CN114433829A - 一种复合型透气砖及连铸钢包浇注过程中吹氩精炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合型透气砖及连铸钢包浇注过程中吹氩精炼方法，所述透气砖包括浇注体，自上而下设置在浇注体内的弥散块和安全警示装置；弥散块内竖直设有多个贯通弥散块的狭缝气道A；安全警示装置底部设有下气室，顶部设有上气室，内部设置有多个上下贯通的狭缝气道B，所述多个狭缝气道B均匀地沿圆周分布于安全警示装置内，且所述的狭缝气道B下端逐渐向外倾斜设置；狭缝气道A、上气室、狭缝气道B和下气室连通。该透气砖具有透气量大、透气量稳定、使用寿命高等优异性能，从LF精炼炉精炼处理完毕后，吊运到连铸回转台，在连铸钢包浇注过程中吹氩去除夹杂物，缩短了LF精炼后期软吹时间，提高了夹杂物去除率，抑制了钢水静置分层。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合型透气砖及连铸钢包浇注过程中吹氩精炼方法，属于钢铁冶金中炼钢工艺技术领域。
背景技术
钢包底吹氩是一种简单而高效的炉外精炼技术，被国内外广泛应用。钢包底吹透气砖主要有弥散型、狭缝型两种结构类型，在实际生产中存在以下问题或不足：(1)狭缝式透气砖透气量大，吹氩搅拌效果好，但吹氩形成的氩气泡较大，影响了氩气泡去除夹杂物的冶金效果，而弥散式透气砖通过弥散分布的透气孔透气，透气量较小，且不稳定，影响了吹氩搅拌混匀效果，但吹氩形成的氩气泡较小，氩气泡去除夹杂物的冶金效果较好，因为弥散型透气砖的使用寿命低，严重影响钢包包衬使用寿命与耐材成本，难以推广应用；(2)LF精炼后期软吹时间长，大断面铸坯浇注时间相对缩短了，转炉冶炼后再进LF精炼炉，若精炼时间没有相应缩短，就会造成供连铸机的钢水接不上、连铸机降拉速，即造成炉机不匹配问题，成为炼钢产能提升的限制环节。
中国专利文献CN 113118428 A(202110468872.0)提供一种弥散型整体式钢包底吹透气砖及其成型工艺与应用方法，包括钢包底吹透气砖本体、弥散型透气塞、保护体、碳钢铁皮、上气室、安全警示装置、狭缝气道、下气室、底盖板、进气管，该发明通过增大弥散型透气件的透气面积、改进弥散型透气件的结构与成型工艺、创新钢包底吹透气砖的应用方法，解决了弥散型透气砖透气量小、透气不均、使用寿命低的行业难题，成品材中的全氧含量同比降低1.7ppm以上，透气砖的烧氧清洗时间同比减少10s以上。但是，该发明存在以下问题或不足：弥散型透气塞和安全警示装置均为圆台形，当透气砖工作面侵蚀到安全警示装置时，不好辨识，因观察失误、导致未将透气砖及时下线停用、引发透气砖部位穿钢、漏钢事故，存在较大安全使用风险；弥散型透气砖因弥散透气孔连通效果差易引发横断裂问题，以及透气量不稳定，直接影响吹氩搅拌混匀钢水的效果，造成钢包内钢水的温度、成分不匀，影响钢水的均质化和质量稳定性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种狭缝与弥散复合设置的底吹透气砖，可在连铸钢包浇注过程中吹氩去除LF精炼炉精炼处理完毕后钢水中的夹杂物，缩短了LF精炼后期软吹时间，提高了夹杂物去除率，抑制了钢水静置分层。
一种复合型钢包底吹透气砖，包括浇注体(1)，自上而下设置在浇注体(1)内的弥散块(2)和安全警示装置(6)；
弥散块(2)内竖直设有多个贯通弥散块(2)的狭缝气道A(3)；
安全警示装置(6)底部设有下气室(8)，顶部设有上气室(5)，内部设置有多个上下贯通的狭缝气道B(7)，所述多个狭缝气道B(7)均匀地沿圆周分布于安全警示装置(6)内，且所述的狭缝气道B(7)下端逐渐向外倾斜设置；
狭缝气道A(3)、上气室(5)、狭缝气道B(7)和下气室(8)连通；弥散块(2)下部定位于安全警示装置(6)上部的定位槽(14)内。
安全警示装置起到安全警示作用：当底吹透气砖工作面侵蚀到该结构的上端面时，必须立即下线、更换，否则会出现底吹透气砖漏钢、穿钢事故。
优选的，狭缝气道B与水平面的夹角的倾斜角度β为82°～87°。
本发明所述狭缝气道为六面体形，将竖直方向的垂直高度定义为狭缝气道的高，狭缝气道横截面中长边定义为长，短边定义为宽。
优选的，狭缝气道B(7)的长边所在延长线均指向安全警示装置(6)的纵向中心轴。
优选的，浇注体(1)外表面设有碳钢铁皮(4)。
优选的，下气室(8)由环形围板(12)和底板(9)焊接而成。
优选的，与下气室(8)连通的进气管(11)与底板(9)焊接固定。
进一步优选的，进气管(11)设有承力座(10)，承力座(10)套装于进气管(11)外壁，并与底板(9)焊接固定。
优选的，安全警示装置(6)下部外壁上设有一道环形凸起结构(13)，解决了安全警示装置与浇注体(1)结合界面串气、渗钢问题。
优选的，所述弥散块(2)，整体呈正四棱台形。弥散块(2)的上底边长a为70～80mm，下底边长为80～100mm。使用过程中随着弥散块的侵蚀，透气面逐渐增大，解决了部分弥散透气孔、狭缝堵塞造成的透气砖使用过程中透气量不稳定及其引发的透气砖横断等行业技术难题，同时在透气砖烧氧清扫过程中，发现颜色发黑的工作面由四边形变为圆形时，作为警示，必须停用、更换，有利于安全警示的辨识。
浇所述浇注体(1)、安全警示装置(6)整体呈圆台形，采用刚玉-尖晶石浇注料浇注成型。
优选的，所述弥散块(2)，以高纯刚玉、莫来石、铬砂等为主原料，采用等静压成型工艺生产，体积密度≥3.0g/cm3，高温抗折强度≥18Mpa，高温耐压强度≥80Mpa，显气孔率≤30％，Al2O3含量为91～94％，MgO含量1.5～3.0％，CaO含量0.8～2.6％，Cr2O3含量为1.5～3.0％，其它为SiO2等杂质。
所述安全警示装置上的定位槽(14)、上气室(5)通过埋设胎模一次浇注成型，简化了定位槽与气室的制备工艺流程。
本发明优选的，所述胎模为一次性泡沫内模，采用现有技术聚苯乙烯泡沫制备，适用于各种内腔形状和规格，一次性使用，不用脱模，简单方便，省时省工，使用过程中不变形、不吸水，还有很好的抗压性、弹性和刚性。
所述狭缝气道A(3)的数量为4～6条，狭缝的长度为25～35mm，狭缝的宽度为0.15～0.16mm。
所述狭缝气道B(7)设有18～36条，狭缝的长度为25～35mm，狭缝的宽度为0.18～0.22mm。
所述弥散块(2)上端面比所述浇注体(1)上端面高5～10mm，用于浇注体(1)浇注成型时对弥散块(2)的固定。可避免浇注体(1)浇注成型时，浇注料中的泥浆从弥散块的上端面渗入到透气通道中，尤其是渗入本发明弥散块中部设置的狭缝气道A，影响新透气砖的透气性。
所述的浇注体(1)采用碳钢铁皮(4)全包裹。
所述底板(9)形状为圆盘形，起固定进气管(11)和密封浇注体(1)和下气室(8)的作用，采用碳钢材质，厚度5mm。
所述的进气管(11)材质为碳钢，其规格尺寸为G111。
本发明还提供利用上述复合型钢包底吹透气砖在钢包浇注过程中吹氩精炼方法：LF精炼炉精炼处理完毕后的钢水，在连铸回转台待浇位以65～35NL/min的吹氩流量进行软吹，在连铸回转台由待浇位转到浇注位、钢包开浇至钢包内钢水重量达到钢包满包时钢水重量的1/3之间的浇注过程，软吹吹氩流量由65～35NL/min随着钢包内钢水重量的递减线性减小到30～20NL/min，当钢包内钢水重量达到钢包满包时钢水重量的1/3时，吹氩流量调整到5～10NL/min，当停浇后的钢包由浇注位转到待浇位后，停止吹入氩气。
中国专利文献CN 111644584 A(202010726677.9)公开了在待浇位手动软吹，在浇注位自动软吹，且吹氩流量也是线性变化。根据钢水杂质要求，当钢水浇铸量分别达到钢包内钢水总量的20～30％、30～40％、40～50％时，停止吹氩。而本发明中一直到浇注完毕才停止吹氩，主要作用是，本发明可使得底吹透气砖的进气端保持一定压力，减少钢水在钢水静压力作用下渗入到透气通道中。若底吹透气砖在浇注过程中停止吹氩后，进气端失去压力，在钢水静压力作用下，钢水会渗入透气通道中，影响下一道工序使用的透气性(如从LF精炼炉转到VD精炼炉)或下线吹氧清扫底吹透气砖，加大底吹透气砖的吹氧清扫量，进而影响使用寿命。
本发明优选的，复合型钢包底吹透气砖在连铸回转台的待浇位和浇注位连铸钢包浇注过程中的吹氩流量通过PLC设定吹氩流量控制曲线、引入钢包在连铸回转台上的称重信号和浇注位信号，实现自动控制。
本发明优选的，复合型钢包底吹透气砖的用后拆除，采用现有技术透气砖专用拨出机构，通过透气砖专用拨出机构与复合型钢包底吹透气砖进气管上设置的承力座咬合拔出，解决了人工拔出弥散型透气砖拔出时间长、拔出困难的行业难题。
本发明复合型钢包底吹透气砖结构设计和吹氩流量设定：弥散块(2)，整体呈正四棱台形，在弥散块(2)中布置的上下贯通的4～6条狭缝气道A，狭缝A的长度为25～35mm，狭缝的宽度为0.15～0.16mm等设计，及复合型钢包底吹透气砖在连铸回转台的待浇位和浇注位连铸钢包浇注过程中的吹氩流量设定值，是基于本发明的目的：整合现有狭缝式透气砖和弥散式透气砖的各自优势，消除现有狭缝式透气砖和弥散式透气砖的固有缺陷，具有透气量大、透气量稳定、使用寿命高等良好的使用性能和较好的搅拌混匀及夹杂物去除效果。本发明是通过大量的透气量的测定、数值物理模拟研究实验和生产应用实践得到的：测定0.3MPa压力下复合型钢包底吹透气砖的透气流量为1200NL/min以上；通过大量的数值物理模拟研究实验和生产应用实践结果表明，吹氩形成的氩气泡，既有较大气泡，又有微小小气泡(水模实验测定气泡直径为0.5～9mm)，在LF精炼炉具有较好的大气量搅拌混匀和小气量软吹去除夹杂物的冶金效果，在连铸回转台待浇位软吹流量为65～35NL/min，钢包开浇至钢包内钢水重量达到钢包满包时钢水重量的1/3，软吹吹氩流量由65～35NL/min随着钢包内钢水重量的递减线性减小到30～20NL/min等吹氩流量控制，夹杂物去除率效果最好，随着连铸钢包内钢液面的进一步降低，夹杂物去除率随液面降低增速变缓；生产应用实践结果表明，铸坯中的全氧含量同比降低4～6ppm，钢中非金属夹杂物去除效果明显。
本发明所述复合型钢包底吹透气砖与中国专利文献CN 113118428 A(202110468872.0)所述弥散型整体式钢包底吹透气砖的区别在于：
1)增大透气量的方法不同：本发明通过在弥散块内设置狭缝气道A增大增大透气量，且狭缝气道A的数量为4～6条，狭缝的长度为25～35mm，狭缝的宽度为0.15～0.16mm，不同于本领域常规选择(狭缝数量24～36条，狭缝长度15～20mm，狭缝宽度0.17～0.2mm)，通过大幅减少狭缝的数量、增大狭缝的长度、减小狭缝宽度，克服现有狭缝渗钢问题；而中国专利文献CN 113118428 A(202110468872.0)所述弥散型透气塞整体呈圆台形，工作面由现有的正方形拓展为正方形的外接圆，透气面积增大了57％，通过增大透气面积增大透气量，但同时又引发了新的问题：当透气砖工作面侵蚀到安全警示装置时，不好辨识，因观察失误、导致未将透气砖及时下线停用、引发透气砖部位穿钢、漏钢事故，存在较大安全使用风险，难以推广应用。
2)安装与更换方法不同：本发明复合型透气砖，透气砖与安装透气砖的座砖分体设计，复合型透气砖的安装在透气砖的座砖内，在钢包周转使用过程中，当出现复合透气砖的透气性或残余高度不合要求时，可以在线更换复合透气砖，使得钢包继续周转使用，不会因透气砖问题影响钢包的使用寿命和钢包内衬耐材成本费用；而CN 113118428 A所述弥散型整体式钢包底吹透气砖，是透气砖与安装透气砖的座砖一体化设计，在钢包周转使用过程中，当弥散型整体式钢包底吹透气砖的透气性或残余高度不合要求时，不能在线更换，使得钢包必须下线停用，进而影响钢包的使用寿命和钢包内衬耐材成本费用；
3)吹氩精炼方法不同：本发明除了CN 113118428 A所述的在LF精炼炉的吹氩精炼功能作用外，还有在连铸回转台的待浇位转和浇注位进行吹氩精炼功能作用。
本发明的有益效果是：
1)本发明复合型钢包底吹透气砖，在弥散块中心部横截面、纵截面均平行布置多条狭缝气道A增大透气量，解决了现有弥散型透气砖透气量的问题，且狭缝A的长度为25～35mm，狭缝的宽度为0.15～0.16mm，又通过大幅减少狭缝的数量、增大狭缝的长度、减小狭缝宽度，解决了现有狭缝型透气砖狭缝渗钢问题，弥散块整体呈正四棱台形，横截面为四边形，使用过程中随着弥散块的侵蚀，透气面逐渐增大，解决了部分弥散透气孔、狭缝堵塞造成的透气砖使用过程中透气量不稳定及其引发的透气砖横断等行业技术难题，同时在透气砖烧氧清扫过程中，发现颜色发黑的工作面由四边形变为圆形时，作为警示，必须停用、更换，有利于安全警示的辨识，测定本发明复合型钢包底吹透气砖在0.3MPa压力下透气流量达到1200NL/min以上，在使用过程中吹氩前期(前3分钟)透气量小的比率小于5％，透气砖横断事故发生率为0，技术比较优势明显。
2)本发明复合型钢包底吹透气砖结构和成型工艺设计，弥散块及狭缝通道A的下端与上气室连通，上气室与狭缝气道B的上端连通，狭缝气道B的下端与下气室连通，弥散块采用等静压成型工艺生产，不仅解决了弥散型透气砖透气不均的技术难题，而且改善了弥散块的成型质量，使得复合型钢包底吹透气砖的使用寿命达到24～26炉次，攻克了弥散型透气砖使用寿命的行业难题。
3)本发明利用复合型钢包底吹透气砖，在连铸回转台的待浇位和浇注位连铸钢包浇注过程中的吹氩，促进了钢液中夹杂物上浮去除，铸坯中全氧含量同比现有技术降低4～6ppm，同比缩短LF精炼后期的软吹时间3～7分钟，解决了LF精炼后期软吹时间长、造成大断面铸坯浇注生产时炉机不匹配问题，攻克了炼钢产能提升的卡脖子问题。同时，促进了钢液的循环流动，有效消除静置过程中形成的温度梯度，攻克了钢包内钢水精炼后静置造成的钢水温度分层、成分不匀等共性技术难题，减小了中间包内钢水温度波动幅度。
4)本发明利用复合型钢包底吹透气砖，在连铸回转台待浇位以65～35NL/min的吹氩流量进行软吹，在连铸回转台由待浇位转到浇注位、钢包开浇至钢包内钢水重量达到钢包满包时钢水重量的1/3之间的浇注过程，软吹吹氩流量由65～35NL/min随着钢包内钢水重量的递减线性减小到30～20NL/min，然后吹氩流量调整到5～10NL/min，当停浇后的钢包由浇注位转到待浇位后，停止吹入氩气，吹氩流量较小，钢水温降小，连铸钢包、中间包内钢水的平均温降同比连铸钢包回转台待浇位及浇注位钢包不吹氩的平均温降之差小于0.5℃，无需提高连铸机上钢温度，解决了连铸钢包浇注过程吹氩流量大引发钢水温降大的技术难题。
5)本发明复合型钢包底吹透气砖所述安全警示装置上的定位槽、上气室通过埋设一次性泡沫内模形成，不用脱模，简化了制备工艺流程，下气室由环形围板和底板焊接而成，进一步简化了制备工艺流程，应用本发明比现有技术埋设专用胎膜同比缩短了制备工期16～24小时。
附图说明
图1为本发明复合型钢包底吹透气砖结构示意图。
图2为本发明复合型钢包底吹透气砖结构示意图中A面俯视图
图3为本发明复合型钢包底吹透气砖结构示意图中B-B面俯视图。
图中，1.复合型钢包底吹透气砖本体；2.弥散块；3.狭缝气道A；4.碳钢铁皮；5.上气室；6.安全警示装置；7.狭缝气B；8.下气室；9.底板；10.承力座；11.进气管；12.围板；13.环形凸起；14.定位凹槽。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明所述利用复合型钢包底吹透气砖在连铸钢包浇注过程中吹氩精炼方法进一步说明，但不仅限于此。
实施例1
一种复合型钢包底吹透气砖，包括浇注体1、弥散块2、碳钢铁皮4、上气室5、安全警示装置6、下气室8、底板9、进气管11，弥散块中心部横截面、纵截面均平行布置的多条狭缝气道A，狭缝气道A上下贯通弥散块的上下端面，弥散块下部定位于安全警示装置6上部的定位槽13内，安全警示装置6内设有横截面圆环形布置、纵截面“八”布置的多条狭缝气道B，弥散块的下端和狭缝气道B的上端与上气室5连通，狭缝气道B的下端与下气室8连通，安全警示装置的上端设置有定位槽14，弥散块的下端定位于定位槽内，弥散块与安全警示装置的外围设有浇注体1，浇注体外表面设有碳钢铁皮4，安全警示装置6底部的下气室8由环形围板12和底板9焊接而成，安全警示装置6底部的下气室8设有底板9，进气管11与下气室8连通，并与底板9焊接固定，进气管11设有承力座10，承力座套装于进气管外壁，并与底板9焊接固定，安全警示装置下部外壁上设有一道环形凸起结构13，解决了安全警示装置与浇注体1结合界面串气、渗钢问题。
所述弥散块2，整体呈正四棱台形，上底边长a为80mm，下底边长b为100mm。所述弥散块2，以高纯刚玉、莫来石、铬砂等为主原料，采用等静压成型工艺生产，体积密度≥3.0g/cm3，高温抗折强度≥18Mpa，高温耐压强度≥80Mpa，显气孔率≤30％，Al2O3含量为91～94％，MgO含量1.5～3.0％，CaO含量0.8～2.6％，Cr2O3含量为1.5～3.0％，其它为SiO2等杂质。
所述浇注体1、安全警示装置6整体呈圆台形，采用刚玉-尖晶石浇注料浇注成型。
所述安全警示装置上的定位槽14、上气室5通过埋设胎模一次浇注成型，简化了定位槽与气室的制备工艺流程。所述胎模为一次性泡沫内模，采用现有技术聚苯乙烯泡沫制备，适用于各种内腔形状和规格，一次性使用，不用脱模，简单方便，省时省工，使用过程中不变形、不吸水，还有很好的抗压性、弹性和刚性。
所述狭缝气道A设有4条，狭缝的长度为35mm，狭缝的宽度为0.16mm。所述狭缝气道B设有18条，狭缝的长度为35mm，狭缝的宽度为0.22mm。所述狭缝气道B的倾斜角度β为87°。
所述弥散块2上端面比所述浇注体1上端面高5mm，用于浇注体1浇注成型时对弥散块2的固定。所述的浇注体1采用碳钢铁皮4全包裹。所述底板9形状为圆盘形，起固定进气管11和密封浇注体1和下气室8作用，采用碳钢材质，厚度5mm。
所述的进气管11材质为碳钢，其规格尺寸为G111。
本发明还提供利用实施例1所述复合型钢包底吹透气砖在120t钢包浇注过程中吹氩精炼方法：钢包从LF精炼炉精炼处理完毕后，吊运到连铸回转台上，吹氩进气管路通过钢包底吹氩自动对接装置连通氩气进气管路，在连铸回转台待浇位以50NL/min的吹氩流量进行软吹，在连铸回转台由待浇位转到浇注位、钢包开浇至钢包内钢水重量达到钢包满包时钢水重量的1/3之间的浇注过程，软吹吹氩流量由50NL/min随着钢包内钢水重量的递减线性减小到20NL/min，然后吹氩流量调整到5NL/min，当停浇后的钢包由浇注位转到待浇位后，停止吹入氩气。
所述复合型钢包底吹透气砖在连铸回转台的待浇位和浇注位连铸钢包浇注过程中的吹氩流量通过PLC设定吹氩流量控制曲线、引入钢包在连铸回转台上的称重信号和浇注位信号，实现自动控制。
所述复合型钢包底吹透气砖的用后拆除，采用现有技术透气砖专用拨出机构，通过透气砖专用拨出机构与复合型钢包底吹透气砖进气管上设置的承力座咬合拔出，解决了人工拔出弥散型透气砖拔出时间长、拔出困难的行业难题。
实施例2
一种复合型钢包底吹透气砖，如实施例1所述，不同之处在于：
所述弥散块2，整体呈正四棱台形，上底边长a为75mm，下底边长b为90mm。
所述狭缝气道A设有5条，狭缝的长度为30mm，狭缝的宽度为0.16mm。所述狭缝气道B设有32条，狭缝的长度为30mm，狭缝的宽度为0.18mm。所述狭缝气道B的倾斜角度β为82°。
本发明还提供实施例2所述利用复合型钢包底吹透气砖在150t钢包浇注过程中吹氩精炼方法：钢包从LF精炼炉精炼处理完毕后，吊运到连铸回转台上，吹氩进气管路通过钢包底吹氩自动对接装置连通氩气进气管路，在连铸回转台待浇位以65NL/min的吹氩流量进行软吹，在连铸回转台由待浇位转到浇注位、钢包开浇至钢包内钢水重量达到钢包满包时钢水重量的1/3之间的浇注过程，软吹吹氩流量由65NL/min随着钢包内钢水重量的递减线性减小到30NL/min，然后吹氩流量调整到10NL/min，当停浇后的钢包由浇注位转到待浇位后，停止吹入氩气。
实施例3
一种复合型钢包底吹透气砖，如实施例1所述，不同之处在于：
所述弥散块2，整体呈正四棱台形，上底边长a为70mm，下底边长b为80mm。
所述狭缝气道A设有6条，狭缝的长度为25mm，狭缝的宽度为0.15mm。所述狭缝气道B设有36条，狭缝的长度为25mm，狭缝的宽度为0.2mm。所述狭缝气道B的倾斜角度β为85°。
所述弥散块2上端面比所述浇注体1上端面高10mm，用于浇注体1浇注成型时对弥散块2的固定。
本发明还提供利用实施例3所述复合型钢包底吹透气砖在100t钢包浇注过程中吹氩精炼方法：钢包从LF精炼炉精炼处理完毕后，吊运到连铸回转台上，吹氩进气管路通过钢包底吹氩自动对接装置连通氩气进气管路，在连铸回转台待浇位以35NL/min的吹氩流量进行软吹，在连铸回转台由待浇位转到浇注位、钢包开浇至钢包内钢水重量达到钢包满包时钢水重量的1/3之间的浇注过程，软吹吹氩流量由35NL/min随着钢包内钢水重量的递减线性减小到20NL/min，然后吹氩流量调整到5NL/min，当停浇后的钢包由浇注位转到待浇位后，停止吹入氩气。
对比例1
120t钢包浇注过程中吹氩精炼方法，与实施例1的不同之处在于，利用现有技术两块狭缝式透气砖替代实施例1中的复合型钢包底吹透气砖，两块狭缝式透气砖采用相同流量吹氩的方式，在LF精炼处理位软吹8分钟+在连铸钢包回转台的待浇位静置2～4分钟，软吹去除夹杂物阶段的吹氩流量为50NL/min。
对比例2
120t钢包浇注过程中吹氩精炼方法，与实施例1的不同之处在于，利用中国专利文献CN 113118428A(202110468872.0)所述弥散型整体式钢包底吹透气砖替代实施2中所述复合透气砖。
实验例
将实施例1-3与对比例1-2所涉及的技术方案在某炼钢厂120t转炉-LF-RH-宽厚板连铸机浇注生产钢种BISPLATE450的应用情况进行对比，分别在铸坯1/4处取样，加工成气体样￠7×100mm，采用氮氧分析仪进行含氧量检测分析，对比结果见下表1。
表1
由表1可知，表明本发明复合透气砖的透气量较大，使用寿命较高、透气量稳定性良好，解决了现有弥散型透气砖透气量小、使用寿命低、透气量不稳定的行业难题；安全警示装置设计易辨识，判断成功率达到100％，解决了中国专利文献CN 113118428 A(202110468872.0)弥散块与安全警示装置设计截面形状类同、不好辨识的新问题；同时透气砖横断事故发生率为0，应用实践证明了本发明在弥散块内设置狭缝气道A还可解决现有技术狭缝透气砖和弥散透气砖因透气通道堵塞引发的横断问题。同时利用本发明所述复合透气砖在连铸钢包浇注过程中吹氩精炼方法，促进了钢液中夹杂物上浮去除，铸坯中全氧含量同比现有技术降低4～6ppm，同比缩短LF精炼后期的软吹时间3～7分钟；连铸钢包、中间包内钢水的平均温降同比连铸钢包回转台待浇位及浇注位钢包不吹氩的平均温降之差小于0.5℃，无需提高连铸机上钢温度，解决了连铸钢包浇注过程吹氩流量大引发钢水温降大的技术难题。本发明的复合透气砖的透气量稳定性好，吹氩前期(前3分钟)透气量小的比率低于5％。
本技术领域公知，钢包底吹透气砖主要有弥散型、狭缝型两种结构类型，各有优缺点：狭缝式透气砖通过狭缝透气(常规选择：狭缝长度为15～20mm，狭缝厚度为0.17～0.20mm，狭缝高度贯通透气砖上下端面)透气量大，吹氩搅拌效果好，但吹氩形成的氩气泡较大，影响了氩气泡去除夹杂物的冶金效果，而弥散式透气砖通过弥散分布的透气孔透气，透气量较小，且不稳定，影响了吹氩搅拌混匀效果，但吹氩形成的氩气泡较小，氩气泡去除夹杂物的冶金效果较好。本发明复合型钢包底吹透气砖，在弥散块中心部横截面、纵截面均平行布置多条狭缝气道A增大透气量，解决了现有弥散型透气砖透气量的问题，且狭缝A的长度为25～35mm，狭缝的宽度为0.15～0.16mm，又通过增大狭缝的长度、减小狭缝的宽度，解决了现有狭缝型透气砖狭缝渗钢问题，弥散块整体呈正四棱台形，横截面为四边形，使用过程中随着弥散块的侵蚀，透气面逐渐增大，解决了部分弥散透气孔、狭缝堵塞造成的透气砖使用过程中透气量不稳定及其引发的透气砖横断等行业技术难题，同时在透气砖烧氧清扫过程中，发现颜色发黑的工作面由四边形变为圆形时，作为警示，必须停用、更换，有利于安全警示的辨识。
本发明在弥散块中设置狭缝，不仅整合了现有狭缝式透气砖和弥散式透气砖的各自优势，而且消除了现有狭缝式透气砖和弥散式透气砖的固有缺陷，具有透气量大、透气量稳定、使用寿命高，吹氩形成的氩气泡，既有大气泡，又有小气泡(水模实验测定气泡直径为1～9mm)，较好的搅拌混匀和夹杂物去除效果，比较优势明显。
Claims (10)
1.一种复合型钢包底吹透气砖，其特征在于，包括浇注体(1)，自上而下设置在浇注体(1)内的弥散块(2)和安全警示装置(6)；
弥散块(2)内竖直设有多个贯通弥散块(2)的狭缝气道A(3)；
安全警示装置(6)底部设有下气室(8)，顶部设有上气室(5)，内部设置有多个上下贯通的狭缝气道B(7)，所述多个狭缝气道B(7)均匀地沿圆周分布于安全警示装置(6)内，且所述的狭缝气道B(7)下端逐渐向外倾斜设置；
狭缝气道A(3)、上气室(5)、狭缝气道B(7)和下气室(8)连通；弥散块(2)下部定位于安全警示装置(6)上部的定位槽(14)内。
2.根据权利要求1所述的复合型钢包底吹透气砖，其特征在于，狭缝气道B(7)的倾斜角度β为82°～87°。
3.根据权利要求1所述的复合型钢包底吹透气砖，其特征在于，狭缝气道B(7)的长边所在延长线均指向安全警示装置(6)的纵向中心轴；
所述狭缝气道B(7)设有18～36条，狭缝的长度为25～35mm，狭缝的宽度为0.18～0.22mm。
4.根据权利要求1所述的复合型钢包底吹透气砖，其特征在于，所述弥散块(2)整体呈正四棱台形；
所述狭缝气道A(3)的数量为4～6条，狭缝的长度为25～35mm，狭缝的宽度为0.15～0.16mm。
5.根据权利要求4所述的复合型钢包底吹透气砖，其特征在于，弥散块(2)的上底边长a为70～80mm，下底边长为80～100mm；
优选的，所述弥散块(2)，以高纯刚玉、莫来石、铬砂为主原料，采用等静压成型工艺生产，体积密度≥3.0g/cm3，高温抗折强度≥18Mpa，高温耐压强度≥80Mpa，显气孔率≤30％，Al2O3含量为91～94％，MgO含量1.5～3.0％，CaO含量0.8～2.6％，Cr2O3含量为1.5～3.0％，其它为SiO2等杂质；
优选的，所述弥散块(2)上端面比所述浇注体(1)上端面高5～10mm。
6.根据权利要求1所述的复合型钢包底吹透气砖，其特征在于，下气室(8)由环形围板(12)和底板(9)焊接而成；优选的，与下气室(8)连通的进气管(11)与底板(9)焊接固定；进一步优选的，进气管(11)设有承力座(10)，承力座(10)套装于进气管(11)外壁，并与底板(9)焊接固定。
7.根据权利要求1所述的复合型钢包底吹透气砖，其特征在于，浇注体(1)外表面设有碳钢铁皮(4)；安全警示装置(6)下部外壁上设有一道环形凸起结构(13)；
所述浇注体(1)、安全警示装置(6)整体呈圆台形，采用刚玉-尖晶石浇注料浇注成型。
8.根据权利要求1所述的复合型钢包底吹透气砖，其特征在于，所述安全警示装置上的定位槽(14)、上气室(5)通过埋设胎模一次浇注成型；优选的，所述胎模为一次性泡沫内模，采用现有技术聚苯乙烯泡沫制备；
优选的，所述底板(9)形状为圆盘形，采用碳钢材质，厚度5mm；所述的进气管(11)材质为碳钢，其规格尺寸为G111。
9.利用权利要求1～8任一项所述复合型钢包底吹透气砖在钢包浇注过程中吹氩精炼方法，其特征在于，LF精炼炉精炼处理完毕后的钢水，在连铸回转台待浇位以65～35NL/min的吹氩流量进行软吹，在连铸回转台由待浇位转到浇注位、钢包开浇至钢包内钢水重量达到钢包满包时钢水重量的1/3之间的浇注过程，软吹吹氩流量由65～35NL/min随着钢包内钢水重量的递减线性减小到30～20NL/min，当钢包内钢水重量达到钢包满包时钢水重量的1/3时，吹氩流量调整到5～10NL/min，当停浇后的钢包由浇注位转到待浇位后，停止吹入氩气。
10.根据权利要求9所述的吹氩精炼方法，其特征在于，复合型钢包底吹透气砖在连铸回转台的待浇位和浇注位连铸钢包浇注过程中的吹氩流量通过PLC设定吹氩流量控制曲线、引入在连铸回转台上的钢包内钢水称重信号和浇注位信号，实现自动控制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |