CN117862430A - 一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置，包括导流吹气皿，导流吹气皿呈腔体结构，导流吹气皿设置在中间包的长水口下方，并且导流吹气皿的底部与中间包固定连接，导流吹气皿的顶部开口，中间包的长水口的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合。本发明的优点是：中间包的长水口的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合，导流吹气皿的内底部固定连接有导向锥，导向锥呈四棱锥结构，导向锥的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合，实现将通过中间包的长水口的注流导向四周，流经吹气管的上方；导向锥和吹气管作用下，钢流冲击下气泡被打碎形成小气泡弥散分布于钢液中，小气泡裹挟着夹杂物上浮到液面，融入覆盖剂，提高了去除钢液夹杂物。

Description

一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置及方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金中的金属精炼技术领域，尤其涉及一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置及方法。

背景技术

在钢液内含有三氧化二铝等高熔点夹杂物，绝大部分夹杂物的尺寸小于50微米，这种小尺寸的夹杂物不易上浮。尽管在精炼时采用了各种方法，但通常在浇注时钢液中夹杂物含量仍较高，不仅有时造成浇注水口的堵塞，更为严重的是夹杂物严重降低了钢材的使用性能，甚至导致钢材报废，尤其对于一些对夹杂物种类和含量要求十分严格的钢种，对夹杂物的控制很困难。因此，如何将钢液中的夹杂物含量降低到理想水平，始终是冶金工作者的主要研究工作内容。

目前，在连铸中间包内去除钢液中非金属夹杂物的方法是在中间包使用坝和堰等方法，这些方法的效果有限，因而需要更多的在中间包去除钢液中夹杂物的工艺方法。

公告号为CN1082618A，发明专利名称为“吸附过滤法去除连铸钢液中夹杂物”，特征是一种在连铸中间包内吸附过滤去脱钢液中非金属夹杂物的方法，将具有化学反应活性的填料密集堆积在中间包内两垂直挡墙之间形成填料固定床，钢液流经时，其中的夹杂物被床层的化学及物理的吸附作用和机械拦阻作用所去除，该方法特别适用于处理量大，杂质含量较高的钢液净化。公告号为CN2623382，发明专利名称为“金属液体夹杂物清洁器”包括本体、电磁搅拌器；本体被一隔离墙分割成第一、第二容器，其间设有通道将两容器连通；电磁搅拌器环设于第一容器外端侧，给第一容器中的金属液体施加切线方向的电磁感应力，使液体金属水平旋转，非金属夹杂物会向熔体中部迁移、聚集长大，被吸收入覆盖剂，其余吸附在浸入式排出管的外壁上，并随排出管拔出而排除；经过搅拌净化的金属液体流入第二容器，最终流入到结晶器；能基本清除大尺寸非金属夹杂物，如颗粒大于＞10μm的脱氧产物、炉渣及耐火材料夹杂。

上述专利存在的不足是:“吸附过滤法去除连铸钢液中夹杂物”只能对杂质含量较高的钢液进行有限度地净化，不能对夹杂物含量已经较低的钢液进一步净化，另外，填料很快升温到钢液温度，吸附夹杂的能力会大大降低，还有填料不能重复利用，造成使用成本高等问题；“金属液体夹杂物清洁器”只能清除颗粒大于＞50μm的脱氧产物、炉渣及耐火材料夹杂，且存在设备复杂，操作难度大，难于实施的缺点；二者都不适用于对洁净度要求较高的钢种，而当前绝大部分钢种都要求钢材有较低的夹杂物含量，因而二者均不适用于大多数钢种，不具备大规模推广的价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置及方法，能够方便有效地在中间包内去除钢液中夹杂物。。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置，包括导流吹气皿，导流吹气皿呈腔体结构，导流吹气皿设置在中间包的长水口下方，并且导流吹气皿的底部与中间包固定连接，导流吹气皿的顶部开口，中间包的长水口的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合。

导流吹气皿的内底部固定连接有导向锥，导向锥呈四棱锥结构，导向锥的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合，导向锥的四周均匀分布吹气管，吹气管贯穿导向锥和中间包，吹气管与氩气起源连接。

导向锥的顶角为：30°～170°，导向锥的垂直高度为10～500mm。

导流吹气皿的外部高度为：100～600mm、长度为：200～900mm、宽度为：200～800mm，导流吹气皿的壁厚为：10～150mm，导流吹气皿的顶部开口的长度为：300～700mm。

一种在中间包内去除钢液中夹杂物的方法，具体包括以下步骤：

S1、氩气由吹气管吹入；

S2、连铸开浇，钢液通过中间包的长水口的注流，在导向锥作用下，流经吹气管的上方；

S3、钢流冲击下，气泡被打碎形成小气泡，弥散分布于钢液中，形成“钢液气泡流”，小气泡裹挟着夹杂物上浮到液面融入覆盖剂，气泡在覆盖剂内聚合形成大气泡排出；

S4、被净化的钢液通过中间包的浸入式水口流出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、中间包的长水口的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合，导流吹气皿的内底部固定连接有导向锥，导向锥呈四棱锥结构，导向锥的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合，实现将通过中间包的长水口的注流导向四周，流经吹气管的上方；

2、浇注过程中，导向锥和吹气管作用下，钢流冲击下气泡被打碎形成小气泡弥散分布于钢液中，气泡数量增加数倍，实现与夹杂物接触的机率增加，小气泡裹挟着夹杂物上浮到液面，融入覆盖剂，提高了去除钢液夹杂物，结构简便、易于维护，使用成本低。

附图说明

图1是在中间包内去除钢液中夹杂物的装置结构示意图。

图2是导流吹气皿结构示意图。

图中：1-导流吹气皿 2-吹气管 3-导向锥 4-气泡 5-覆盖剂 6-长水口 7-中间包8-浸入式水口。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置，包括导流吹气皿1，见图1，见图2，形状为长方体，导流吹气皿1的顶部开口用于接纳注流，导流吹气皿1设置在中间包的长水口6下方，并且导流吹气皿1的底部与中间包7固定连接，导流吹气皿1的顶部开口，中间包的长水口6的中心轴与导流吹气皿1的中心轴重合；导流吹气皿1的内底部固定连接有导向锥3，导向锥3呈四棱锥结构，导向锥3的中心轴与导流吹气皿1的中心轴重合，导向锥3与导流吹气皿1的四壁之间均匀布置有流经吹气管2，吹气管2贯穿导向锥3和中间包7，导流吹气皿1的外部高度为：100～600mm、外部长度为：200～900mm、外部宽度为：200～800mm，导流吹气皿1的壁厚为：10～150mm，导流吹气皿1的开口的长度为：300～700mm；导向锥3的顶角为：30°～170°，导向锥3的垂直高度为：10～500mm。

一种在中间包7内去除钢液中夹杂物的方法，具体包括以下步骤：

S1、将氩气气源与吹气管2接通，氩气由吹气管2吹入；

S2、连铸开浇，钢液通过中间包的长水口6的注流，在导向锥3作用下，流经吹气管2的上方；

S3、钢流冲击下，气泡4被打碎形成小气泡4，弥散分布于钢液中，形成“钢液气泡4流”，小气泡4裹挟着夹杂物上浮到液面融入覆盖剂5，气泡4在覆盖剂5内聚合形成大气泡4排出；

S4、被净化的钢液通过中间包7的浸入式水口8流出，连铸得到连铸坯。

工作过程：

将导流吹气皿1砌筑在中间包7底部，将吹气管2与氩气气源接通，氩气由吹气管2吹入。浇注过程中，来自中间包的长水口6的注流在导向锥3作用下，流经吹气管2的上方，钢流冲击下气泡4被打碎形成小气泡4弥散分布于钢液中，形成“钢液气泡4流”，因气泡4数量增加数倍，所以与夹杂物接触的机率大大增加；从导流吹气皿1流出的钢液向液面流动，这些小气泡4随着钢流上浮至液面；小气泡4裹挟着夹杂物上浮到液面，并融入覆盖剂5，气泡4在覆盖剂5内聚合形成大气泡4排出。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

重轨钢U71Mn的中间包7净化处理，具体内容如下：

1、制备导流吹气皿1，砌筑在中间包7底部，烘烤中间包7；导流吹气皿1的外部高度为300m、外部长度和宽度均为700mm，导流吹气皿1的壁厚为100mm，导流吹气皿1的开口的边长：380mm；导流锥的锥顶角为100°，导流锥的高度为50mm；

2.将吹气管2与氩气气源接通；

3.连铸开浇，来自中间包的长水口6的注流在导向锥3作用下，流经吹气管2的上方；

4.钢流冲击下气泡4被打碎形成小气泡4，弥散分布于钢液中，小气泡4裹挟着夹杂物上浮到液面融入覆盖剂5，气泡4在覆盖剂5内聚合形成大气泡4排出；

5.被净化的钢液流出中间包7，连铸得到连铸坯。

经检测，与常规浇注方法相比，铸坯中标志纯净度的全氧含量降低。

【实施例2】

普碳钢Q235B的中间包7纯净化处理，具体内容如下：

1、制备导流吹气皿1，砌筑在中间包7底部，烘烤中间包7；导流吹气皿1的外部高度为350mm、外部长度和宽度均为780mm，导流吹气皿1的壁厚为90mm，导流吹气皿1的开口的边长：4000mm；导流锥的锥顶角为110°，锥体高度为40mm；

2、将吹气管2与氩气气源接通；

3、连铸开浇，来自中间包的长水口6的注流在导向锥3作用下，流经吹气管2的上方；

4、钢流冲击下气泡4被打碎形成小气泡4，弥散分布于钢液中，小气泡4裹挟着夹杂物上浮到液面融入覆盖剂5，气泡4在覆盖剂5内聚合形成大气泡4排出；

5、被纯净化的钢液流出中间包7，连铸得到连铸坯。

经检测，与常规浇注方法相比，铸坯中标志纯净度的全氧含量降低。

本发明中间包的长水口的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合，导流吹气皿的内底部固定连接有导向锥，导向锥呈四棱锥结构，导向锥的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合，实现将通过中间包的长水口的注流导向四周，流经吹气管的上方；浇注过程中，导向锥和吹气管作用下，钢流冲击下气泡被打碎形成小气泡弥散分布于钢液中，气泡数量增加数倍，实现与夹杂物接触的机率增加，小气泡裹挟着夹杂物上浮到液面，融入覆盖剂，提高了去除钢液夹杂物，结构简便、易于维护，使用成本低。

Claims (5)

1.一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置，其特征在于，包括导流吹气皿，导流吹气皿呈腔体结构，导流吹气皿设置在中间包的长水口下方，并且导流吹气皿的底部与中间包固定连接，导流吹气皿的顶部开口，中间包的长水口的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合。

2.根据权利要求1所述的一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置，其特征在于，所述的导流吹气皿的内底部固定连接有导向锥，导向锥呈四棱锥结构，导向锥的中心轴与导流吹气皿的中心轴重合，导向锥的四周均匀分布吹气管，吹气管贯穿导向锥和中间包，吹气管与氩气起源连接。

3.根据权利要求2所述的一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置，其特征在于，所述的导向锥的顶角为：30°～170°，导向锥的垂直高度为10～500mm。

4.根据权利要求3所述的一种在中间包内去除钢液中夹杂物的装置，其特征在于，所述的导流吹气皿的外部高度为：100～600mm、长度为：200～900mm、宽度为：200～800mm，导流吹气皿的壁厚为：10～150mm，导流吹气皿的顶部开口的长度为：300～700mm。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的装置用于一种在中间包内去除钢液中夹杂物的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、氩气由吹气管吹入；

S2、连铸开浇，钢液通过中间包的长水口的注流，在导向锥作用下，流经吹气管的上方；

S3、钢流冲击下，气泡被打碎形成小气泡，弥散分布于钢液中，形成“钢液气泡流”，小气泡裹挟着夹杂物上浮到液面融入覆盖剂，气泡在覆盖剂内聚合形成大气泡排出；

S4、被净化的钢液通过中间包的浸入式水口流出。