CN111107953A - 铸造设备和铸造方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的用于铸造板坯的方法包括以下步骤：将容置有钢水的钢包分别定位在中间包的上部和中间包的外侧处；通过将设置在中间包的上部的铸造位置处的钢包的钢水供给至中间包来执行铸造；以及将惰性气体吹入设置在铸造位置处的钢包中。因此，根据本发明的实施方式，当钢包在回转台装置上处于待命位置时，以及在钢水被供给至中间包的铸造期间，惰性气体都被吹送。因此，与常规的铸造方法相比，可以更大程度地减少夹杂物，并且可以制造出洁净钢。也就是说，通过在钢包处于待命位置时打开钢包之后执行微鼓泡，可以减少空气中夹杂物的产生。另外，通过在铸造期间将惰性气体吹入钢包(L)中，可以减少铸造期间钢包内的钢水的夹杂物。

Description

铸造设备和铸造方法
技术领域
本公开涉及铸造设备和铸造方法，并且更具体地涉及能够生产洁净钢的铸造设备。
背景技术
通常，由于铝(Al)与氧气(O2)之间的反应，在钢的制造和处理过程期间钢包(ladle)中的钢水中会产生比如氧化铝(Al2O3)的夹杂物。夹杂物在板坯的铸造期间与钢水凝结，从而导致产品在轧制过程中失效。
为了去除或防止比如氧化铝(Al2O3)的夹杂物在钢包中的钢水中的产生，通过使用真空脱气法(RH，reinstahl huten werke heraus)和钢包精炼炉(LF，ladle furnace)或通过在铸造操作期间在中间包(tundish)过程中将比如氩(Ar)气的惰性气体吹入钢水中来去除夹杂物。
容置钢水的钢包由钢包回转台支承并设置在中间包的上侧处，其中，钢水通过使用真空脱气法(RH)来精炼，或者通过使用钢包精炼炉(LF)来完成温度升高。也就是说，钢包回转台在摆动塔的两侧中的每一侧处包括供钢包坐置的支承部件，并且钢包坐置在该支承部件上并由该支承部件支承。另外，两个钢包通过摆动塔的旋转操作被交替地运送至中间包的上侧。此处，两个钢包当中的设置在中间包的上侧处的钢包是参与铸造的钢包，并且设置在中间包的外侧处的钢包是处于待命状态以供下次铸造的钢包。
然而，尽管通过使用真空脱气法(RH)进行精炼、通过使用钢包精炼炉(LF)来完成温度升高、并且将氩气吹入中间包中，但在铸造期间或钢包在钢包回转台上处于待命状态时还会产生夹杂物，并且仍会由于夹杂物而产生缺陷。
为此，韩国公开实用新型No.1998-033102中公开了一种将氩气吹入不参与铸造或处于待命状态的钢包中的特征。在所公开的方法的情况下，尽管存在于钢水中的夹杂物可以被分离并漂浮，但是钢水表面处的裸露钢水的产生会增加，并且由此加速了再氧化夹杂物的产生。
另外，由于在铸造期间没有吹送氩气，因而在参与铸造的钢包中的钢水中仍会产生夹杂物。
(专利文献1)韩国注册实用新型No.KR0332894Y1
发明内容
技术问题
本公开提供了一种能够减少夹杂物的铸造设备以及一种铸造方法。
本公开提供了一种能够通过将气体吹入回转台上的处于待命状态或铸造状态的钢包中来减少夹杂物的产生的铸造设备以及一种铸造方法。
本公开提供了一种能够限制或防止裸露钢水的产生的铸造设备以及一种铸造方法。
技术方案
根据示例性实施方式，板坯铸造方法包括：将容置钢水的钢包设置在中间包的上侧和外侧中的每一者处；通过供给设置在中间包的上侧的铸造位置处的钢包的钢水来执行铸造；以及将惰性气体吹入设置在铸造位置处的钢包中。
将惰性气体吹入设置在铸造位置处的钢包中可以包括：通过将惰性气体以第一流量吹入铸造位置处的钢包中来打开铸造位置处的钢包；以及在铸造位置处的钢包打开之后，当将钢水供给至中间包的铸造开始进行时，通过将惰性气体以比第一流量小的流量吹送来进行鼓泡。
对铸造位置处的钢包的鼓泡可以包括随着铸造位置处的钢包中的钢水的高度降低而减少惰性气体的气体吹送流量。
随着铸造位置处的钢包中的钢水的高度降低而使惰性气体的气体吹送流量减少可以包括供给由数学等式1计算的流量(m1)，数学等式1使用当前钢水高度(L1)相对于在铸造位置处的钢包中的钢水被供给至中间包之前的初始钢水高度(L0)的比以及在铸造位置处的钢包中的钢水开始供给至中间包时的初始气体吹送流量(m0)。
[数学等式1]
Figure BDA0002408770600000031
初始气体吹送流量(m0)可以大于或等于约1LPM且小于或等于约20LPM。
板坯铸造方法还可以包括将惰性气体吹入设置在中间包的外侧的待命位置处的钢包中。
将惰性气体吹入设置在待命位置处的钢包中可以包括：通过将惰性气体以第一流量吹入待命位置处的钢包中来打开待命位置处的钢包；以及在待命位置处的钢包打开之后，当将钢水供给至中间包的铸造开始进行时，通过将惰性气体以比第一流量小的第二流量吹送来进行鼓泡。
第一流量可以大于或等于约80LPM且小于或等于约200LPM，并且第二流量可以大于或等于约1LPM且小于或等于约20LPM。
根据另一示例性实施方式，铸造设备包括：中间包，该中间包构造成暂时储存钢水；回转台装置，该回转台装置包括一对支承部件，所述一对支承部件构造成分别支承容置钢水的一对钢包，并且该回转台装置构造成将所述一对支承部件交替地设置在中间包的上侧的铸造位置处和中间包的外侧的待命位置处；模具，该模具设置在中间包的下方，以凝结从中间包供给的钢水；以及气体吹送装置，该气体吹送装置连接至待命位置处的钢包和铸造位置处的钢包中的每一者，使得惰性气体被吹入在回转台装置上支承在待命位置处的钢包和支承在铸造位置处的钢包中的每一者中。
气体吹送装置可以包括：第一吹送管线，该第一吹送管线连接至支承在待命位置处的钢包；第二吹送管线，该第二吹送管线连接至支承在铸造位置处的钢包；第一供给部分，该第一供给部分连接至第一吹送管线以选择性地将惰性气体以用于打开待命位置处的钢包的第一流量以及比该第一流量小的第二流量供给至第一吹送管线；以及第二供给部分，该第二供给部分连接至第二吹送管线以选择性地将惰性气体以用于打开铸造位置处的钢包的第一流量以及比该第一流量小的流量供给至第二吹送管线。
第一供给部分可以将惰性气体以大于或等于约80LPM且小于或等于约200LPM的第一流量供给至第一吹送管线，使得待命位置处的钢包的吹送孔被打开，并且在待命位置处的钢包被打开之后，第一供给部分将惰性气体以大于或等于约1LPM且小于或等于约20LPM的第二流量供给至第一吹送管线，从而使待命位置处的钢包鼓泡。
第二供给部分可以将惰性气体以大于或等于约80LPM且小于或等于约200LPM的第一流量供给至第二吹送管线，使得铸造位置处的钢包的吹送孔被打开，并且在铸造位置处的钢包被打开之后，当铸造位置处的钢包中的钢水开始供给至中间包时，第二供给部分以比该第一流量小的流量来向第二吹送管线供给且根据铸造位置处的钢包中的钢水的高度的降低而减少惰性气体吹送流量。
有益效果
根据示例性实施方式，当钢包在回转台装置上处于待命位置时，以及当将钢水供给至中间包的铸造被执行时，均吹送惰性气体。因此，与现有技术相比，可以减少夹杂物，并且可以生产出洁净钢。也就是说，当钢包处于待命位置时，由于执行了微鼓泡，因而可以减少待命期间夹杂物的产生。另外，通过在铸造期间将惰性气体吹入钢包中，可以减少铸造期间钢包中的钢水中的夹杂物。
另外，由于气体吹送流量根据铸造期间钢水高度的降低而减少，因而鼓泡可以以适当的量进行，并且由于惰性气体导致的裸露钢水的产生可以被限制或防止。也就是说，当气体以相对于钢水量或钢水高度过大的流量吹送时，由于涡旋形成而产生钢水表面的炉渣的空置空间的裸露钢水可能会产生。根据示例性实施方式，可以对应于铸造期间钢包L中的钢水高度的降低来调节气体吹送流量，从而限制或防止由气体吹送引起的裸露钢水的产生。
附图说明
图1是图示了根据示例性实施方式的铸造设备的主要部分的视图。
图2是图示了根据示例性实施方式的钢包的视图。
图3是图示了根据示例性实施方式的气体吹送装置的示意图。
图4是表示根据示例性实施方式的将气体吹入处于准备状态的钢包中的方法的图。
图5是表示根据示例性实施方式的将气体吹入处于铸造状态的钢包中的方法的图。
图6是示出了当通过根据比较示例的方法执行鼓泡时产生裸露钢水的结果的视图。
图7是将操作中的每个操作中的夹杂物的量表示为夹杂物指数的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述具体实施方式。然而，本公开可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式使得本公开将是透彻且完整的，并将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
本公开提供了一种通过将气体吹入回转台装置的处于准备状态或铸造状态的钢包中来减少或限制夹杂物和裸露钢水的铸造设备以及使用该铸造设备的板坯铸造方法。
图1是图示了根据示例性实施方式的铸造设备的主要部分的视图。图2是图示了根据示例性实施方式的钢包的视图。图3是图示了根据示例性实施方式的气体吹送装置的示意图。图4是表示根据示例性实施方式的将气体吹入处于准备状态的钢包中的方法的图。图5是表示根据示例性实施方式的将气体吹入处于铸造状态的钢包中的方法的图。
参照图1和图3，根据示例性实施方式的铸造设备包括：回转台装置100，回转台装置100能够支承容置钢水的一对钢包L并通过旋转操作使该对钢包L移动；中间包T，中间包T接收来自钢包L的钢水L、沿上侧方向移动并暂时储存所接收的钢水；模具M，模具M接收被暂时储存在中间包T中的钢水，并且对钢水进行初次冷却并首先将钢水凝结成预定形状；多个部段20，所述多个部段20设置在模具M的下方，以执行一系列的模制操作并同时对被初次冷却的板坯进行二次冷却；以及气体吹送装置200，气体吹送装置200将惰性气体吹送至以对应的方式设置在中间包T的上侧处的钢包L和位于中间包T的外侧处的处于准备状态的钢包L中的每个钢包L。另外，该铸造设备包括：护罩喷嘴SN，护罩喷嘴SN将钢水供给至中间包；控制钢包L与护罩喷嘴SN之间的连通的闸门；以及喷嘴安装单元30，喷嘴安装单元30设置在中间包T的一侧，以在顶部喷嘴与护罩喷嘴之间进行连接。
由于上述钢包L、回转台装置100、中间包T、模具M以及部段20与通常的连铸设备相似或相同，因而将省去其详细描述或进行简单描述。
回转台装置100包括摆动塔110和一对支承部件120，摆动塔110被以可旋转的方式驱动，所述一对支承部件120以摆动塔110为中心沿两个方向延伸或以摆动塔110为中心设置在两侧，从而分别支承钢包L或允许钢包L坐置在所述一对支承部件120上。根据回转台装置100，所述一对支承部件120通过摆动塔110的旋转交替地移动至中间包的上侧。也就是说，所述一对支承部件120中的一个支承部件120和由对应的支承部件120支承的钢包L通过摆动塔110的旋转而设置在中间包T的上侧处。此处，另一个支承部件120和对应的钢包L设置在中间包T的外侧处。
然而，该示例性实施方式不限于此。回转台装置100可以包括能够支承所述一对钢包L并使钢包L交替地移动至中间包T的上侧处或移动至准备位置的各种构型。
如图2中所示，钢包L包括：主体310，主体310形成外观、具有能够容置钢水的内部空间、并且包括在下部部分处限定以将钢水排出的开口(在下文中称为输出孔321)以及供气体通过的开口(在下文中称为吹送孔322)；以及顶部喷嘴TN，顶部喷嘴TN安装至主体310以与出口孔321连通。另外，钢包L还可以包括插入到主体310中以与主体310的内部连通的插塞330。
在示例性实施方式中，通过将惰性气体吹送至由回转台装置100支承的所述一对钢包L中的每个钢包来减少或限制夹杂物和裸露钢水的产生。也就是说，惰性气体被吹送至下述钢包中的每个钢包：以对应的方式设置在位于中间包T的上侧处的支承部件120上并由该支承部件120支承的钢包L、即向中间包T供给钢水并参与铸造的钢包L；以及设置在由回转台装置100的所述一对支承部件120中的位于中间包T的外侧处的支承部件120上并由该支承部件120支承的钢包L。当以一个钢包L的侧面角度对此进行描述时，在一个中间包T由回转台装置100支承并在中间包T的外侧准备时，惰性气体被吹入该钢包T中，并且此后，该钢包L移动至中间包的上侧以在钢水被供给至中间包T时(即参与铸造时)将惰性气体吹送至该钢包L。
另外，在示例性实施方式中，当惰性气体被吹入处于准备状态的钢包L中时，在钢包L的吹送孔322打开之后，相对少量的惰性气体被吹送以减少或限制夹杂物和裸露钢水的产生。另外，当惰性气体被吹入处于铸造状态的钢包L中时，在钢包L的吹送孔322被打开之后，在铸造开始进行时，惰性气体被吹送，同时惰性气体的量随着钢水高度或熔池表面高度的降低而逐渐减少以减少或限制夹杂物和裸露钢水的产生。
为此，气体吹送装置200将惰性气体吹送至坐置在回转台装置100上并处于准备状态的钢包L以及参与铸造的钢包L中的每个钢包并控制气体吹送量。
参照图3，气体吹送装置200包括：第一吹送管线210a，第一吹送管线210a能够连接至支承在准备位置处的钢包L；第二吹送管线210b，第二吹送管线210b能够连接至支承在铸造位置处的钢包L；第一气体储存器220a，第一气体储存器220a供给高压惰性气体；第二气体储存器220b，第二气体储存器220b供给低压惰性气体；第一供给部分230a，第一供给部分230a通过连接第一吹送管线210a与第一气体储存器220a和第二气体储存器220b来将第一气体储存器220a和第二气体储存器220b中的每一者的惰性气体供给至第一吹送管线210a；以及第二供给部分230b，第二供给部分230b通过连接第二吹送管线210b与第一气体储存器220a和第二气体储存器220b来将第一气体储存器220a和第二气体储存器220b中的每一者的惰性气体供给至第二吹送管线210b。
此处，第一吹送管线210a可以与中间包T的外侧处的位于准备位置处的钢包L的吹送孔322连接及分离，并且第二吹送管线210b可以与中间包T的上侧处的位于铸造位置处的钢包L的吹送孔322连接及分离。第一吹送管线210a和第二吹送管线210b中的每一者可以具有能够供惰性气体移动通过的管形状。
另外，在第一吹送管线210a的延伸路径上安装有第一吹送阀211a，并且在第二吹送管线210b的延伸路径上安装有第二吹送阀211b。
根据示例性实施方式的第一供给部分230a包括：第一供给管线231a，第一供给管线231a的一个端部连接至第一气体储存器220a；第二供给管线234a，第二供给管线234a的一个端部连接至第二气体储存器220b并且另一个端部连接至第一吹送管线210a；安装在第一供给管线231a的延伸路径上的第一供给阀232a和第一流量控制部分233a；以及安装在第二供给管线234a的延伸路径上的第二供给阀235a和第二流量控制部分236a。此处，第一供给管线231a的另一个端部可以以设置在第二供给阀235a的前端的方式连接至第二供给管线234a。
第一供给管线231a和第二供给管线234a中的每一者可以具有能够供惰性气体移动通过的管形状。
例如，根据示例性实施方式的第一供给阀232a可以是电动阀。另外，第一流量控制部分233a可以安装在第一供给阀232a的后端，并且第二流量控制部分236a可以安装在第二供给阀235a的后端。
根据示例性实施方式的第二供给部分230b包括：第三供给管线231b，第三供给管线231b的一个端部连接至第一气体储存器220a；第四供给管线234b，第四供给管线234b的一个端部连接至第二气体储存器220b并且另一个端部连接至第二吹送管线210b；安装在第三供给管线231b的延伸路径上的第三供给阀232b和第三流量控制部分233b；以及安装在第四供给管线234b的延伸路径上的第四供给阀235b和第四流量控制部分236b。此处，第三供给管线231b的另一个端部可以以设置在第四供给阀235b的前端的方式连接至第四供给管线234b。
第三供给管线231b和第四供给管线234b中的每一者可以具有能够供惰性气体移动通过的管形状。
例如，根据示例性实施方式的第三供给阀232a可以是电动阀。此处，第三流量控制部分233b可以安装在第三供给阀232b的后端，并且第四流量控制部分236b可以安装在第四供给阀235b的后端。
在示例性实施方式中，通过使用上述气体吹送装置200，夹杂物和裸露钢水的产生通过在由回转台装置支承的钢包L被设置在准备位置和铸造位置两者时均吹送惰性气体、例如氩(Ar)气而得以减少或限制。
然而，示例性实施方式不限于此。气体吹送装置200可以包括能够通过调节压力和流量来向第一吹送管线210a和第二吹送管线210b中的每一者供给惰性气体的各种构型。
在下文中，将参照图3至图5描述包括下述过程的铸造方法：通过使用气体吹送装置200将惰性气体吹送至回转台装置上的定位在准备位置和铸造位置处的钢包L中的每个钢包。此处，惰性气体将被描述为氩气。
根据示例性实施方式的铸造方法包括：将容置钢水的钢包设置在中间包的上侧和中间包的外侧中的每一者处的过程；通过将设置在中间包的上侧的铸造位置处的钢包中的钢水供给至中间包来执行铸造的过程；以及将惰性气体吹入设置在铸造位置处的钢包中的过程。
在下文中，将详细描述根据示例性实施方式的铸造方法。
首先，将容置钢水的钢包L分别设置在回转台装置100的一对支承部件120上并使得钢包L分别由所述一对支承部件120支承。在所述一对支承部件120当中，以对应的方式设置在中间包T的上侧处的一个支承部件120通过将钢包L中的钢水供给至中间包T而参与铸造，并且另一个支承部件120在中间包T的外侧处待命以进行后续装载。
首先，将参照图4详细说明将惰性气体、例如氩气吹入待命钢包L中的方法。
当将氩气吹入待命钢包中时，首先将氩气以第一流量吹送以用于打开钢包L。此处，钢包L的打开表示气体穿过钢包L的主体310或插塞330并被供给到钢包中。在钢包L打开之后，尽管气体吹送流量减小，但是气体可以被吹入钢包L中。
钢包L的打开是在气体开始吹送起的预定时间期间执行的，例如从开始气体吹送的时间起10秒之内执行，并且该部分可以称为吹送开始部分。
在示例性实施方式中，当将惰性气体以第一流量吹入钢包L中时，该气体被以从约80LPM至约200LPM(5Nm3/h至5Nm3/h)的第一流量吹送以打开钢包L的吹送孔322。
另外，当打开钢包L时，或者当将惰性气体以第一流量吹入时，可以将气体压力调节为大于10bar且小于或等于约20bar并向气体压力提供比钢包L被打开之后吹送的气体的压力相对较高的压力。
例如，当第一流量小于约80LPM时，吹送孔322可能不会打开，并且因此氩气可能不会被引入钢包L中。相比之下，当开始吹送时的惰性气体的流量超过约200LPM时，尽管钢包L的吹送孔322被打开，但是可能引起钢包L的钢水表面的不稳定。这可能导致操作不安全并增加裸露钢水的产生面积。
当钢包L被打开时，惰性气体被以第二流量吹送，以用于减少钢水的夹杂物和裸露钢水的产生。此处，气体吹送流量相对小于打开钢包L时的第一流量。
在示例性实施方式中，当待命钢包被打开时，可以将气体以从约1LPM至约20LPM的范围内的第二流量吹送，以使钢水微鼓泡，从而减少夹杂物并防止裸露钢水的产生。
此处，气体压力小于打开钢包L时的气体压力。在示例性实施方式中，该气体压力在从约2bar至约10bar的范围内。
另外，当钢包L被打开之后吹送的第二流量小于约1LPM时，由于惰性气体鼓泡，因而减少夹杂物的效果可能较低或可能无法实现。相比之下，当钢包L被打开之后吹送的第二流量大于约10LPM时，可能无法实现限制钢水表面处裸露钢水的产生的效果，或者裸露钢水的面积可能增加。当裸露钢水的面积较大时，夹杂物通过裸露钢水与钢水混合，并且因此可能无法产生洁净钢。
下面将描述当如上所述那样将气体吹入待命位置处的钢包L中时使用图3中的气体吹送装置200的情况。首先，当在第二供给阀235a关闭的状态下第一供给阀(例如，电动阀)232a和第一吹送阀211a被打开以打开钢包L时，第一气体储存器220a中的气体移动穿过第一供给管线231a、第二供给管线234a和第一吹送管线210a并被吹送至待命位置处的钢包L的吹送孔322。此处，在具有大于10bar且小于或等于约20bar的高压的气体随电动阀一打开就立即沿着第一供给管线231a流动时，第一流量控制部分233a被调节成允许流量在从约80LPM至约200LPM的范围内的气体流动。因此，当压力大于10bar且小于等于约20bar并且流量在从约80LPM至约200LPM的范围内的氩气被吹入待命钢包L中时，该钢包L打开。
当钢包L打开时，第一供给阀232a被关闭，并且第一流量控制部分233a的操作停止。另外，在第二供给阀235a被打开、并且第二流量控制部分236a操作时，压力在从2bar至10bar的范围内并且流量在从约1LPM至约20LPM的范围内的氩气被供给至第二供给管线234a和第一吹送管线210a，并且因此，氩气被吹入待命钢包L中。通过上述那样的对氩气的吹送，待命钢包L中的钢水可以微鼓泡，并且可以减少待命钢包中的钢水中的夹杂物，从而限制裸露钢水的产生。
在待命位置处的钢包L中的钢水被鼓泡时，铸造位置处的钢包L通过将钢水连续地供给至中间包T来参与铸造。
另外，当在铸造位置完成铸造时，回转台装置100的摆动塔110旋转以将如上所述的待命位置处的被鼓泡的钢包移动至中间包T的上侧、即待命位置。
此后，护罩喷嘴SN和钢包L的顶部喷嘴TN被相互联接，并且护罩喷嘴SN和顶部喷嘴TN通过闸门的操作而连通。当钢包L中的钢水通过护罩喷嘴SN被供给至中间包、并且中间包T的喷嘴40(浸入式喷嘴)移动至模具M时，铸造出具有预定形状的板坯。
当通过将位于中间包T的上侧处的钢包L中的钢水供给至中间包T来执行铸造时，氩气被吹入参与铸造的钢包L中、即吹入铸造位置处的钢包中，以使钢水鼓泡。
为此，第二吹送管线210b被连接至移动至铸造位置的钢包L的吹送孔。此后，供给具有第一流量以用于打开钢包L的氩气。在从气体吹送开始时间起的预定时间期间、例如从气体吹送开始时间起的十秒钟之内，保持钢包L的打开。
在示例性实施方式中，当惰性气体以第一流量吹入铸造位置处的钢包L中时，第一流量可以在约80LPM至约200LPM(5Nm3/h至5Nm3/h)的范围内，并由此打开钢包L的吹送孔322。
另外，当气体以第一流量吹送时，气体压力大于10bar且小于或等于20bar。因此，可以向气体提供比打开之后吹送的气体的压力相对高的压力。
作为示例，当向铸造位置处的钢包L吹送的第一流量小于约80LPM时，吹送孔322可能不会打开，并且因此氩气可能不会被引入钢包L中。相比之下，当第一流量超过约200LPM时，尽管钢包L的吹送孔322被打开，但是可能引起钢包L的钢水表面的不稳定。这可能导致操作不安全并增加裸露钢水的产生面积。
当铸造位置处的钢包L被打开时，惰性气体被吹入以减少钢水的夹杂物和裸露钢水的产生。此处，气体吹送流量可以相对小于打开钢包L时的第一流量。
在示例性实施方式中，当铸造位置处的钢包L被打开时，将气体以比打开时小的流量吹送以使钢水鼓泡，从而减少夹杂物并限制裸露钢水的产生。
此处，气体压力小于打开钢包L时的气体压力。在示例性实施方式中，该气体压力在从约2bar至约10bar的范围内。
当通过开始将铸造位置处的钢包L中的钢水供给至中间包T来执行铸造时，由于钢包L中的钢水被连续地供给至中间包，因而参与铸造的钢包L中的钢水的高度随着铸造时间的流逝而降低。因此，在示例性实施方式中，当惰性气体被吹入钢包L中时，随着钢包L中的钢水的高度或钢水表面的高度从铸造开始起降低，氩气吹送流量被改变。更具体地，在铸造位置处的钢包L被打开之后，当钢包L中的钢水被供给至中间包时，惰性气体被吹入钢包中，并且此时的气体流量被称为“初始气体吹送流量(m0)”。另外，在示例性实施方式中，随着执行铸造时钢水高度的降低，气体被以比初始气体吹送流量(m0)低的流量(m1)吹送。也就是说，根据实时的当前钢水高度或以铸造开始时的钢水高度(在下文中称为初始钢水高度(L0))为基础的当前钢水高度(L1)，气体被以比初始气体吹送流量(m0)低的流量(m1)吹送。此处，该特征可以由如下所述的数学等式、即数学等式1来表示。另外，该特征可以由示图、即图5图示。
[数学等式1]
Figure BDA0002408770600000121
此处，钢包中的当前钢水高度(L1)可以通过钢水排出之前的钢水高度、即初始钢水高度(L0)和钢水排出速度来实时地计算。另外，当铸造位置处的钢包中的钢水开始供给至中间包时，向钢包供给的初始气体吹送流量(m0)可以在约1LPM至约20LPM的范围内，并且钢包L中的压力可以恒定地保持在2bar至10bar的范围内。
当初始气体吹送流量(m0)超过约20LPM时，铸造开始时钢包中的钢水中可能产生裸露钢水。
另外，当在铸造期间不考虑钢水高度的降低而将惰性气体以恒定的流量吹送时，可能无法获得减少夹杂物的效果，裸露钢水的产生不会被限制，或者可能会大量形成裸露钢水。也就是说，当将氩气以相对于钢包L中的钢水量、即当前钢水高度(L1)的小流量吹送时，可能无法获得通过惰性气体减少夹杂物的效果，并且因此可能不能产生洁净钢。相比之下，当将氩气以相对于当前钢水高度L1的大流量吹送时，由于较大的吹送气体量，可能在钢水表面处产生裸露钢水，或者裸露钢水的面积可能增加。
下面将描述当如上所述那样将气体吹入铸造位置处的钢包L中时使用图3中的气体吹送装置200的情况。
首先，当在第四供给阀235b关闭的状态下第三供给阀(例如，电动阀)232b和第二吹送阀211b被打开以打开钢包L时，第一气体储存器220a中的气体移动穿过第三供给管线231b、第四供给管线234b和第二吹送管线210b并被吹送至铸造位置处的钢包L的吹送孔322。此处，在具有大于10bar且小于等于20bar的高压的气体随电动阀一打开就立即沿着第三供给管线231b流动时，第三流量控制部分233b被调节成允许流量在从约80LPM至约200LPM的范围内的气体流动。因此，当压力大于10bar且小于或等于20bar并且流量在从约80LPM至约200LPM的范围内的氩气被吹入铸造位置处的钢包L中时，该钢包L打开。
当钢包L打开时，铸造位置处的钢包L中的钢水开始被供给至中间包T。此处，第三供给阀232b被关闭，并且第三流量控制部分233b的操作停止。另外，在第四供给阀235b被打开、并且第四流量控制部分236b操作时，压力在从2bar至10bar的范围内并且流量小于或等于约20LPM的氩气被供给至第四供给管线234b和第二吹送管线210b，并且因此，氩气被吹入铸造位置处的钢包L中。
此处，根据钢包L中的钢水的高度变化的供给至钢包L的气体流量从铸造的开始到结束通过使用第四流量控制部分236b而被调节。也就是说，如数学等式1和图5中那样，流量根据以铸造开始时的钢水高度为基础的当前钢水高度而相对于初始气体吹送流量减小。
通过上述那样的对氩(Ar)气的吹送，待命钢包L中的钢水可以微鼓泡，并且可以减少待命钢包中的钢水中的夹杂物，从而限制裸露钢水的产生。
在下文中，将参照图6和图7说明通过使用根据比较示例和示例性实施方式的钢水处理方法处理钢包中的钢水的结果。
图6是示出了当通过比较示例的方法对参与铸造的钢包进行鼓泡时产生裸露钢水的结果的视图。在图6中的钢包的情况下，设置有一个吹送孔，并且设置有两个出口孔。因此，当图6中的钢包对应地设置在中间包的上侧处时，在钢水从这两个出口孔排出时，氩气被吹送穿过一个插塞。此处，在图6的比较示例的情况下，不考虑钢水高度的降低而将氩气以恒定的量供给，图6的(a)示出了当流量为约10Nm3/h时的结果，并且图6的(b)示出了当流量为5Nm3/h时的结果，并且通过炉渣浓度示出了是否产生了裸露钢水和裸露钢水的产生程度。
参照图6的(a)和(b)，可以知道产生了由钢水表面处的炉渣之间的分离而产生的裸露钢水。
根据示例性实施方式，当氩气被吹入位于铸造位置处或参与铸造的钢包中时，根据钢水高度的降低而吹送适当量的氩气。因此，与现有技术相比，获得了限制裸露钢水的产生的效果。
图7是将每个操作中的夹杂物的量表示为夹杂物指数的图。此处，夹杂物的量通过钢水中的氧的总含量来计算，并且比较了计算出的夹杂物的量。
图7是表示根据基于比较示例和示例性实施方式的钢水处理方法进行处理时钢水中的夹杂物指数的图。
比较示例包括：在真空脱气设备中脱氧的过程；脱氧结束之后在钢包精炼炉中升高钢水温度的同时将氩气吹入钢包中并鼓泡的过程；使容置钢水的钢包在回转台装置的待命位置处待命的过程；以及将待命钢包移动至中间包的上侧并将钢水供给至中间包从而开始铸造的过程。此处，在铸造期间氩气通过浸入式喷嘴被吹送以进行鼓泡，中间包中的钢水被供给至模具，并且模具中的钢水的夹杂物被测量。
示例性示例包括：在真空脱气设备中脱氧的过程；脱氧结束之后在钢包精炼炉中升高钢水温度的同时将氩气吹入钢包中并鼓泡的过程；通过由回转台装置支承容置钢水的钢包并且然后将氩气吹入待命位置处的钢包中来鼓泡的过程；以及将待命位置处的钢包移动至中间包的上侧并将钢水供给至中间包从而开始铸造的过程。此处，在铸造期间氩气通过浸入式喷嘴被吹送以进行鼓泡，中间包中的钢水被供给至模具，并且模具中的钢水的夹杂物被测量。
测量了根据比较示例和示例性实施方式的操作期间的每个过程中钢水的夹杂物的量。此处，图7的“中间包”表示未进行附加鼓泡的中间包中钢水的夹杂物的量。
另外，操作期间的每个过程中的夹杂物的量通过钢水中的总氧含量来计算。另外，夹杂物指数基于真空脱气设备的钢水中的夹杂物量来计算。
参照图7，在第一实施方式至第三实施方式的情况下，与第一比较示例至第二比较示例相比，夹杂物指数降低。更具体地，当对模具中的钢水中的夹杂物的量进行比较时，实施方式的夹杂物的量与比较示例相比减少了30％。也就是说，尽管在比较示例和实施方式中同样执行了通过使用钢包精炼炉升高温度的同时进行鼓泡以及通过浸入式喷嘴进行鼓泡，但执行在回转台装置中对处于待命的钢包鼓泡并铸造的实施方式与不这样执行的比较示例相比具有更少的夹杂物量。因此，在使用根据示例性实施方式的铸造方法的情况下，可以生产与比例示例相比产生由夹杂物引起的裂纹更少的钢、即洁净钢。
如上所述，在根据示例性实施方式的铸造方法的情况下，在将钢水供给至中间包T的铸造期间吹送惰性气体。因此，与现有技术相比，可以减少夹杂物，并且可以生产出洁净钢。也就是说，当钢包L处于待命位置时，由于执行了微鼓泡，因而可以减少待命期间夹杂物的产生。通过在铸造期间将惰性气体吹入钢包L中，可以减少铸造期间钢包L中的钢水中的夹杂物。
另外，由于气体吹送流量根据铸造期间钢水高度的降低而减少，因而鼓泡可以以适当的量进行，并且由于惰性气体导致的裸露钢水的产生可以被限制或防止。也就是说，当气体以相对于钢水量或钢水高度过大的流量吹送时，可能会产生由于涡旋形成而产生钢水表面的炉渣的空置空间的裸露钢水。根据示例性实施方式，可以对应于铸造期间钢包L中的钢水高度的降低来调节气体吹送流量，从而限制或防止由气体吹送引起的裸露钢水的产生。
工业适用性
根据示例性实施方式，当钢包被设置在回转台装置上的待命位置处时，以及当将钢水供给至中间包的铸造被执行时，惰性气体都被吹送。因此，与现有技术相比，可以减少夹杂物，并且可以生产出洁净钢。也就是说，当钢包被设置在待命位置处时，由于在钢包打开之后执行了微鼓泡，因而可以减少待命期间夹杂物的产生。另外，通过在铸造期间将惰性气体吹入钢包中，可以减少铸造期间钢包中的钢水中的夹杂物。

Claims (12)

1.一种板坯铸造方法，包括：
将容置钢水的钢包设置在中间包的上侧和外侧中的每一者处；
通过供给设置在所述中间包的上侧的铸造位置处的所述钢包的所述钢水来执行铸造；以及
将惰性气体吹入设置在所述铸造位置处的所述钢包中。
2.根据权利要求1所述的板坯铸造方法，其中，将所述惰性气体吹入设置在所述铸造位置处的所述钢包中包括：
通过将所述惰性气体以第一流量吹入所述铸造位置处的所述钢包中来打开所述铸造位置处的所述钢包；以及
在所述铸造位置处的所述钢包打开之后，当将所述钢水供给至所述中间包的铸造开始进行时，通过将所述惰性气体以比所述第一流量小的流量吹送来进行鼓泡。
3.根据权利要求2所述的板坯铸造方法，其中，对所述铸造位置处的所述钢包的鼓泡包括随着所述铸造位置处的所述钢包中的所述钢水的高度降低而减少所述惰性气体的气体吹送流量。
4.根据权利要求3所述的板坯铸造方法，其中，随着所述铸造位置处的所述钢包中的所述钢水的高度降低而使所述惰性气体的气体吹送流量减少包括供给由数学等式1计算的流量(m1)，所述数学等式1使用当前钢水高度(L1)相对于在所述铸造位置处的所述钢包中的所述钢水被供给至所述中间包之前的初始钢水高度(L0)的比以及在所述铸造位置处的所述钢包中的所述钢水开始供给至所述中间包时的初始气体吹送流量(m0)。
[数学等式1]
Figure FDA0002408770590000011
5.根据权利要求4所述的板坯铸造方法，其中，所述初始气体吹送流量(m0)大于或等于约1LPM且小于或等于约20LPM。
6.根据权利要求1所述的板坯铸造方法，还包括将所述惰性气体吹入设置在所述中间包的外侧的待命位置处的所述钢包中。
7.根据权利要求6所述的板坯铸造方法，其中，将所述惰性气体吹入设置在所述待命位置处的所述钢包中包括：
通过将所述惰性气体以第一流量吹入所述待命位置处的所述钢包中来打开所述待命位置处的所述钢包；以及
在所述待命位置处的所述钢包打开之后，当将所述钢水供给至所述中间包的铸造开始进行时，通过将所述惰性气体以比所述第一流量小的第二流量吹送来进行鼓泡。
8.根据权利要求7所述的板坯铸造方法，其中，所述第一流量大于或等于约80LPM且小于或等于约200LPM，并且
所述第二流量大于或等于约1LPM且小于或等于约20LPM。
9.一种铸造设备，包括：
中间包，所述中间包构造成暂时储存钢水；
回转台装置，所述回转台装置包括一对支承部件，所述一对支承部件构造成分别支承容置所述钢水的一对钢包，并且所述回转台装置构造成将所述一对支承部件交替地设置在所述中间包的上侧的铸造位置处和所述中间包的外侧的待命位置处；
模具，所述模具设置在所述中间包的下方，以凝结从所述中间包供给的所述钢水；以及
气体吹送装置，所述气体吹送装置连接至所述待命位置处的所述钢包和所述铸造位置处的所述钢包中的每一者，使得惰性气体被吹入在所述回转台装置上支承在所述待命位置处的所述钢包和支承在所述铸造位置处的所述钢包中的每一者中。
10.根据权利要求9所述的铸造设备，其中，所述气体吹送装置包括：
第一吹送管线，所述第一吹送管线连接至支承在所述待命位置处的所述钢包；
第二吹送管线，所述第二吹送管线连接至支承在所述铸造位置处的所述钢包；
第一供给部分，所述第一供给部分连接至所述第一吹送管线以选择性地将所述惰性气体以用于打开所述待命位置处的所述钢包的第一流量以及比该第一流量小的第二流量供给至所述第一吹送管线；以及
第二供给部分，所述第二供给部分连接至所述第二吹送管线以选择性地将所述惰性气体以用于打开所述铸造位置处的所述钢包的第一流量以及比该第一流量小的流量供给至所述第二吹送管线。
11.根据权利要求10所述的铸造设备，其中，所述第一供给部分将所述惰性气体以大于或等于约80LPM且小于或等于约200LPM的第一流量供给至所述第一吹送管线，使得所述待命位置处的所述钢包的吹送孔被打开，并且在所述待命位置处的所述钢包被打开之后，所述第一供给部分将所述惰性气体以大于或等于约1LPM且小于或等于约20LPM的第二流量供给至所述第一吹送管线，从而使所述待命位置处的所述钢包鼓泡。
12.根据权利要求10所述的铸造设备，其中，所述第二供给部分将所述惰性气体以大于或等于约80LPM且小于或等于约200LPM的第一流量供给至所述第二吹送管线，使得所述铸造位置处的所述钢包的吹送孔被打开，并且在所述铸造位置处的所述钢包被打开之后，当所述铸造位置处的所述钢包中的所述钢水开始供给至所述中间包时，所述第二供给部分以比该第一流量小的流量来向所述第二吹送管线供给且根据所述铸造位置处的所述钢包中的所述钢水的高度的降低而减少惰性气体吹送流量。
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