丝进行加热,在钢液的过热度达到温度条件值20℃时,中间包底部电阻丝加热功率自动调整到200~400kW,侧壁的加热功率自动调整到150~200kW;
中间包容量在46~60吨时:
对于头罐钢液,因钢液流入到中间包后温降大,温度条件值按钢液的过热度25℃进行设定;当中间包内钢液的过热度大于温度条件值25℃时,电阻丝不进行加热;当中间包内钢液的过热度小于温度条件值25℃时,电阻丝进行加热,在钢液的过热度达到温度条件值25℃时,中间包底部电阻丝加热功率自动调整到400~600kW,侧壁的加热功率自动调整到300~400kW;
对于第二罐及以后的罐次,由于中间包温降相对较小,电阻丝加热的温度条件值按钢液的过热度20℃进行设定;当中间包内钢液的过热度大于温度条件值20℃时,电阻丝不进行加热;当钢液的过热温度小于温度条件值20℃时,电阻丝进行加热,在钢液的过热度达到温度条件值20℃时,中间包底部电阻丝加热功率自动调整到300~400kW,侧壁的加热功率自动调整到200~300kW;
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