CN115815540A - 一种大转炉中包盖保护浇注技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大转炉中包盖保护浇注技术，涉及钢铁生产技术领域，采用两组单独控制压力和流量的P型进气管；在开浇前开启吹氩操作，通过氩气填充中间包将空气排挤出去，使中间包熔池形成缺氧空间；中包盖和挡渣墙密切接触设置，使中包内熔池形成相对封闭空间，冲击区和浇注稳流区的流量单独控制互不干扰。首创冲击区和浇注稳流区独立控制氩气吹入量，最大限度提高保护浇注效果，保证钢水纯净度，减少钢液二次污染；挡渣墙和中包盖密切接触设置，更好地将中包熔池形成密闭空间，防止分区间窜气。

Description

一种大转炉中包盖保护浇注技术

技术领域

本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种大转炉中包盖保护浇注技术。

背景技术

在连铸过程中，中间包作为结晶器和钢水包之间的过渡容器，起到减压、稳流、去夹杂、贮存钢液和分流钢液的作用。中包盖的作用是保温、防止中包内的钢液飞溅，减少临近设备受到中包内钢液高温辐射、烘烤的影响。随着对钢材质量要求的日益提高，人们开发应用了许多技术净化钢液，但在中包盖方面做的工作仍然有限，导致较纯净的钢液从钢水包到中间包的传递过程中，与空气、耐火材料、熔渣相接触，仍发生着物理化学反应，钢液二次氧化又被重新污染，使精炼效果前功尽弃。为此，钢液在钢水包注入到中间包的传递过程，应严格加以控制，减少重新污染，以保证钢液的纯净度。尤其是在中间包开浇、更换钢水包过程中，烘烤器抬升后空气迅速填充至中间包内并弥散躲藏在中间包工作层气隙中，此状态开浇后覆盖剂添加尚未完成；更换钢水包期间中间包钢水液面下降，空气再次重新进入中间包工作层裸露部分，从而破坏全成保护浇注效果，导致钢水二次氧化，影响钢水洁净度。

专利CN214601907U公布了一种吹氩保护中包盖，专利CN113828764A公布了一种连铸中间包包盖及其吹气保护浇注方法，专利CN213916085UU公布了一种可安全测量中间包内钢水的中包盖，其在实际生产使用过程中均不能很好地根据中间包熔池分区控制调整冲击区（接钢孔区域）和稳流区（流钢孔、测温取样孔、安装孔区域）氩气吹入量，无法满足保护浇注的需要。

钢液在连铸生产过程中易发生降“Al、Ca”、增“N”，其主要表现就是保护浇注不到位所致，保护浇注不到位将使钢水二次氧化，致使轧后产品出现裂纹、夹杂物超标、探伤不合格等缺陷，同时降低钢液质量和流动性及合金元素回收率。为了降低浇注过程中包内钢液与空气接触发生氧化，中间包浇注多采取保护套管氩气密封、向中间包内添加覆盖剂、安装多孔砖吹氩方式，有利于防止二次氧化，但在实际使用过程中不可避免的因保护套管支撑装置变形导致密封效果变差、覆盖剂添加不足、氩气随钢液流动至结晶器内，导致铸坯皮下气泡等情况发生，给保护浇注带来一定困难。

发明内容

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种大转炉中包盖保护浇注技术，采用两组单独控制压力和流量的P型进气管；在开浇前开启吹氩操作，通过氩气填充中间包将空气排挤出去，使中间包熔池形成缺氧空间；中包盖和挡渣墙密切接触设置，使中包内熔池形成相对封闭空间，冲击区和浇注稳流区的流量单独控制互不干扰。

本发明进一步限定的技术方案是：

前所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，设定氩气纯度为99.55%-99.8%，密封氩气压力为4-8bar，吹氩装置流量为200-400l/min。

前所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，大包开浇前5-10分钟，通过P型进气管进行吹气操作，使氩气填满整个中包熔池，隔绝空气进入中间包。

前所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，当中包内钢液量达到设计容量，根据保护浇注需要进行实时调整，在钢液面上部形成稳定氩气密封氛围。

前所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，中包盖包括安装框架和侧面框架，安装框架嵌设于侧面框架内，安装框架设有两组P字型布设的P型进气管，P型进气管贯穿侧面框架且进气端位于侧面框架外部，其底部连接若干相互对称的吹氩出气管，吹氩出气管贯穿安装框架；两组P型进气管之间设有挡渣墙，挡渣墙上方设有凹槽，在中包熔池内形成两个独立空间。

前所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，安装框架上设有多个利于生产操作的孔，包括接钢孔、烘烤孔、测温取样孔、流钢孔、安装孔。

前所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，P型进气管外径为22mm、内径为18mm。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中包熔池两分区通过流量调节阀单独控制吹入氩气量，在实际使用过程中如发生个别氩气吹入孔堵塞，即通过其他吹氩孔增大出气量以达到同等效果，从而进一步提高钢液的纯净度，有效降低了钢液被二次氧化发生的可能，提高了钢水质量；

（2）本发明中由于P型进气管氩气的纯度高、流量大，在钢包开浇前可使氩气迅速填充至整个中间包熔池，以大幅的降低中包内空气残存；

（3）本发明中挡渣墙和中包盖密切衔接设置，在中包熔池内形成两个独立空间，避免两分区间氩气氛围因密闭不严造成窜气；

（4）本发明中中包内熔池分区可根据保护浇注需要实时调整氩气吹入量，更好满足保护浇注需要及防止钢液二次氧化的目的。

附图说明

图1为大转炉中包盖主视图；

图2为内部结构图；

图3为A区放大结构图；

图4为B区放大结构图；

图5为C-C剖视结构图；

图6 为D区放大结构图；

图7为P型进气管与吹氩出气管连接结构图；

图8为大转炉中包盖仰视图；

图9为E区放大结构图；

图10为F区放大结构图；

图11为侧剖结构图；

图12为G区放大结构图；

其中：1、安装框架；2、P型进气管；3、挡渣墙；4、侧面框架；5、接钢孔；6、烘烤孔；7、测温取样孔；8、流钢孔；9、安装孔一；10、安装孔二；11、吹氩出气管；12、凹槽。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种大转炉中包盖保护浇注技术，大包开浇前通过P型吹氩装置在中间包冲击区和浇注区，进行中间包氩气填充10min，氩气的纯度设置为99.5%-99.8%，氩气压力设置为4bar，流量设置为400l/min，生产过程持续吹氩；采用保护套管氩封保护的方式从钢包向中间包中浇注钢水，第一炉当中包吨位达到15t时，开始从测温孔加入覆盖剂≥150kg，20t时从套管孔加入覆盖剂≥200kg，后根据情况加入，但第一炉总加入量应≥400kg；当中包吨位稳定在生产所需吨位，大包钢水浇至80±10t时取样，并随机抽检5炉中包样与气体样。

中包盖包括安装框架1和侧面框架4，安装框架1嵌设于侧面框架4内，安装框架1设有两组P字型布设的P型进气管2，P型进气管2外径为22mm、内径为18mm。P型进气管2贯穿侧面框架4且进气端位于侧面框架4外部，其底部连接若干相互对称的吹氩出气管11，吹氩出气管11贯穿安装框架1；两组P型进气管2之间设有挡渣墙3，挡渣墙3上方设有凹槽12，在中包熔池内形成两个独立空间。安装框架1上设有多个利于生产操作的孔，包括接钢孔5、烘烤孔6、测温取样孔7、流钢孔8、安装孔9、10。

表1

通过P型进气管2进行吹气操作，使氩气填满整个中包熔池，隔绝空气进入中间包，使中间包熔池形成缺氧空间。中包盖和挡渣墙3密切接触设置，使中包内熔池形成相对封闭空间，冲击区和浇注稳流区的流量单独控制互不干扰。当中包内钢液量达到设计容量，根据保护浇注需要进行实时调整，在钢液面上部形成稳定氩气密封氛围。

进行对比精炼到连铸中间包增N试验，由表1可以看出，增N最高3ppm，最低0ppm，其余炉次增N量均在1-2ppm之间。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，大包开浇前通过螺旋吹氩装置在中间包冲击区域吹氩，进行中间包氩气填充8min，氩气的纯度设置为99.5%-99.8%，密封氩气压力设置为6bar，流量设置为300l/min，生产过程持续吹氩；采用保护套管氩封保护的方式从钢包向中间包中浇注钢水，第一炉当中包吨位达到15t时，开始从测温孔加入覆盖剂≥150kg，20t时从套管孔加入覆盖剂≥200kg，后根据情况加入，但第一炉总加入量应≥400kg；当中包吨位稳定在生产所需吨位，大包钢水浇至80±10t时取中包样。

表2

对比精炼到连铸中间包增N试验，由表2可以看出，增N均≤4ppm。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，大包开浇前通过螺旋吹氩装置在中间包冲击区域吹氩，进行中间包氩气填充5min，氩气的纯度设置为99.5%-99.8%，密封氩气压力设置为8bar，流量设置为200l/min，生产过程持续吹氩；采用保护套管氩封保护的方式从钢包向中间包中浇注钢水，第一炉当中包吨位达到15t时，开始从测温孔加入覆盖剂≥150kg，20t时从套管孔加入覆盖剂≥200kg，后根据情况加入，但第一炉总加入量应≥400kg；当中包吨位稳定在生产所需吨位，大包钢水浇至80±10t时取中包样。

表3

进行对比精炼到连铸中间包增N试验，由表3可以看出，增N量在1-3ppm之间。

综上可以看出，精炼到连铸中间包保护浇注生产过程中具有较低的增N发生率，但仍满足内控要求，即连铸工序增氮≤5ppm的需要。氩气的填充可以在中间包开浇之前迅速排挤出多余的空气，生产过程中在中间包钢液面上部形成稳定的氩气氛围，避免空气接触钢水，从而保证钢水在浇注时的纯净度。由于氩气的纯度较高，且压力和流量的分区单独控制设置使得钢水和空气接触的概率大大降低，从而可以提高钢水的纯净度，使得生产出的铸坯具有较好的内部质量。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种大转炉中包盖保护浇注技术，其特征在于：采用两组单独控制压力和流量的P型进气管（2）；在开浇前开启吹氩操作，通过氩气填充中间包将空气排挤出去，使中间包熔池形成缺氧空间；中包盖和挡渣墙（3）密切接触设置，使中包内熔池形成相对封闭空间，冲击区和浇注稳流区的流量单独控制互不干扰。

2.根据权利要求1所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，其特征在于：设定氩气纯度为99.55%-99.8%，密封氩气压力为4-8bar，吹氩装置流量为200-400l/min。

3.根据权利要求1所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，其特征在于：大包开浇前5-10分钟，通过P型进气管（2）进行吹气操作，使氩气填满整个中包熔池，隔绝空气进入中间包。

4.根据权利要求1所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，其特征在于：当中包内钢液量达到设计容量，根据保护浇注需要进行实时调整，在钢液面上部形成稳定氩气密封氛围。

5.根据权利要求1所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，其特征在于：中包盖包括安装框架（1）和侧面框架（4），所述安装框架（1）嵌设于所述侧面框架（4）内，所述安装框架（1）设有两组P字型布设的P型进气管（2），所述P型进气管（2）贯穿所述侧面框架（4）且进气端位于所述侧面框架（4）外部，其底部连接若干相互对称的吹氩出气管（11），所述吹氩出气管（11）贯穿所述安装框架（1）；两组所述P型进气管（2）之间设有挡渣墙（3），所述挡渣墙（3）上方设有凹槽（12），在中包熔池内形成两个独立空间。

6.根据权利要求5所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，其特征在于：所述安装框架（1）上设有多个利于生产操作的孔，包括接钢孔（5）、烘烤孔（6）、测温取样孔（7）、流钢孔（8）、安装孔。

7.根据权利要求5所述的一种大转炉中包盖保护浇注技术，其特征在于：所述P型进气管（2）外径为22mm、内径为18mm。

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