CN113523261A - 一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法，所述引流砂为低碳纯净钢颗粒，其成分如下：C：≤0.12％；Si：≤0.20％；S：≤0.10％；P：≤0.10％；Mn：≦1.0％；Fe≧97％。将引流砂加入钢包的水口位置，在钢液进入钢包前，先关闭滑板，当钢液进入钢包的同时，向水口内吹入氩气并保持持续吹氩状态，在钢包开浇前关闭氩气，当钢包开浇时，打开滑板，钢包内钢液的静压力驱动引流砂流出水口，钢液也随之流出，开浇完成。本发明在保证钢包自开率的前提下避免引流砂污染钢液。

Description

一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法

技术领域

本发明涉及连铸工艺技术领域，更具体地说，涉及一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法。

背景技术

钢包是钢铁企业炼钢单元重要装备之一，钢包的功能是承载纯净钢液至连铸工序浇注成板坯。在钢包承载钢液过程中，为防止钢液泄露，钢包底部的滑板处于关闭状态。如图1所示，连铸工序开始浇注时，滑板1打开，钢液2从水口3流出进行板坯浇注。

在纯净钢生产中，希望滑板打开后钢液自动通过水口流入中间包，进行板坯浇注作业，这个过程称之为钢包自开。但实际生产中，钢包水口内的钢液会凝固成固态，使滑板打开后钢液被水口内固态钢块堵住，无法通过水口进入板坯浇注环节，这时，需要人工通过往水口内吹氧的方法使固态钢块熔化，钢液才能通过水口进行板坯浇注，这个过程称之为钢包烧开，钢包烧开操作将增加钢液中的氧化物夹杂数量，影响了钢液的纯净度。为提高钢包自开率，传统方法为：钢包水口内预先充填流动性好的引流砂，防止钢液进入水口并凝固成钢块，当钢包滑板打开，钢包内钢液对引流砂形成压力时，引流砂流动进入中间包，钢液随之也流入中间包，自开成功。

但上述钢包引流砂方案存在两个不足：

1)引流砂是非金属材质颗粒，主要成分是Cr₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等，这也是典型的钢中夹杂物成分，在钢包自开的过程中，引流砂和钢液一起进入中间包，如果上浮不及时，引流砂将随钢液滞留在铸坯内部，对钢液的纯净度造成严重的负面影响，并在后工序生产过程中形成夹杂类缺陷，导致产品合格率下降；

2)引流砂在水口内受热会烧结，当受热时间延长，或者引流砂设计不合理时，烧结层厚度和强度均提高，形成强度很高的烧结块，钢包开浇时引流砂无法流动，也需要人工烧氧熔化烧结态引流砂才能让钢液进入中间包，这个过程中钢液接触空气，带来钢液的二次氧化，增加钢液中氧化物夹杂的含量，对钢液的纯净度造成负面影响，并在后工序生产过程中形成缺陷，导致产品合格率下降。

为解决第一个不足，如专利申请号201510526147.9提供了一种引流砂外排装置及连铸钢包开浇方法，在钢包浇注前先排空引流砂，再通过往水口内吹入氩气搅拌钢液防止钢液凝固从而保证钢包滑板自开的方法，该方法避免了钢包引流砂进入中间包污染钢液。但是，第一，钢包在浇注开始时打开滑板前还需经过一次滑板开关过程，对紧凑的生产节奏造成较大影响；第二，对于钢包打开排出引流砂但又要及时关闭防止钢液流出的时机把握比较困难，滑板关闭太早引流砂有残留，关闭太晚钢液流出形成冷钢对滑板面形成磨损，钢液存在渗出风险；第三，该方法无法避免引流砂的过度烧结问题，无法保证钢包自开。

为解决第二个不足，如专利申请号201810564619.3提供了一种底吹惰性气体提高钢包自开率的方法，为不使用钢包引流砂的钢包开浇方法，该方法完全避免了引流砂进入钢液形成氧化物夹杂污染钢液纯净度的问题。但是通过在钢包水口内持续吹氩来均匀水口附近钢液温度的方法在实际运用中存在氩气本身在水口内吸收热量导致水口内钢液趋向于凝固的问题，特别对于目前普遍使用的大型钢包，钢包自开率无法得到保证。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法，在保证钢包自开率的前提下避免引流砂污染钢液。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种钢包自开用引流砂，所述引流砂采用低碳纯净钢颗粒，即采用金属质钢包引流砂，其成分如下：

C：≤0.12％；

Si：≤0.20％；

S：≤0.10％；

P：≤0.10％；

Mn：≤1.0％；

Fe：≥97％。

所述低碳纯净钢颗粒的规格为2～15mm。

另一方面，一种钢包自开方法，包括以下步骤：

将所述的引流砂通过溜槽加入钢包的水口位置，

在钢液进入钢包前，先关闭滑板，

当钢液进入钢包的同时，向水口内吹入氩气并保持持续吹氩状态，

在钢包开浇前关闭氩气，

当钢包开浇时，打开滑板，钢包内钢液的静压力驱动引流砂流出水口，钢液也随之流出，开浇完成。

所述引流砂加入水口时的形状为圆柱体。

所述圆柱体的高度和直径之比的比值范围在0.75～2.00之间。

所述圆柱体的顶部为突起的圆锥状。

所述滑板上开设有透气塞和滑板孔，通过透气塞向水口内吹入氩气，通过滑板孔流出引流砂、钢液。

所述吹氩的气流量的范围在5～15L/min之间，压力的范围在0.3～1.0MPa之间。

所述钢包开浇前1～3分钟内关闭氩气。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法，采用低碳纯净钢颗粒作为钢包引流砂，即采用了钢质引流砂，和常规技术钢包采用非金属材料引流砂相比，钢质引流砂进入钢液后融化，其化学成分和钢液一致，不会形成非金属夹杂物，即所谓的无污染引流砂。而非金属材质的钢包引流砂，在钢液中如果没有充分上浮，将形成非金属夹杂物，给钢的纯净度带来严重负面影响。

附图说明

图1是现有钢包的结构示意图；

图2是本发明方法实施例中引流砂加入水口的示意图；

图3是本发明方法实施例中滑板与水口的示意图；

图4是本发明方法实施例中采用溜槽加入引流砂的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明所提供的一种钢包自开用引流砂，所述引流砂采用低碳纯净钢颗粒，即采用金属质钢包引流砂，其成分如下：

C：≤0.12％；

Si：≤0.20％；

S：≤0.10％；

P：≤0.10％；

Mn：≤1.0％；

Fe：≥97％。

低碳纯净钢颗粒的规格为2～15mm。

如图2至图4所示，本发明还提供了一种钢包自开方法，将金属质钢包引流砂4加入钢包的水口5位置，金属质钢包引流砂4的形状为圆柱体，圆柱体的高度和直径之比的比值范围在0.75～2.00之间，在非凝固状态下可以保证颗粒的流动性。

为保证金属质钢包引流砂4加入水口5位置的准确性，可通过溜槽7将金属质钢包引流砂4加入水口5位置，溜槽7一段连接水口5上沿，另一段为金属质钢包引流砂4加入口。

为保证金属质钢包引流砂4的引流效果，金属质钢包引流砂4加入数量为：圆柱体的顶部在水口5表面形成突起的圆锥状为止。

为保证金属质钢包引流砂4在开浇前保持颗粒状原始形态，在滑板6上开设有透气塞61，以便吹氩冷却金属质钢包引流砂4。

在钢液进入钢包前，先关闭滑板6，滑板6上的透气塞61位置需要定位在水口5下沿，当钢液进入钢包的同时，向水口5内吹入氩气，吹氩的气流量的范围在5～15L/min之间，压力的范围在0.3～1.0MPa之间。

钢包开浇前透气塞61需保持持续吹氩状态，在钢包开浇前1～3分钟内关闭氩气。

当钢包开浇时，透气塞61处于停止吹氩状态，打开滑板6，透气塞61移动至水口5以外位置，滑板孔62移动至水口5下方，钢包内钢液的静压力驱动金属质钢包引流砂4流出水口5，钢液也随之流出，开浇完成。

在采用金属质钢包引流砂4的同时，要求钢包的滑板6带有透气塞61，在钢包内盛有钢液的情况下，滑板6关闭，透气塞61位置定位在水口5下方，通过透气塞61向水口5内吹入一定量的氩气，氩气冷却水口5内的金属质钢包引流砂4，使其始终保持原始的颗粒状态，因此，保证了较高的钢包的自开率。而传统非金属材质引流砂，由于水口附近钢液的浸润，受热会形成烧结层，当受热时间延长，或者引流砂设计不合理时，烧结层厚度和强度均提高，需要人工烧氧熔化烧结态引流砂才能让钢液进入中间包，降低了钢包自开率，而且烧氧过程中钢液接触空气，带来钢液的二次氧化，增加钢液中氧化物夹杂的含量，对钢液的纯净度造成负面影响。

因此，本发明方法是一种无污染、高自开率的纯净钢钢包自开方法。

实施例

某次炼钢生产过程，空钢包吊运至引流砂加入工位，关闭滑板6，滑板6上的透气塞61位置定位在水口5下沿；溜槽7一端对准钢包水口5，金属质钢包引流砂4加入直至形成圆柱状，其顶部为圆锥状；钢液进入钢包的同时，通过透气塞61开始向水口5内吹入氩气，氩气流量为7L/min，压力为0.6Mpa；钢液进入钢包后由于氩气吸收了部分热量，金属质钢包引流砂4在钢包水口5内部始终保持颗粒状原始状态，钢液无法进入水口5内部形成凝固钢块。准备开浇时，钢包进入浇注位，钢包开浇前2分钟关闭氩气，在没有氩气吸收热量的情况下，钢包内钢液开始融化水口5内的颗粒状金属质钢包引流砂4，但时间较短，融化数量较少，此时滑板6打开，钢液随金属质钢包引流砂4进入中间包，自开成功。而且由于采用纯净钢作为钢包引流砂的原料，进入钢液的钢质引流砂融化对钢液不造成污染，在保证钢包自开率的前提下钢液的纯净度也得到保证。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (9)

1.一种钢包自开用引流砂，其特征在于：所述引流砂为低碳纯净钢颗粒，其成分如下：

C：≤0.12％；

Si：≤0.20％；

S：≤0.10％；

P：≤0.10％；

Mn：≤1.0％；

Fe：≥97％。

2.如权利要求1所述的钢包自开用引流砂，其特征在于：所述低碳纯净钢颗粒的规格为2～15mm。

3.一种钢包自开方法，其特征在于：包括以下步骤：

将如权利要求1或2所述的引流砂通过溜槽加入钢包的水口位置，

在钢液进入钢包前，先关闭滑板，

当钢液进入钢包的同时，向水口内吹入氩气并保持持续吹氩状态，

在钢包开浇前关闭氩气，

当钢包开浇时，打开滑板，钢包内钢液的静压力驱动引流砂流出水口，钢液也随之流出，开浇完成。

4.如权利要求3所述的钢包自开方法，其特征在于：所述引流砂加入水口时的形状为圆柱体。

5.如权利要求4所述的钢包自开方法，其特征在于：所述圆柱体的高度和直径之比的比值范围在0.75～2.00之间。

6.如权利要求5所述的钢包自开方法，其特征在于：所述圆柱体的顶部为突起的圆锥状。

7.如权利要求3所述的钢包自开方法，其特征在于：所述滑板上开设有透气塞和滑板孔，通过透气塞向水口内吹入氩气，通过滑板孔流出引流砂、钢液。

8.如权利要求7所述的钢包自开方法，其特征在于：所述吹氩的气流量的范围在5～15L/min之间，压力的范围在0.3～1.0MPa之间。

9.如权利要求3所述的钢包自开方法，其特征在于：所述钢包开浇前1～3分钟内关闭氩气。

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