CN115198055A - 一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，包括湍流控制器本体，湍流控制器本体的内腔上部沿纵向中心线同心设置圆环形的套芯，湍流控制器本体的内腔底部沿纵向中心线，由内向外同心依次设置圆柱形的冲击板、环形排列的若干弥散型透气塞。在湍流控制器内能形成环形分布的、集聚的氩气泡柱，有效抑制了大包注流在湍流控制器内的周向旋转速度，同时将气泡“击碎”形成更多、更小的气泡，而上浮的气泡又抑制了注流下行的速度，多重相互作用下，能够促进夹杂物上浮，有效减少卷渣、夹杂物进入浇注区，促进钢液成分和温度的均匀。另外，本中间包湍流控制器还具有透气孔不易堵塞、透气量稳定、各部位使用寿命同步、提高连浇时长的优点。

Description

一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器及其制备方法，属于钢铁冶金连铸中间包冶金工艺技术领域。

背景技术

连铸中间包不仅具有稳流、分流的作用，而且对于去除钢液夹杂物、均匀钢液成分和温度也起着重要作用，而连铸中间包内钢液中夹杂物的去除效果，在很大程度上取决于其中钢液的流动状态。

利用透气元件向连铸中间包内钢水中吹氩，形成的氩气泡可以促进钢液中夹杂物的碰撞、聚合、粘附、上浮和去除，同时可以改善钢液的流动状态，对中间包内钢液具有净化和混匀作用。而通过在连铸中间包内合理设置湍流控制器、挡墙、挡坝等控流装置，也可以改善连铸中间包内钢液的流动状态，对中间包内钢液具有净化作用。现有的连铸中间包冶金技术，一般在中间包内设置湍流控制器、挡墙、挡坝等控流装置或者另外设置中间包安装透气砖、气幕挡墙等中间包吹氩冶金技术。

中国专利文献CN 103990787 A(201410209515.2)公开了一种用于去除连铸中间包内钢液夹杂物的装置及方法，包括湍流控制器、气幕透气砖、挡墙和挡坝，气幕透气砖位于湍流控制器与挡墙之间，固定于中间包包底永久衬上。应用该装置，使得连铸坯中等效直径大于50μm的夹杂物基本去除，连铸坯中等效直径小于50μm的微小夹杂物数量比中间包内设置由湍流控制器、挡墙、挡坝组合使用条件下同比减少60％以上，比中间包内设置由湍流控制器、气幕透气砖的使用条件下同比减少30％以上。但是该专利技术存在气幕透气砖两端有气泡盲区、影响夹杂物去除率，中间包内控流装置、气幕透气砖分开设置、安装，增加了施工难度和工时，影响中间包周转使用等不足。中国专利文献CN2863315Y(CN200520142244.X)公开了一种炼钢连铸中间包吹气式防湍流控制器。在普通防湍流控制器中安装透气砖，透气砖与气室相连，气室通过金属管道与中间包外接氩气管道连接，使用时安装在中间包长水口下面的包底上，可同时起到防湍流控制器降低钢水湍流动能和氩气搅拌钢水去除钢水夹杂物的双重作用。但是，该专利方法所述透气砖设置在大包注流冲击点上，会引发侵蚀、冲刷重的问题，影响使用寿命。

可见现有的中间包湍流控制器普遍存在以下不足：夹杂物去除率不佳，中间包内控流装置、气幕透气砖分开设置、安装，增加了施工难度和工时，影响中间包周转使用，使用寿命短。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器及其制备方法，该发明在湍流控制器内腔内圆环形布置3～4个弥散型透气塞，吹入氩气后，氩气泡向上运动，在湍流控制器内形成环形分布的、集聚的氩气泡柱，有效抑制了大包注流在湍流控制器内的周向旋转速度，同时将气泡“击碎”形成更多、更小的气泡，而上浮的气泡又抑制了注流下行的速度，多重相互作用下，减弱了钢液形成湍流的程度，改善了中间包内钢液的流动状态，促进了夹杂物上浮，有效减少了卷渣、夹杂物进入浇注区，更有效的促进了钢液成分和温度的均匀，同时各部位采用不同材质、不同成型工艺的制备方法，实现了湍流控制器各部位使用寿命同步，提高了连铸中间包的连浇时间。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，包括湍流控制器本体，湍流控制器本体的内腔上部沿纵向中心线同心设置圆环形的套芯，湍流控制器本体的内腔底部沿纵向中心线，由内向外同心依次设置圆柱形的冲击板、环形排列的若干弥散型透气塞，

弥散型透气塞定位于插槽内，插槽与圆弧形的气室互连互通，进气管套装于进气管套管内，进气管的一端与气室连通，另一端从进气管套管伸出湍流控制器本体的外侧。

本发明优选的，所述气室的外径D为25～35mm，气室由若干个圆弧管组成，采用45号钢的无缝钢管制作。

本发明优选的，所述弥散型透气塞的数量为3～4个，呈圆台形，顶面圆直径x为45～55mm，底面圆直径y为55～65mm，高度h为60～90mm。

本发明优选的，所述插槽为圆柱形的外形与内腔，插槽数量、内腔直径d与所述弥散型透气塞的数量及其下端直径y相对应，插槽的高度e为40～50mm，插槽的上部用于安装、固定弥散型透气塞，插槽的下部用作气室，插槽与气室互连互通，简化了制备工艺。

本发明优选的，所述弥散型透气塞，其上端外壁与套芯内壁的距离c为30～50mm。

本发明优选的，所述进气管套管在湍流控制器本体浇注过程埋设，并根据进气管的实际铺设方向确定进气管套管在湍流控制器本体内的埋设位置，进气管穿过进气管套管与气室连通，由此简化了湍流控制器本体的安装工艺，降低了施工难度和工时。

本发明所述本发明所述湍流控制器本体内圆环形设置4个弥散型透气塞，呈圆台形，顶面圆直径x为45～55mm，底面圆直径y为55～65mm，其上端外壁与套芯内壁的距离c为30～50mm等设计，是基于本发明改善钢液的流动状态和促进夹杂物上浮去除的任务，是本领域的技术人员经过大量的数值物理模拟研究实验和工业化应用试验验证得到的。在模拟研究实验中，我们意外地发现，湍流控制器本体内圆环形设置3～4个弥散型透气塞的吹氩抑制湍流的效果最佳。弥散型透气塞吹气后产生气泡，气泡向上运动，在湍流控制器内形成环形分布的、集聚的氩气泡柱，有效抑制了大包注流在湍流控制器内的周向旋转速度。同时将气泡“击碎”形成更多、更小的气泡，而上浮的气泡又抑制了注流下行的速度，多重相互作用下，减弱了钢液形成湍流的程度，改善了中间包内钢液的流动状态；延长了钢液在中间包内的停留时间，促进了夹杂物上浮，有效减少了卷渣、夹杂物进入浇注区，更有效的促进了钢液成分和温度的均匀。同时，我们也发现弥散型透气塞的数量、顶面圆直径x、弥散型透气塞的外壁与套芯内壁的距离c对冶金效果都有直接影响。经过大量的研究实验与应用试验，我们研究确定了最佳的弥散型透气塞的数量、顶面圆直径x、弥散型透气塞的外壁与套芯内壁的距离c。通过大量的应用试验，根据湍流控制器的侵蚀、冲刷情况分析，研究确定了弥散型透气塞的高度h为60～90mm，根据弥散型透气塞的研制工艺，研究设计了底面圆直径y，攻克了弥散型透气塞与湍流控制器其他部位使用寿命不同步的技术难题，取得了意想不到的技术效果。

本发明还提供一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器的制备方法，湍流控制器各部位采用不同材质、不同成型工艺的技术方案，其中，所述湍流控制器本体采用镁尖晶石质浇注料浇注成型、中温烧成，所述套芯采用镁质预制件、中温烧成工艺生产，所述弥散型透气塞采用等静压成型、高温烧成，所述冲击板采用镁碳质等静压成型，实现了湍流控制器各部位使用寿命同步，提高了湍流控制器的使用寿命，解决了制约连浇中间包使用寿命的瓶颈难题，包括以下步骤：

(一)湍流控制器分体制备

1)湍流控制器本体制备：采用现有技术镁尖晶石质浇注料浇注成型、中温烧成，根据进气管的实际铺设方向确定在湍流控制器本体内的埋设位置，将进气管套管在湍流控制器本体浇注过程中埋设；

2)套芯制备：采用镁质预制件、中温烧成工艺生产；

3)弥散型透气塞制备：采用高纯刚玉、莫来石等为主原料，通过等静压成型、高温烧成，并在弥散型透气塞的工作面涂抹一层石蜡，用于保护透气面，防止渗水、渗料；

4)插槽与气室的整体制备：采用45号钢的无缝钢管制作插槽与气室，

制备插槽的无缝钢管的内径与弥散型透气塞的下部外径相匹配，两者配合间隙为1～2mm，保证弥散型透气塞能够插接、固定于插槽内；壁厚可选择3～4mm的无缝钢管；插槽(即截取无缝钢管的长度)的高度e为40～50mm，底部采用与无缝钢管相同材质、厚度的钢板进行内封口；

选用外径D为25～35mm的无缝钢管弯成圆形，并按长度要求分段截取成若干圆弧形钢管，用于制作气室；圆弧形无缝钢管的两个端部分别连接两个插槽侧壁，使得插槽与圆弧形钢管互连互通，得到整体呈圆环形的插槽与气室，最后采用现有技术检查气密性；

5)冲击板制备，整体为圆柱形，采用镁碳质等静压成型，体积密度≥2.92g/cm³，常温耐压强度≥45.4Mpa，常温抗折强度≥22.9Mpa，MgO含量≥75％，C含量14～15％；

(二)湍流控制器分体组装：

1)在湍流控制器本体内腔底部，以湍流控制器本体内腔纵向中心线同心依次安装冲击板、插槽与气室整体；

2)将进气管套装于进气管套管内，进气管的一端与气室焊接连通，并检查进气管及气室的气密性；

3)将弥散型透气塞安装、固定于插槽的上部，弥散型透气塞的下端插入插槽内的深度b为15～25mm，上端高出冲击板的工作面a为0～5mm；

4)湍流控制器本体与冲击板、插槽、气室之间的间隙，采用无水镁质捣打料填充、捣实，形成填充层一；

5)在湍流控制器本体内腔上部，以湍流控制器本体内腔纵向中心线同心安装套芯，间隙采用颗粒度为0.075～1mm的烧结镁砂填充、捣实，形成填充层二；

6)自然养生4～8小时，以10℃/min升温至135℃，保温4～6h，再自然冷却至常温。至此本发明所述具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器制备完成，即可安装、上线使用。

所述的无水镁质捣打料、烧结镁砂均为常规耐火材料，市购产品。

吹入氩气的流量大小对冶金效果也有直接影响。

本发明提供一种利用具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器进行吹氩冶金方法，包括如下步骤：

连铸中间包烘包前，将进气管与外部氩气气源连接，待连铸中间包内钢水液面达到正常液面后，开通氩气，氩气流量控制在10～15NL/min，连铸大包停浇后，停止吹入氩气。

本发明的有益效果：

1)本发明具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器本体内圆环形设置3～4个弥散型透气塞，吹入氩气后，氩气泡向上运动，在湍流控制器内形成环形分布的、集聚的氩气泡柱，有效抑制了大包注流在湍流控制器内的周向旋转速度，同时将气泡“击碎”形成更多、更小的气泡，而上浮的气泡又抑制了注流下行的速度，多重相互作用下，减弱了钢液形成湍流的程度，改善了中间包内钢液的流动状态，延长了钢液在中间包内的停留时间，促进了夹杂物上浮，有效减少了卷渣、夹杂物进入浇注区，更有效的促进了钢液成分和温度的均匀。本发明应用于单流宽板坯连铸中间包浇注生产钢种AH36，连铸坯中夹杂物数量比应用现有技术CN103990787A(201410209515.2)同比减少25％以上，正常吹氩流量同比减小50％以上。另外，本发明选用弥散性透气塞和插槽配合作为透气元件，与弥散性透气环和狭缝式透气元件相比，还具有透气孔不易堵塞，透气量比较稳定的优点。

2)本发明具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器各部位采用不同材质、不同成型工艺的制备方法，其中，所述湍流控制器本体采用镁尖晶石质浇注料浇注成型、中温烧成，所述套芯采用镁质预制件、中温烧成工艺生产，所述弥散型透气塞采用等静压成型、高温烧成，所述冲击板采用镁碳质等静压成型，实现了湍流控制器各部位使用寿命同步，提高了湍流控制器的使用寿命，解决了制约连铸中间包使用寿命的瓶颈难题，应用本发明的中间包连浇时间比应用现有技术CN103990787A(201410209515.2)同比提高4h。

3)本发明中间包湍流控制器采用45号钢的无缝钢管制作插槽与气室，插槽的上部用于安装、固定弥散型透气塞，插槽的底部用作气室，插槽与气室互联互通，整体呈圆环形，简化了制备工艺，缩短了制备工时，降低了制备费用。

附图说明

图1为本发明实施例中具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器结构剖视图。

图2为本发明实施例中具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器结构俯视图。

图3为本发明实施例中气室及插槽结构示意图。

图4为本发明实施例中气室及插槽结构俯视图。

图5为本发明实施例中湍流控制器本体结构图。

图6为本发明实施例中湍流控制器本体结构俯视图。

图中，1.湍流控制器本体；2.套芯；3.弥散型透气塞；4.插槽；5.气室；6.进气管；7.进气管套管；8.冲击板；9.填充层一；10.填充层二。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此。

实施例中无水镁质捣打料、烧结镁砂为常规耐火材料，市购产品。

实施例1

一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，如图1～6所示，包括湍流控制器本体1、套芯2、弥散型透气塞3、插槽4、气室5、进气管6、进气管套管7、冲击板8，湍流控制器本体1的内腔上部沿纵向中心线同心设置圆环形的套芯2，湍流控制器本体1的内腔底部沿纵向中心线同心依次设置圆柱形的冲击板8、插槽4，弥散型透气塞3定位于插槽4内，插槽与圆弧形的气室互联互通，进气管、6套装于进气管套管7内，进气管的一端与气室5连通，另一端从进气管套管7伸出湍流控制器本体1的外侧。

所述气室5的外径D为35mm，气室由若干个圆弧管组成，采用45号钢的无缝钢管制作。所述弥散型透气塞3的数量为3个，呈圆台形，顶面圆直径x为55mm，底面圆直径y为65mm，高度h为90mm。所述弥散型透气塞3，其上端外壁与套芯2内壁的距离c为50mm。弥散型透气塞3设置在透气环本体4的中心部位，即弥散型透气塞3的上端外壁距离透气环本体4的外壁与弥散型透气塞3的上端内侧距离透气环本体4的内壁距离相同。

所述插槽4为圆柱形的外形与内腔，插槽数量、内腔直径d与所述弥散型透气塞3的数量及其下端直径y相对应，插槽4的高度e为50mm，插槽4的上部用于安装、固定弥散型透气塞3，插槽4的下部用作气室，插槽4与气室5互联互通，简化了制备工艺。

所述进气管套管7在湍流控制器本体1浇注过程埋设，并根据进气管6的实际铺设方向确定进气管套管7在湍流控制器本体1内的埋设位置，进气管穿过进气管套管7与气室5连通，由此简化了湍流控制器本体1的安装工艺，降低了施工难度和工时。

本发明还提供一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器的制备方法，其特征在于，湍流控制器各部位采用不同材质、不同成型工艺的技术方案，其中，所述湍流控制器本体采用镁尖晶石质浇注料浇注成型、中温烧成，所述套芯采用镁质预制件、中温烧成工艺生产，所述弥散型透气塞采用等静压成型、高温烧成，所述冲击板采用镁碳质等静压成型，实现了湍流控制器各部位使用寿命同步，提高了湍流控制器的使用寿命，解决了制约连浇中间包使用寿命的瓶颈难题，包括以下步骤：

(一)湍流控制器分体制备

1)湍流控制器本体1制备：采用现有技术镁尖晶石质浇注料浇注成型、中温烧成，根据进气管6的实际铺设方向确定在湍流控制器本体1内的埋设位置，如图2所示，将进气管套管7在湍流控制器本体1浇注过程中埋设；

2)套芯2制备：采用镁质预制件、中温烧成工艺生产；

3)弥散型透气塞3制备：采用高纯刚玉、莫来石等为主原料，通过等静压成型、高温烧成，并在弥散型透气塞的工作面涂抹一层石蜡，用于保护透气面，防止渗水、渗料；

4)插槽4与气室5的整体制备：采用45号钢的无缝钢管制作插槽4与气室5，选用无缝钢管外径为76mm，壁厚4mm制作插槽4，配合间隙为1.5mm，截取插槽3的高度e为50mm，底部采用与无缝钢管相同材质、厚度的钢板进行内封口；选用外径D为35mm的无缝钢管(壁厚2.5mm)弯成圆形用于制作气室5，并按长度要求截取；插槽4与气室5互连互通，整体呈圆环形，最后检查气密性；

5)冲击板8制备，整体为圆柱形，采用镁碳质等静压成型，体积密度≥2.92g/cm³，常温耐压强度≥45.4Mpa，常温抗折强度≥22.9Mpa，MgO含量≥75％，C含量14～15％；

(二)湍流控制器分体组装：

1)在湍流控制器本体1内腔底部，以湍流控制器本体1内腔纵向中心线同心依次安装冲击板8、插槽4与气室5整体；

2)进气管6套装于进气管套管7内，进气管的一端与气室5焊接连通，并检查进气管及气室的气密性；

3)弥散型透气塞3安装、固定于插槽4的上部，弥散型透气塞3的下端插入插槽4内的深度b为25mm，上端高出冲击板8的工作面a为5mm；

4)湍流控制器本体1与冲击板8、插槽4、气室5之间的间隙，采用无水镁质捣打料填充、捣实，形成填充层一9；

5)在湍流控制器本体1内腔上部，以湍流控制器本体1内腔纵向中心线同心安装套芯2，配合间隙采用颗粒度为0.075～1mm烧结镁砂10填充、捣实，形成填充层二10；

6)夏秋季节自然养生4小时，以10℃/min升温至135℃，保温4h，再自然冷却至常温，至此本发明具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器制备完成，即可安装、上线使用。

一种利用具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器进行吹氩冶金方法，包括如下步骤：

连铸中间包烘包前，将进气管6与外部氩气气源连接，待连铸中间包内钢水液面达到正常液面后，开通氩气，氩气流量控制在15NL/min，连铸大包停浇后，停止吹入氩气。

实施例2

具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，如实施例1所述的具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，不同之处在于：

所述气室5的外径D为25mm。

所述弥散型透气塞3的数量为4个，圆台形的顶面圆直径x为45mm，底面圆直径y为55mm，高度h为60mm。

所述插槽4的高度e为40mm。

所述弥散型透气塞3的上端外壁与套芯2内壁的距离c为30mm。

本发明还提供一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器的制备方法，包括以下步骤：

(一)湍流控制器分体制备

1)湍流控制器本体1制备：采用现有技术镁尖晶石质浇注料浇注成型、中温烧成，根据进气管6的实际铺设方向确定在湍流控制器本体1内的埋设位置，如图2所示，将进气管套管7在湍流控制器本体1浇注过程中埋设；

2)套芯2制备：采用镁质预制件、中温烧成工艺生产；

3)弥散型透气塞3制备：采用高纯刚玉、莫来石等为主原料，通过等静压成型、高温烧成，并在弥散型透气塞的工作面涂抹一层石蜡，用于保护透气面，防止渗水、渗料；

4)插槽4与气室5的整体制备：采用45号钢的无缝钢管制作插槽4与气室5，选用无缝钢管外径为63.5mm，壁厚3.0mm制作插槽4，配合间隙为1.25mm，截取插槽3的高度e为40mm，底部采用与无缝钢管相同材质、厚度的钢板进行内封口；选用外径D为25mm的无缝钢管(壁厚2.5mm)弯成圆弧形制作气室5，并按长度要求截取；插槽4与气室5互联互通，整体呈圆环形，最后检查气密性；

5)冲击板8制备，整体为圆柱形，采用镁碳质等静压成型，体积密度≥2.92g/cm³，常温耐压强度≥45.4Mpa，常温抗折强度≥22.9Mpa，MgO含量≥75％，C含量14％～15％；

(二)湍流控制器分体组装：

1)在湍流控制器本体1内腔底部，以湍流控制器本体1内腔纵向中心线同心依次安装冲击板8、插槽4与气室5整体；

2)进气管6套装于进气管套管7内，进气管的一端与气室5焊接连通，并检查进气管及气室的气密性；

3)弥散型透气塞3安装、固定于插槽4的上部，弥散型透气塞3的下端插入插槽4内的深度b为15mm，上端高出冲击板8的工作面a为0mm；

4)湍流控制器本体1与冲击板8、插槽4、气室5之间的间隙，采用无水镁质捣打料填充、捣实，形成填充层一9；

5)在湍流控制器本体1内腔上部，以湍流控制器本体1内腔纵向中心线同心安装套芯2，配合间隙采用0.075～1mm烧结镁砂填充、捣实，形成填充层二10；

6)春冬季节自然养生8小时，以10℃/min升温至135℃，保温6h，再自然冷却至常温，至此本发明具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器制备完成，即可安装、上线使用。

一种利用具有钢水净化功能的连铸中间包湍流控制器进行吹氩冶金方法，包括如下步骤：

连铸中间包烘包前，将进气管6与外部氩气气源连接，待连铸中间包内钢水液面达到正常液面后，开通氩气，氩气流量控制在10NL/min，连铸大包停浇后，停止吹入氩气。

实施例3

具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，如实施例1所述的，不同之处在于：

所述气室5的外径D为30mm。

所述弥散型透气塞3的数量为4个，圆台形的顶面圆直径x为50mm，底面圆直径y为60mm，高度h为70mm。

所述插槽4的高度e为40mm。

所述弥散型透气塞3的上端外壁与套芯2内壁的距离c为45mm。

本发明还提供一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器的制备方法，包括以下步骤：

(一)湍流控制器分体制备

1)湍流控制器本体1制备：采用现有技术镁尖晶石质浇注料浇注成型、中温烧成，根据进气管6的实际铺设方向确定在湍流控制器本体1内的埋设位置，如图2所示，将进气管套管7在湍流控制器本体1浇注过程中埋设；

2)套芯2制备：采用镁质预制件、中温烧成工艺生产；

3)弥散型透气塞3制备：采用高纯刚玉、莫来石等为主原料，通过等静压成型、高温烧成，并在弥散型透气塞的工作面涂抹一层石蜡，用于保护透气面，防止渗水、渗料；

4)插槽4与气室5的整体制备：采用45号钢的无缝钢管制作插槽4与气室5，选用无缝钢管外径为70mm，壁厚3.5mm制作插槽4，配合间隙为1.5mm，截取插槽3的高度e为45mm，底部采用与无缝钢管相同材质、厚度的钢板进行内封口；选用外径D为30mm的无缝钢管(壁厚2.5mm)弯成圆弧形制作气室5，并按长度要求截取；插槽4与气室5互连互通，整体呈圆环形，最后检查气密性；

5)冲击板8制备，整体为圆柱形，采用镁碳质等静压成型，体积密度≥2.92g/cm³，常温耐压强度≥45.4Mpa，常温抗折强度≥22.9Mpa，MgO含量≥75％，C含量14％～15％；

(二)湍流控制器分体组装：

1)在湍流控制器本体1内腔底部，以湍流控制器本体1内腔纵向中心线同心依次安装冲击板8、插槽4与气室5整体；

2)进气管6套装于进气管套管7内，进气管的一端与气室5焊接连通，并检查进气管及气室的气密性；

3)弥散型透气塞3安装、固定于插槽4的上部，弥散型透气塞3的下端插入插槽4内的深度b为20mm，上端高出冲击板8的工作面a为3mm；

4)湍流控制器本体1与冲击板8、插槽4、气室5之间的间隙，采用无水镁质捣打料填充、捣实，形成填充层一9；

5)在湍流控制器本体1内腔上部，以湍流控制器本体1内腔纵向中心线同心安装套芯2，配合间隙采用0.075～1mm烧结镁砂10填充、捣实，形成填充层二10；

6)春冬季节自然养生8小时，以10℃/min升温至135℃，保温4h，再自然冷却至常温，至此本发明具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器制备完成，即可安装、上线使用。

一种利用具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器进行吹氩冶金方法，包括如下步骤：

连铸中间包烘包前，将进气管6与外部氩气气源连接，待连铸中间包内钢水液面达到正常液面后，开通氩气，氩气流量控制在12NL/min，连铸大包停浇后，停止吹入氩气。

对比例1：

一种用于去除连铸中间包内钢液夹杂物的装置及方法，参见中国专利文献CN103990787A(201410209515.2)的实施例1所述的用于去除连铸中间包内钢液夹杂物的装置及实施例4所述的用于去除连铸中间包内钢液夹杂物的方法，中间包内正常浇注钢液面时，气幕透气砖吹氩流量控制在30NL/min。

对实施例1～3及对比例1，在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂单流宽板坯连铸中间包上应用对比分析，钢种AH36，分别取铸坯试样，试样尺寸为长、宽均为30mm，采用电镜检测分析夹杂物数量，对比结果见表1。

表1

通过上表的数据对比，应用本发明，使得连铸坯中夹杂物数量比应用现有技术CN103990787A(201410209515.2)同比减少25％以上，正常吹氩流量同比减小50％以上，中间包连浇时间同比提高4h。

Claims (10)

1.一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，包括湍流控制器本体(1)，湍流控制器本体(1)的内腔上部沿纵向中心线同心设置圆环形的套芯(2)，湍流控制器本体(1)的内腔底部沿纵向中心线，由内向外同心依次设置圆柱形的冲击板(8)、环形排列的若干弥散型透气塞(3)，

弥散型透气塞(3)定位于插槽(4)内，插槽与圆弧形的气室互连互通，进气管(6)套装于进气管套管(7)内，进气管的一端与气室(5)连通，另一端从进气管套管(7)伸出湍流控制器本体(1)的外侧。

2.根据权利要求1所述的具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述气室(5)的外径D为25～35mm，气室由若干个圆弧管组成。

3.根据权利要求1所述的具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述弥散型透气塞(3)的数量为3～4个，呈圆台形，顶面圆直径x为45～55mm，底面圆直径y为55～65mm，高度h为60～90mm。

4.根据权利要求1所述的具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述弥散型透气塞(3)，其上端外壁与套芯(2)内壁的距离c为30～50mm。

5.根据权利要求1所述的具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述插槽(4)为圆柱形的外形与内腔，插槽(4)与气室(5)互联互通。

6.根据权利要求5所述的具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，插槽(4)数量、内腔直径d与所述弥散型透气塞(3)的数量及其下端直径y相对应，插槽(4)的高度e为40～50mm。

7.根据权利要求1所述的具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器，其特征在于，所述进气管套管(7)在湍流控制器本体(1)浇注过程埋设，并根据进气管(6)的实际铺设方向确定进气管套管(7)在湍流控制器本体(1)内的埋设位置，进气管穿过进气管套管(7)与气室(5)连通。

8.一种具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在湍流控制器本体(1)内腔底部，以湍流控制器本体(1)内腔纵向中心线同心依次安装冲击板(8)、插槽(4)与气室(5)整体；

2)将进气管(6)套装于进气管套管(7)内，进气管的一端与气室(5)焊接连通，并检查进气管及气室的气密性；

3)将弥散型透气塞(3)安装、固定于插槽(4)的上部，弥散型透气塞(3)的下端插入插槽(4)内的深度b为15～25mm，上端高出冲击板(8)的工作面a为0～5mm；

4)湍流控制器本体(1)与冲击板(8)、插槽(4)、气室(5)之间的间隙，采用无水镁质捣打料填充、捣实，形成填充层一(9)；

5)在湍流控制器本体(1)内腔上部，以湍流控制器本体(1)内腔纵向中心线同心安装套芯(2)，间隙采用颗粒度为0.075～1mm的烧结镁砂填充、捣实，形成填充层二(10)；

6)自然养生4～8小时，以10℃/min升温至135℃，保温4～6h，再自然冷却至常温。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述湍流控制器本体(1)采用镁尖晶石质浇注料浇注成型、中温烧成，根据进气管(6)的实际铺设方向确定在湍流控制器本体(1)内的埋设位置，将进气管套管(7)在湍流控制器本体(1)浇注过程中埋设；

套芯(2)采用镁质预制件、中温烧成工艺生产；

弥散型透气塞(3)采用高纯刚玉、莫来石为主原料，通过等静压成型、高温烧成，并在弥散型透气塞的工作面涂抹一层石蜡；

插槽与气室的整体制备：

制备插槽的无缝钢管的内径与弥散型透气塞的下部外径相匹配，两者配合间隙为1～2mm；插槽的高度e为40～50mm，底部采用与无缝钢管相同材质、厚度的钢板进行内封口；

选用外径D为25～35mm的无缝钢管弯成圆形，并按长度要求分段截取成若干圆弧形钢管，用于制作气室；每个圆弧形无缝钢管的两个端部分别连接两个插槽侧壁，使得插槽与圆弧形钢管互连互通，得到整体呈圆环形的插槽与气室，最后检查气密性；

冲击板(8)整体为圆柱形，采用镁碳质等静压成型，体积密度≥2.92g/cm³，常温耐压强度≥45.4Mpa，常温抗折强度≥22.9Mpa，MgO含量≥75％，C含量14％～15％。

10.一种利用具有吹氩功能的连铸中间包湍流控制器进行吹氩冶金方法，其特征在于，包括如下步骤：

连铸中间包烘包前，将进气管(6)与外部氩气气源连接，待连铸中间包内钢水液面达到正常液面后，开通氩气，氩气流量控制在10～15NL/min，连铸大包停浇后，停止吹入氩气。

Images