CN1810417A - 一种带有加热出钢装置的钢包及其出钢方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有加热出钢装置的钢包及其出钢方法，在钢包底部的铁皮内设有炉底耐火材料层，在炉底耐火材料层内设有下座砖，钢包底部设有出钢装置，出钢装置由设置在下座砖内的上水口、滑板和下水口组成，铁皮与上水口接触处设有耐火材料或金属物，在钢包底部出钢装置的周围设置电磁感应加热线圈，电磁感应加热线圈通过导线与加热电源连接。出钢方法为：使用上述的钢包，出钢开始时，在电磁感应加热线圈内通入电流，使出钢的空间内的凝固铁熔化从而顺利出钢。本发明解决目前钢包出钢时，钢包底部出钢口处钢水凝固而造成出钢不畅，且引流剂给钢水带来污染等方面存在的问题。它操作安全简单，避免钢水浪费，降低生产成本，有利于生产洁净钢。
Description
一、技术领域：本发明涉及一种出钢用的钢包，特别是一种钢连铸过程中带加热出钢装置的钢包及其出钢方法，属于冶金生产领域。
二、背景技术：在实际的炼钢生产中，控制钢包出钢过程的方法主要有两种，塞棒系统和滑动水口系统。目前，钢包出钢控制系统已从传统的塞棒系统转为滑动水口系统。滑动水口是炼钢的浇钢过程中控制钢包钢水卸出的“阀门”，主要由上下两块或三块带孔的滑板组合而成，调节这些滑板通孔的相对位置(滑板在浇钢过程中不断地滑动)而实现对钢液流量的控制。滑动水口装置与塞棒系统相比，具有装卸方便、钢水温降小、便于钢水精炼处理、能准确控制钢水浇速、钢包周转快、耐火材料消耗小等优点。现代炼铁厂大部分采用滑动水口系统，但是与塞棒式系统相比，由于钢包底部距离滑板的出钢空间狭长，钢水变得容易凝固。所以，以往在使用滑动水口装置时，为避免凝钢，在从钢包底部到滑动水口上部的狭小空间里，一般都要加入高熔点的粉状氧化物(如铬砂等)作为引流剂。当水口的滑板打开后，钢水能随引流剂的流出而自动流出，通常称之为自动开浇(自动开浇率是钢水出流的重要指标)。然而，在实际生产中，引流剂在高温时会受热膨胀，引流剂热膨胀较高时，所引起的应力会使填料和滑动水口竖直内表面之间的摩擦力增大，此时即使打开滑动水口，也无法流出引流剂，钢水也就不能顺利流出。这就妨碍了自由开浇，严重时出现水口阻塞而不能正常开浇，造成断浇或断流的事故。这时可以用烧氧的方法引流，即从钢包底部插入氧管进行熔解的作业。但这样会造成钢水的污染和流失，有时烧氧也不能奏效，甚至会发生冻包事故。同时，这种作业是非常危险的，而且费时、增加了生产成本。另一方面，即使滑动水口完全打开，填充引流剂而顺利开浇的情况下，仍然有少量的钢(数％)无法正常排出。而且，作为引流剂的氧化物粉末污染了钢水，使制造高级洁净钢的变得困难。
目前，在滑动水口系统中虽在许多方面已有所改进，如改进引流剂质量、改善吹气系统结构等。但是，水口堵塞仍是未能完全解决的问题之一，近年来防止水口堵塞已成为当务之急。
三、发明内容：
1、发明目的：本发明提供了一种新型钢包出钢装置，其目的是解决目前钢包出钢时，钢包底部出钢口处钢水凝固而造成出钢不畅，且引流剂给钢水带来污染等方面存在的问题。
2、技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种带有加热出钢装置的钢包，在钢包底部的铁皮内设有炉底耐火材料层，在炉底耐火材料层内设有下座砖，钢包底部设有出钢装置，出钢装置由设置在下座砖内的上水口、滑板和下水口组成，铁皮与上水口接触处设有耐火材料或金属物，其特征是：在钢包底部出钢装置的周围设置电磁感应加热线圈，电磁感应加热线圈通过导线与加热电源连接。
电磁感应加热线圈设置在钢包底部的上水口周围由耐火材料制成的下座砖内。
电磁感应加热线圈由10匝直径Φ250mm～Φ300mm，高100mm的铜线圈组成。
在钢包底部到滑板间充填碳粉和铁粒或两者的混合物，取代传统的引流剂。
填充物为铁粒覆盖在碳粉上，或铁粒和碳粉的混合物覆盖在碳粉上，其中铁粒与碳粉的体积比为1∶1～3。
一种带有加热出钢装置的钢包的出钢方法，其特征是：使用权利要求1的钢包，出钢开始时，在电磁感应加热线圈内通入电流，使出钢的空间内的凝钢熔化从而顺利出钢。
当铁粒体积为3200cm3，在电磁感应加热线圈内通入频率为20KHz，强度为2000A的交流电，通过电磁感应加热线圈熔化其内侧的凝钢，通电开始30s后顺利出钢。
在感应加热熔化后的钢水中加入碳增加钢水的流动性，碳浓度为1％以上。
3、优点及效果：通过本发明技术方案的实施，能够很好地解决目前钢包出钢时，钢包底部出钢口处钢水凝固而造成出钢不畅，且引流剂给钢水带来污染等方面存在的问题。本发明通过电磁感应加热技术，迅速熔化已凝固的钢水，维持钢水的熔融状态，达到顺利出钢的目的。而且，本发明通过在钢包底部到滑板间充填碳粉和铁粒或两者的混合物，取代传统添加引流剂的方法，彻底解决滑动水口装置的断浇或断流的事故(由钢包出钢不畅引起的)。当滑动水口打开后，100％的钢能顺利排出，达到顺利浇钢的目的，而且不使用会带来钢水污染的引流剂，避免了钢水的污染。本发明操作安全简单，避免钢水浪费，降低生产成本，并且有利于生产高洁净钢。
四、附图说明：附图1为本发明电磁感应钢包出钢装置结构示意图。
五、具体实施方式：
图中：1.电磁感应线圈；2.下座砖；3.铁皮；4.耐火材料或金属物；5.上水口；6.滑板(耐火材料)；7.炉底耐火材料；8.下水口；9.导线；10.加热电源。
本发明一种带有加热出钢装置的钢包，它是在钢包底部到滑动出水口上部的狭小空间内的耐火材料层内设置电磁感应加热线圈，电磁感应加热线圈通过导线与加热电源连接，钢包出钢时发生凝固，在电磁感应加热线圈内通入电流，使线圈内侧的凝钢完全熔化，当出水口处滑板打开后，100％的钢就能顺利排出。
本发明为避免电磁感应对设置在感应线圈下方附近的滑动水口的金属物体的影响，可以采用在影响范围内填充碳粉，使需要熔化的部位远离金属物(金属物也就远离感应线圈)的方法。在这种情况下，为防止碳粉上浮，可以在碳粉表面覆盖铁粒。为确保电磁感应下钢水的流动性，可以使用含碳量高的铁粒或铁粒和碳粉的混合物。
实施例1：
如图1所示，本发明一种带有加热出钢装置的钢包，在钢包底部的铁皮3内设有炉底耐火材料层7，在炉底耐火材料层7内设有下座砖2，下座砖2由耐火材料制成，钢包底部设有出钢装置，出钢装置由设置在下座砖2内的上水口5，上水口5下为下水口8，上水口5和下水口8间设有滑板6，铁皮3与出钢装置接触处设有耐火材料层4，耐火材料层4也可以由金属材料制成，在钢包底部出钢装置的上水口5周围的下座砖2内设置电磁感应加热线圈1，电磁感应加热线圈1通过导线9与加热电源10连接。
炼钢生产过程中，钢包内钢水质量为350t，包内钢水温度为1630℃，钢水的化学组成如表1所示。
表1 单位：(质量％)
| C | Si | Mn | P | S | Al | 余量 |
| 0.05 | 微量 | 0.25 | 0.0013 | 0.0008 | 0.030 | 铁及杂质 |
从钢包底部到滑板间，预先在耐火材料中设置了电磁感应加热线圈。电磁感应加热线圈由10匝直径Φ250mm～Φ300mm，高100mm的铜线圈组成，电磁感应加热线圈通过导线与外部的加热电源连接。下座砖和上水口内放置的铁粒和碳粉各占约一半体积，而且铁粒覆盖在碳粉上面，它们的体积比按1∶1取。本实施例中铁粒体积约为3200cm3。为保证出钢时为良好的熔融状态，在电磁感应加热线圈内通入频率为20KHz，强度为2000A的交流电，通过电磁感应加热线圈熔化线圈内侧的凝钢，通电开始后30s就可顺利出钢。
Claims (7)
1、一种带有加热出钢装置的钢包，在钢包底部的铁皮(3)内设有炉底耐火材料层(7)，在炉底耐火材料层(7)内设有下座砖(2)，钢包底部设有出钢装置，出钢装置由设置在下座砖(2)内的上水口(5)、滑板(6)和下水口(8)组成，铁皮(3)与上水口接触处设有耐火材料或金属物(4)，其特征是：在钢包底部出钢装置的周围设置电磁感应加热线圈(1)，电磁感应加热线圈(1)通过导线(9)与加热电源(10)连接。
2、根据权利要求1中所述的一种带有加热出钢装置的钢包，其特征是：电磁感应加热线圈(1)设置在钢包底部的上水口(5)周围由耐火材料制成的下座砖(2)内。
3、根据权利要求1中所述的一种带有加热出钢装置的钢包，其特征是：电磁感应加热线圈(1)由10匝直径Ф250mm～Ф300mm，高100mm的铜线圈组成。
4、一种带有加热出钢装置的钢包的出钢方法，其特征是：使用权利要求1的钢包，出钢开始时，在电磁感应加热线圈内通入电流，使钢包底部到滑动水口上部的出钢空间内的凝钢熔化从而顺利出钢。
5、根据权利要求4中所述的一种带有加热出钢装置的钢包的出钢方法，其特征是：预先在出钢口处的下座砖(2)和上水口(5)内充填碳粉和铁粒或两者的混合物替代氧化物粉末填充物。
6、根据权利要求4中所述的一种带有加热出钢装置的钢包的出钢方法，其特征是：填充物为铁粒覆盖在碳粉上，或铁粒和碳粉的混合物覆盖在碳粉上，其中铁粒与碳粉的体积比为1∶1～3。
7、根据权利要求4中所述的一种带有加热出钢装置的钢包，其特征是：在感应加热熔化后的钢水中加入碳增加钢水的流动性，碳浓度为1％以上。
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