CN211248304U - 一种改进的铝脱氧钢用中间包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改进的铝脱氧钢用中间包,包括三层设计,从外到内依次为钢壳、永久层、工作层,工作层内部分为冲击区和熔池,冲击区位于中间包的上半部分,熔池位于中间包的下半部分,冲击区熔池之间设有挡墙,挡墙镶嵌在中间包工作层中;挡墙上设有导流孔,进行疏导进入冲击区的钢水。本实用新型可以消除钢水再污染,防止钢液二次氧化,保证铸坯质量的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于连铸技术领域,具体说是一种改进的铝脱氧钢用中间包。
背景技术
在传统的生产研究中,中间包的地位并不高,只是被视作一个连接钢包钢水并将其分配到结晶器的一个容器,完全忽略了钢水的二次氧化、夹杂物上浮、钢水流动状态等问题,无法保证铸坯质量的稳定性。
随着高质量品种钢、洁净钢的快速发展,对钢水质量要求日益严格,中间包越来越受到研究人员的重视。许多冶金工作者在中间包的冶金功能上作了大量研究,使其越来越成为一个独立的工艺设备,国外研究学者提出了“中间包冶金”的概念。总体而言,中间包作为冶金精炼反应器,应该具有如下功能:
(1)消除钢水再污染,防止钢液二次氧化,防止耐火材料侵蚀和钢包涡流卷渣。
(2)中间包钢水流动过程中,促使钢中夹杂物进一步去除,即尽力延长钢水平均停留时间,改善流动状态,防止击穿流,减少死区。
因此如何改进中间包,如何使钢水浇注过程中促进夹杂物上浮、防止钢水二次氧化等成了关键。
发明内容
为克服原有技术的不足,本实用新型提供一种改进的铝脱氧钢用中间包,中间包在钢水浇注过程中可以促进夹杂物上浮、防止钢水二次氧化、延长钢水停留时间、改善钢水流动状态等。
为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种改进的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,包括三层设计,从外到内依次为钢壳、永久层、工作层,工作层内部分为冲击区和熔池,冲击区位于中间包的上半部分,熔池位于中间包的下半部分,冲击区熔池之间设有挡墙,挡墙镶嵌在中间包工作层中;挡墙上设有导流孔,进行疏导进入冲击区的钢水。
所述熔池内部设有浇筑孔。
优选的,永久层和外层钢壳之间使用石棉板进行保温。石棉板的厚度为5-15mm。
优选的,永久层用高铝莫来石质浇注料浇筑,厚度为≥140mm。更优选的,永久层厚度为140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm、210mm、220mm或者上述任意二者组成的范围。工作层使用镁质干式料打结。镁质干式料中MgO含量≥85%,SiO2含量≤5%,均为重量百分比。
镁质干式料是一种不加液体结合剂与水的不定形耐火材料。施工后不必经过严格的养护,主要靠烘烤或使用时高温熔体的加热,使干式捣打料的热面烧结成整体,形成一层具有一定强度的致密工作层,由于使用中除工作层外,其余干式料仍为未烧结的紧密堆积结构。
优选的,冲击区侧壁工作层厚度≥120mm,其它区域侧壁工作层厚度40~50mm,底部厚度为50~70mm。优选的,冲击区侧壁厚度为120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm或者上述任意二者组成的范围。
优选的,中间包外层钢壳采用10~20mm厚钢板焊接。
优选的,冲击区内设有稳流器,稳流器底部厚度为100~120mm,其底部埋入工作层40~50mm。稳流器安装在中间包冲击区底部,用来稳定中间包水口区域钢水流动,防止残渣卷入钢水造成连铸抷内质量缺陷、堵塞问题,促进夹杂物上浮,减少钢水喷溅。
进一步的,中间包冲击区和熔池之间用当墙隔开,挡墙采用U型或V型设计,挡墙镶嵌在工作层中,镶嵌深度40~50mm,挡墙上有2~4个孔,挡墙与中间包冲击区底部呈80~88度夹角(这个夹角是面与面的夹角,U型挡墙可以理解为左、中、右三面挡墙与冲击区底部均呈80~88度夹角,V型挡墙可以理解为左、右两面挡墙与冲击区底部均呈80~88度夹角)。挡墙镶嵌向冲击区倾斜,挡墙依靠自身重力抵消一部分钢水冲击,保证中间包挡墙的牢固,不必使用其它方法进行加固,结构简单。
稳流器和挡墙均采用高镁质耐材,MgO含量≥85%,挡墙上的孔,从冲击区到熔池有15~25度的上扬角度。挡墙采用U型或V型设计,挡墙上开孔,并带有一定的上扬角度,可以很好的改善中间包内流程的均匀性,减少死区,增加钢水在中间包内的停留时间,促进钢水夹杂物的上浮。(实施例1为U型挡墙,实施例4为V型挡墙)。
稳流器和挡墙使用的高镁质耐材,是镁质浇注料,是由电熔镁砂或烧结镁砂骨料及其细粉配制而成,结合剂采用方镁石水泥、氯化镁、硫酸镁、水玻璃、水聚磷酸盐等,需要浇注成型。
本实用新型的工作原理及有益效果表现在:
使用高镁质耐材,控制其MgO含量≥85%,SiO2含量≤5%,在铝脱氧浇注过程中,可以有效的避免钢中的铝与中包耐材中的SiO2反应,避免中包向钢中传氧。消除钢水再污染,防止钢液二次氧化,防止耐火材料侵蚀和钢包涡流卷渣。
挡墙镶嵌在中间包工作层中,与中间包底部呈80~88度角,向冲击区倾斜,挡墙依靠自身重力抵消一部分钢水冲击,保证中包挡墙的牢固,不必使用其它方法进行加固,结构简单。适合小型中间包使用。
采用U型或V型挡墙,挡墙上开孔,并带有一定的上扬角度,可以很好的改善中间包内流程的均匀性,减少死区,增加钢水在中间包内的停留时间,促进钢水夹杂物的上浮。中间包钢水流动过程中,促使钢中夹杂物进一步去除,即尽力延长钢水平均停留时间,改善流动状态,防止击穿流,减少死区。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的改进的铝脱氧钢用中间包的示意图。
图2为实施例1的挡墙的中间部分。
图3为实施例1的挡墙的开孔部分。
图4为实施例1的稳流器剖面图。
图5为本实用新型实施例4的改进的铝脱氧钢用中间包的示意图。
图6为实施例4的挡墙的开孔部分。
图7为实施例4的稳流器剖面图。
图中,1-外层钢壳,2-石棉板,3-永久层,4-工作层,5-稳流器,6-挡墙,7-导流孔,8-浇注孔。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明,但本发明并不局限于此。
实施例1
如图1、2、3、4所示,一种改进的铝脱氧钢用中间包,它包括1外层钢壳,2石棉隔热板,3高铝莫来石质浇注料永久层,4镁质干式料打结工作层,5中间包稳流器,6中间包挡墙。从外到内依次为钢壳、永久层、工作层,工作层内部分为冲击区和熔池,冲击区位于中间包的上半部分,熔池位于中间包的下半部分,所述熔池内部设有浇筑孔。冲击区熔池之间设有挡墙,挡墙镶嵌在中间包工作层中;挡墙上设有导流孔,进行疏导进入冲击区的钢水。
上述中间包外层钢壳采用20mm厚钢板焊接,永久层和外层钢壳之间、钢壳内侧铺设10mm厚石棉板。
永久层用高铝莫来石质浇注料浇筑,包底永久层砌筑:先安装好座砖模定位后,再打结包底。将搅匀的料倒入中间包内,边加边用振动棒进行振动,底部永久层厚度170mm;
包壁永久层砌筑:浇筑好包底后,自然养生后,浇筑包壁永久层。将中间包模具放入中间包内,调整好胎模与包壁的距离,使四周空隙相等,侧壁永久层厚度140mm,用振动棒振动,保证打结均匀、密实。(这里的“侧壁永久层厚度”是中包四周永久层的厚度)
包壁浇筑完毕,自然养生24小时后,方可进行脱模,脱模后需再自然养生48小时。
工作层使用镁质干式料打结,镁质干式料中MgO含量≥85%,SiO2含量≤5%,均为重量百分比。将中间包内的杂物清扫干净,座砖周围用涂抹料填实。将干式料倒入包底,铺平踏实,底部工作层厚度控制在60mm,预留挡墙和稳流器安装位。
把胎膜放入中间包内,调整好间隙,使其达到规定要求的50mm,冲击区周围120mm(即冲击区侧壁工作层厚度≥120mm,其它区域侧壁工作层厚度40~50mm,底部厚度为50~70mm。)。将干式料放入胎膜与永久层之间,捣实并多次重复该过程,直到达到要求的高度。以上工作完成后,即可进行烘烤,注意烘烤温度不能太高,外膜外壁温度不能高于240℃,烘烤时间:1.5小时,烘烤完毕,做适当冷却后即可脱模。
稳流器和挡墙单独制作,稳流器和挡墙均采用高镁质耐材,MgO含量≥85%。挡墙镶嵌在工作层中,镶嵌深度50mm,稳流器底部厚度为110mm。挡墙采用U型设计,中下部开4个孔,挡墙与中间包冲击区底部呈85度夹角。下部孔的上扬角度为20度,上部孔的上扬角度为15度。中间包工作层打结完毕后,安装稳流器和挡墙,缝隙使用涂抹料填补。
实施例2
其他同实施例1,不同之处在于:
中间包外层钢壳采用10mm厚钢板焊接,内侧铺设12mm厚石棉板。
永久层用高铝莫来石质浇注料浇筑,厚度为200mm。
冲击区侧壁工作层厚度140mm,其它区域侧壁厚度45mm,底部厚度为55mm。
冲击区内设有稳流器,稳流器底部厚度为120mm,其底部埋入工作层55mm。
中间包冲击区和熔池之间用当墙隔开,挡墙采用U型,挡墙镶嵌在工作层中,镶嵌深度55mm,挡墙上有2个孔,挡墙与中间包冲击区底部呈80度夹角。
挡墙上的孔,从冲击区到熔池有20度的上扬角度。
实施例3
其他同实施例1,不同之处在于:
中间包外层钢壳采用12mm厚钢板焊接,内侧铺设15mm厚石棉板。
永久层用高铝莫来石质浇注料浇筑,厚度为220mm。
冲击区侧壁厚度160mm,其它区域侧壁厚度40mm,底部厚度为60mm。
冲击区内设有稳流器,稳流器底部厚度为100mm,其底部埋入工作层40mm。
中间包冲击区和熔池之间用当墙隔开,挡墙采用U型,挡墙镶嵌在工作层中,镶嵌深度40mm,挡墙上有4个孔,挡墙与中间包冲击区底部呈83度夹角。
挡墙上的孔,从冲击区到熔池有22度的上扬角度。
实施例4
如图5、6、7所示,一种改进的铝脱氧钢用中间包,它包括1外层钢壳,2石棉隔热板,3高铝莫来石质浇注料永久层,4镁质干式料打结工作层,5中间包稳流器,6中间包挡墙。从外到内依次为钢壳、永久层、工作层,工作层内部分为冲击区和熔池,冲击区位于中间包的上半部分,熔池位于中间包的下半部分,冲击区熔池之间设有挡墙,挡墙镶嵌在中间包工作层中;挡墙上设有导流孔,进行疏导进入冲击区的钢水。
上述中间包外层钢壳采用15mm厚钢板焊接,内侧铺设15mm后石棉板。
永久层用高铝莫来石质浇注料浇筑,包底永久层砌筑:先安装好座砖模定位后,再打结包底。将搅匀的料倒入中间包内,边加边用振动棒进行振动,底部永久层厚度180mm;包壁永久层砌筑:浇筑好包底后,自然养生后,浇筑包壁永久层。将中间包模具放入中间包内,调整好胎模与包壁的距离,使四周空隙相等,侧壁永久层厚度150mm,用振动棒振动,保证打结均匀、密实。
包壁浇筑完毕,自然养生24小时后,方可进行脱模,脱模后需再自然养生48小时。
工作层打结,将中间包内的杂物清扫干净,座砖周围用涂抹料填实。将干式料倒入包底,铺平踏实,厚度控制在55mm,预留挡墙和稳流器安装位。把胎膜放入中间包内,调整好间隙,使其达到规定要求的50mm,冲击区周围130mm。将干式料放入胎膜与永久层之间,捣实并多次重复该过程,直到达到要求的高度。以上工作完成后,即可进行烘烤,注意烘烤温度不能太高,外膜外壁温度不能高于240℃,烘烤时间:1.5小时,烘烤完毕,做适当冷却后即可脱模。
稳流器和挡墙单独制作,挡墙采用V型设计,下部开2个孔,左侧、右侧各一个,孔的上扬角度为15度。中间包工作层打结完毕后,安装稳流器和挡墙,缝隙使用涂抹料填补。
Claims (10)
1.一种改进的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,
包括三层设计,从外到内依次为钢壳、永久层、工作层,
工作层内部分为冲击区和熔池,
冲击区位于中间包的上半部分,熔池位于中间包的下半部分,
冲击区和熔池之间设有挡墙,挡墙镶嵌在中间包工作层中;
挡墙上设有导流孔。
2.如权利要求1所述的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,所述熔池内部设有浇筑孔。
3.如权利要求1所述的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,永久层和外层钢壳之间设置石棉板;石棉板的厚度为5-15mm。
4.如权利要求1所述的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,永久层用高铝莫来石质浇注料浇筑,厚度为≥140mm。
5.如权利要求1所述的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,工作层使用镁质干式料打结;镁质干式料中MgO含量≥85%,SiO2含量≤5%,均为重量百分比。
6.如权利要求1所述的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,冲击区侧壁工作层厚度≥120mm,其它区域侧壁工作层厚度40~50mm,底部厚度为50~70mm。
7.如权利要求1所述的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,中间包外层钢壳采用10~20mm厚钢板焊接。
8.如权利要求1所述的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,冲击区内设有稳流器,稳流器底部厚度为100~120mm,其底部埋入工作层40~50mm。
9.如权利要求1所述的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,中间包冲击区和熔池之间用当墙隔开,挡墙采用U型或V型设计,挡墙镶嵌在工作层中,镶嵌深度40~50mm,挡墙上有2~4个孔,挡墙与中间包冲击区底部呈80~88度夹角。
10.如权利要求9所述的铝脱氧钢用中间包,其特征在于,稳流器和挡墙均采用高镁质耐材,MgO含量≥85%;
挡墙上的孔,从冲击区到熔池有15~25度的上扬角度。
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