CN113510237A - 一种保护气氛下带避渣功能的中间包及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种保护气氛下带避渣功能的中间包及使用方法,包括本体,本体顶部设置有上盖板,上盖板处安装有避渣器,避渣器内套设有长水口,且避渣器底端延伸至加渣高度以下,避渣器正下方本体底板上表面设置有湍流抑制器。在中间包上盖板两端设置吹氩孔,通过吹氩孔和避渣器向中间包持续吹氩气,排净空气,使中间包保持微正压氩气环境,形成保护气氛;防止空气对钢液的二次氧化。此外,钢液在浇注过程中可以卷吸氩气,显著减少中间包内死区体积,而氩气泡的浮力利于夹杂物颗粒碰撞长大而排除,上浮的气泡也可以捕获夹杂物颗粒,并携带其一同上浮,增大微细夹杂物颗粒上浮速度,去除钢液中的夹杂物,延长中间包的使用寿命,改善钢液的纯净度,提高铸坯质量。
Description
技术领域
本发明属于厚板坯连铸生产技术领域,具体涉及一种保护气氛下带避渣功能的中间包及使用方法。
背景技术
中间包是连接钢包与结晶器的一个重要冶金反应器,可以在换包期间储存一定量钢液并保证不停浇注,改善钢液流动条件,延长钢液的停留时间,尽可能去除钢液中夹杂物;还可以控制钢液温度,保持合适过热度,无论是对于连铸操作的顺利进行,还是提高钢液的质量,中间包的作用都十分重要。
近年来,国内外的冶金工作者围绕中间包的优化开展了大量工作,通过增大中间包的容量,调整中间包的长宽比,加设挡墙、坝和湍流抑制器等装置,改善钢液流动,均匀钢液成分;同时增设湍流抑制器,将其设置在长水口正下方的中间包底面上,钢液自长水口浇入,进入到湍流抑制器中,由于湍流抑制器上部设有凹槽,可以减缓长水口注流区的湍流程和注流对中间包内钢液的冲击作用,有利于提高的中间包使用寿命。
中间包作为过渡容器,钢液在中间包内与壁面、渣、甚至空气相接触,也给钢液质量带来了负面影响。钢液在流入中间包时冲刷、侵蚀中间包的壁面,会引入夹杂物,这些夹杂物一部分可以在中间包内上浮去除,一部分则留存在钢液中,对钢液造成污染。同时,钢液原本直接由钢包进入结晶器,由于中间包的存在,钢液需经过更多环节,当钢液冲击湍流抑制器,造成流场不稳定时,保护渣层容易被卷混进入钢液中,也可能使钢液发生二次氧化,产生夹杂物,危害钢材质量,对钢的抗疲劳强度、塑性、切削性能都有不同程度的影响。
现有国内公开的报道,专利CN201120519476.8、CN201910617125.1只介绍了湍流抑制器的优化,未涉及二次氧化与卷渣现象的防护;专利CN 212094311 U只考虑了通过优化流动来提高钢液质量;专利CN 202356615 U只考虑了通过湍流抑制器降低喷溅程度;专利CN213224273U只增添中间包密封盖板防止氧化;其他国内公开的报道专利CN201911093110.6、CN201921169979.X、CN202110364740.3、CN202021495531.X只优化了防氧化的设计,但未能减弱钢液喷溅和卷渣现象的危害。
发明内容
本发明的目的在于一种保护气氛下带避渣功能的中间包及使用方法,优化中间包的结构,避免二次氧化与卷渣,对改善钢液质量有重大意义;促进了中间包的实用化发展。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种保护气氛下带避渣功能的中间包,包括本体、上盖板、长水口、避渣器及湍流抑制器;所述本体顶部设置有上盖板,上盖板处安装有避渣器,避渣器内套设有长水口,且避渣器底端延伸至加渣高度以下,避渣器正下方本体底板上表面设置有湍流抑制器。
所述上盖板两端对称开设有吹氩孔,两个吹氩孔之间上盖板上对称设置有排气口,所述吹氩孔与排气孔之间的上盖板上开设有安装避渣器的通孔。
所述本体的侧板内壁设置有挡墙,本体的底板上表面设置有挡坝,所述本体底板远离安装湍流抑制器一端设置有浸入式水口。
所述挡墙与挡坝平行设置,且挡墙下表面低于挡坝上表面设置。
所述避渣器下端面与长水口下端面之间的距离为8~15cm。
所述避渣器下端面与湍流抑制器上端面之间的距离为8~15cm。
一种保护气氛下带避渣功能的中间包的使用方法,包括以下步骤:
步骤1:关闭浸入式水口9,打开吹氩孔4与通孔5,并将通孔的开度调到全开的一半,通过吹氩孔4和避渣器3向本体中持续吹氩气,并通过通孔将本体内的空气排净,并形成保护气氛,使中间包压强略大于标准大气压,制造微正压氩气环境,防止空气对钢液的二次氧化;
步骤2:通过长水口2向中间包浇注钢液,直至钢液没过避渣器3下部,到加渣高度10;
步骤3:调整通孔5至全开,通过通孔5向中间包加入保护渣,加渣完毕后关小通孔5至全开的一半;
步骤4:打开浸入式水口9,使中间包内钢液浇入连铸结晶器中。
所述中间包压强为1.3~1.5×105pa。
本发明的技术效果为:
1、在中间包上部盖板两端设置吹氩孔,通过吹氩孔和避渣器向中间包持续吹氩气,排净空气,使中间包保持微正压氩气环境,形成保护气氛;防止空气对钢液的二次氧化。此外,钢液在浇注过程中可以卷吸氩气,可以显著减少中间包内死区体积,而氩气泡的浮力有利于夹杂物颗粒碰撞长大而排除,上浮的气泡也可以捕获夹杂物颗粒,并携带其一同上浮,增大微细夹杂物颗粒上浮的速度,去除钢液中的夹杂物,延长中间包的使用寿命,改善钢液的纯净度,提高铸坯质量。
2、在长水口插入位置设置避渣器,并使其插入到加渣高度以下,避免钢液射流接触保护渣层,防止卷渣。
3、避渣器下端出口靠近湍流抑制器,减弱了钢液喷溅程度和对本体侧壁的冲刷作用,防止由侵蚀壁面导致钢液夹杂物含量提升,优化中间包内部流场。此外,避渣器也可以减少钢液对湍流抑制器的冲击,使钢流注入的动能减小,改善钢液流动,控制冲击区的大小,减弱了中间包保护渣层被卷入钢液而重新形成夹杂的行为,促进夹杂物的碰撞和上浮。
4、通孔既可以作为排气孔,又可以作为加渣口,加入的保护渣层可以保温,防止空气对钢液的二次氧化,吸附钢液中上浮的夹杂物、并与夹杂物反应,提高钢液的纯净度,提高铸坯质量。
附图说明
图1本发明一种保护气氛下带避渣功能的中间包结构示意图;
1-上盖板,2-长水口,3-避渣器,4-吹氩孔,5-排气口,6-湍流抑制器,7-挡坝,8-挡墙,9-浸入式水口,10-加渣高度,11-本体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示,一种保护气氛下带避渣功能的中间包,包括本体、上盖板、长水口、避渣器及湍流抑制器;所述本体11顶部设置有上盖板1,上盖板1的通孔处安装有避渣器3,避渣器3内同轴套设有长水口2,且避渣器3底端延伸至加渣高度10以下,避免钢液射流接触保护渣层,防止钢液发生二次氧化,减少了钢液与保护渣层接触产生夹杂物的可能,避免钢液受到污染,防止卷渣,避渣器3正下方本体11底板上表面设置有湍流抑制器6,改变射流冲击到湍流抑制器的流动,减弱喷溅程度,优化中间包内的流场,且避渣器3与湍流抑制器6正对设置,同时湍流抑制器6轴线与避渣器3轴线重合;本发明可以有效地防止钢液氧化,去除钢液中的夹杂物,抑制钢液射流冲击卷渣,延长中间包的使用寿命,改善钢液的纯净度,提高铸坯质量。
所述上盖板1两端对称开设有吹氩孔4,两个吹氩孔4之间上盖板1上对称设置有排气口5,所述吹氩孔4与排气口5之间的上盖板1上开设有安装避渣器的通孔。
所述本体11的侧板内壁设置有挡墙8,本体11的底板上表面设置有挡坝7,所述本体11底板远离安装湍流抑制器6一端设置有浸入式水口9。
所述挡墙8与挡坝7平行设置,且挡墙8下表面低于挡坝7上表面设置。
所述避渣器3下端面与长水口2下端面之间的距离为10cm。
所述避渣器3下端面与湍流抑制器6上端面之间的距离为10cm。
一种保护气氛下带避渣功能的中间包的使用方法,包括以下步骤:
步骤1:关闭浸入式水口9,打开吹氩孔4与排气口5,并将排气口5的开度调到全开的一半,通过吹氩孔4和避渣器3向本体11中持续吹氩气,并通过排气口5将本体11内的空气排净,并形成保护气氛,使中间包压强为1.4×105pa,制造微正压氩气环境,防止空气对钢液的二次氧化;
步骤2:通过长水口2向中间包浇注钢液,直至钢液没过避渣器3下部,到加渣高度10;
步骤3:调整排气口5至全开,通过排口口5向中间包加入保护渣,加渣完毕后关小排气口5至全开的一半;
步骤4:打开浸入式水口9,使中间包内钢液浇入连铸结晶器中,钢液在浇注过程中可以卷吸氩气,而氩气泡的浮力有利于夹杂物颗粒碰撞长大而排除,提高钢液的纯净度。
Claims (8)
1.一种保护气氛下带避渣功能的中间包,其特征在于,包括本体、上盖板、长水口、避渣器及湍流抑制器;所述本体顶部设置有上盖板,上盖板处安装有避渣器,避渣器内套设有长水口,且避渣器底端延伸至加渣高度以下,避渣器正下方本体底板上表面设置有湍流抑制器。
2.根据权利要求1所述的一种保护气氛下带避渣功能的中间包,其特征在于:所述上盖板两端对称开设有吹氩孔,两个吹氩孔之间上盖板上对称设置有排气口,所述吹氩孔与排气孔之间的上盖板上开设有安装避渣器的通孔。
3.根据权利要求1所述的一种保护气氛下带避渣功能的中间包,其特征在于:所述本体的侧板内壁设置有挡墙,本体的底板上表面设置有挡坝,所述本体底板远离安装湍流抑制器一端设置有浸入式水口。
4.根据权利要求1所述的一种保护气氛下带避渣功能的中间包,其特征在于:所述挡墙与挡坝平行设置,且挡墙下表面低于挡坝上表面设置。
5.根据权利要求1所述的一种保护气氛下带避渣功能的中间包,其特征在于:所述避渣器下端面与长水口下端面之间的距离为8~15cm。
6.根据权利要求1所述的一种保护气氛下带避渣功能的中间包,其特征在于:所述避渣器下端面与湍流抑制器上端面之间的距离为8~15cm。
7.根据权利要求1所述的一种保护气氛下带避渣功能的中间包的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:关闭浸入式水口,打开吹氩孔与排气口,并将通孔的开度调到全开的一半,通过吹氩孔和避渣器向本体中持续吹氩气,并通过通孔将本体内的空气排净,并形成保护气氛,使中间包压强略大于标准大气压,制造微正压氩气环境,防止空气对钢液的二次氧化;
步骤2:通过长水口向中间包浇注钢液,直至钢液没过避渣器下部,到加渣高度;
步骤3:调整排气口至全开,通过排气口向中间包加入保护渣,加渣完毕后关小排气口至全开的一半;
步骤4:打开浸入式水口,使中间包内钢液浇入连铸结晶器中。
8.根据权利要求7所述的一种保护气氛下带避渣功能的中间包的使用方法,其特征在于:所述中间包压强为1.3~1.5×105pa。
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