一種通道式感應(yīng)加熱中間包及其澆鑄方法
【專利摘要】一種通道式感應(yīng)加熱中間包及其澆鑄方法，該中間包包括，中間包本體，其內(nèi)用耐材分隔形成可接收大包鋼水的承鋼腔和澆鑄鋼水的澆鋼腔，耐材下部中平行設(shè)置至少兩根將承鋼腔和澆鋼腔連通的通道；通道水平高度低于中間包本體內(nèi)腔高度的三分之一；感應(yīng)加熱器，感應(yīng)線圈穿過上述兩根通道之間；至少兩根吹氣管，設(shè)置于中間包本體耐材中，吹氣管出口對(duì)應(yīng)設(shè)置于上述通道位于承鋼腔側(cè)的進(jìn)口端。本發(fā)明能夠應(yīng)用在連鑄全過程中去除夾雜物及均勻鋼水溫度。
【專利說明】一種通道式感應(yīng)加熱中間包及其澆鑄方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連鑄領(lǐng)域，特別涉及一種通道式感應(yīng)加熱中間包及其澆鑄方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在連續(xù)鑄鋼技術(shù)發(fā)展的初期，中間包只是作為鋼水的儲(chǔ)存和分配器來使用。隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展和對(duì)鑄坯質(zhì)量要求的不斷提高，鋼水質(zhì)量對(duì)連鑄工藝的重要意義漸漸為人們所認(rèn)識(shí)。為了保證連鑄工序的順行和多爐連澆，必須確保鋼水有足夠的純凈度，要盡可能精確地控制鋼水的成分范圍，并要在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定的鋼水溫度和過熱度。因此，作為鋼的冶煉過程中的最后一個(gè)耐火材料容器，而且是由間歇操作轉(zhuǎn)向連續(xù)操作的銜接點(diǎn)，中間包的作用是不可忽視的。它除了穩(wěn)定注流、實(shí)現(xiàn)多爐連澆外，更重要的是起到促進(jìn)夾雜物的上浮排除和純潔鋼水的重要作用。
[0003]在連鑄生產(chǎn)過程中，尤其需要嚴(yán)格控制鋼水的過熱度，希望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的低溫澆注。但當(dāng)鋼水過熱度降低到一定溫度時(shí)，包括鋼水帶入流渣等因素會(huì)使連鑄坯的夾雜物缺陷大大增加；如果鋼水過熱度再繼續(xù)降低，鋼水就有凍結(jié)在浸入式水口中的危險(xiǎn)，反之，若鋼水的過熱度太高，則鑄坯內(nèi)就會(huì)生成非等軸的粗晶粒組織，而且偏析嚴(yán)重。因此，為了同時(shí)消除或減少連鑄坯內(nèi)的偏析和夾雜物等缺陷，必須將中間包內(nèi)的鋼水溫度控制在很窄的范圍內(nèi)，而在中間包增設(shè)加熱裝置后，通過加熱裝置對(duì)鋼水供熱，就能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的低溫澆注。
[0004]近年逐步推廣應(yīng)用的中間包通道式感應(yīng)加熱裝置正式一種中間包溫度補(bǔ)償和夾雜物去除的最有效的手段。
[0005]傳統(tǒng)布置的中間包通道式感應(yīng)加熱裝置，感應(yīng)線圈布置于接收大包鋼水的承鋼腔和中間包澆鑄腔之間，感應(yīng)線圈沿大包長(zhǎng)水口(大包水口受鋼器)澆鑄方向中心線布置,感應(yīng)線圈兩側(cè)的感應(yīng)通道和中間包長(zhǎng)軸垂直，這種布置要求連鑄機(jī)大包水口(受鋼器)和中間包水口中心線之間中心距必須足夠大，以保證足夠感應(yīng)線圈安裝空間和足夠的左感應(yīng)通道4和感應(yīng)通道的長(zhǎng)度。
[0006]通道式感應(yīng)加熱技術(shù)用于熔化金屬和合金特別是有色金屬已有幾十年歷史，但用于連鑄中間包鋼水加熱則是近二十多年的事。工業(yè)實(shí)驗(yàn)和在線應(yīng)用表明，它能有效的補(bǔ)償中間包鋼水的溫降并使其溫度均勻。具有加熱均勻、效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行安全、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]文獻(xiàn)《連鑄中間罐通道式感應(yīng)加熱技術(shù)》提出中間包通道內(nèi)鋼水由于電磁的作用產(chǎn)生感應(yīng)電流，伴生指向中心的電磁力，該電磁力箍縮鋼水，使其截面收縮，稱為箍縮效應(yīng)。
[0008]箍縮效應(yīng)有利的一面是通道中的不導(dǎo)電的非金屬夾雜物受到股箍縮力的作用緊緊抱緊，凝聚成較大顆粒的夾雜物而使其流出通道式加速上浮。
[0009]該文章同時(shí)指出，鋼水在出通道后由于溫度差而引起熱對(duì)流，通道內(nèi)的鋼水由于鋼水加熱溫度高，在流出通道時(shí)上浮，同時(shí)帶動(dòng)通道內(nèi)的夾雜物上浮至渣層。
[0010]但是對(duì)于通道感應(yīng)加熱中間包來說，由于在整個(gè)連鑄過程中要根據(jù)工藝要求來控制感應(yīng)加熱的開關(guān)。在連鑄初期，由于大包鋼水溫度較高，此時(shí)感應(yīng)加熱中間包幾乎不需要加熱，中間包只是起到過渡鋼水的作用；而在連鑄中后期，由于大包鋼水溫度下降，盡管中間包蓄熱充分，但整體鋼水的溫度下降要求中間包內(nèi)鋼水需要開啟感應(yīng)加熱來補(bǔ)充鋼水。此時(shí)中間包通道內(nèi)流出的鋼水才具有了上述的箍縮力和熱浮力效應(yīng)，才能有效的去除鋼水中的夾雜物和加快鋼水溫度均勻。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種通道式感應(yīng)加熱中間包及其澆鑄方法，能夠應(yīng)用在連鑄全過程中去除夾雜物及均勻鋼水溫度。
[0012]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0013]一種通道式感應(yīng)加熱中間包，其包括，中間包本體，其內(nèi)用耐材分隔形成可接收大包鋼水的承鋼腔和澆鑄鋼水的澆鋼腔，耐材下部中平行設(shè)置至少兩根將承鋼腔和澆鋼腔連通的通道；通道水平高度低于中間包本體內(nèi)腔高度的三分之一；感應(yīng)加熱器，感應(yīng)線圈穿過上述兩根通道之間；至少兩根吹氣管，設(shè)置于中間包本體耐材中，吹氣管出口對(duì)應(yīng)設(shè)置于上述通道位于承鋼腔側(cè)的進(jìn)口端。
[0014]進(jìn)一步，在感應(yīng)加熱中間包通道進(jìn)口端的耐材采用透氣磚，透氣磚底部連接吹氣管。
[0015]本發(fā)明通道式感應(yīng)加熱中間包的澆鑄方法，在連鑄初期，大包的鋼水通過長(zhǎng)水口進(jìn)入中間包承鋼腔，當(dāng)鋼水達(dá)到工作液位后，分別在承鋼腔和澆鋼腔加入保護(hù)渣形成渣層；在初期鋼水溫度較高時(shí)，不開啟感應(yīng)加熱器，開啟吹氣管，吹氣管通入的氣體經(jīng)過透氣磚吹入中間包；承鋼腔中的鋼水在通過通道進(jìn)入澆鋼腔前，受到通道前端氣泡上浮攪拌作用，一部分夾雜物隨氣泡上浮至渣層中；進(jìn)入通道的鋼水卷吸氣泡后，由于氣泡的作用使得進(jìn)入通道內(nèi)另一部分的夾雜物發(fā)生旋轉(zhuǎn)凝聚長(zhǎng)大，在流出通道后隨著氣泡的上浮帶動(dòng)作用從而進(jìn)入渣層；由于氣泡的攪拌作用，使得承鋼腔、澆鋼腔內(nèi)的鋼水溫度混合均勻后從中間包出口流出；在連鑄中后期，停止吹氣，開啟感應(yīng)加熱器對(duì)中間包內(nèi)的鋼水進(jìn)行加熱，由于通道內(nèi)的鋼水受到電磁箍縮力和熱浮力的作用，從通道流出的鋼水?dāng)y帶夾雜物上浮至渣層，從而達(dá)到去除鋼水中夾雜物和均勻鋼水溫度的作用。
[0016]進(jìn)一步，澆鑄過程中，中間包鋼水通鋼量V為0.1?0.5t/min，鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q為0.1?0.3NM3/h。
[0017]或，中間包鋼水通鋼量V為0.1?0.5t/min,鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q為0.1?0.3NM3/h。
[0018]或，中間包鋼水通鋼量V為0.5?lt/min，鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q為0.3?0.6NM3/h。
[0019]或，中間包鋼水通鋼量V為I?1.5t/min，鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q為0.6?0.8NM3/h。
[0020]或，中間包鋼水通鋼量V為1.5?2t/min，鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q為0.8?lNM3/h。
[0021]或，中間包鋼水通鋼量V為2?5t/min，鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q為I?1.2NM3/h。
[0022]在連鑄初期，當(dāng)大包鋼水澆鑄至中間包中達(dá)到工作液位時(shí)，打開底部的吹氣管進(jìn)行吹氣，鋼水在流動(dòng)過程中由承鋼腔經(jīng)過通道進(jìn)入至澆鑄腔中。由于通道前方上浮氣泡的影響，一方面鋼水在進(jìn)入通道前，其內(nèi)部的夾雜物隨氣泡上浮，沿著耐材壁面上浮到渣層中；另一方面進(jìn)入通道中的鋼水?dāng)y帶了大量的氣泡，鋼水中夾雜物受到氣泡的卷混不斷凝聚長(zhǎng)大，在流出通道后隨著氣泡的上浮而上浮到渣層中。從另一方面來說，通過氣泡的上浮作用，使得流出通道的鋼水不能直接到達(dá)水口流出，而是在澆鋼腔中充分混合后進(jìn)入底部出口，這樣使得澆鋼腔中的鋼水溫度攪拌混合均勻。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0024]1.本發(fā)明可以在連鑄澆鑄整個(gè)過程中促進(jìn)夾雜物的凝聚上浮和均勻鋼水溫度，從而使得整個(gè)澆鑄過程的夾雜物水平和溫度差保持恒定；
[0025]2.本發(fā)明相比傳統(tǒng)的通道加熱中間包，增加了在承鋼腔中利用氣體攪拌促進(jìn)夾雜物上浮的特點(diǎn)；
[0026]3.本發(fā)明最大程度的避免了通道感應(yīng)加熱中間包在不加熱時(shí)，鋼水直接進(jìn)入中間包出口的現(xiàn)象，穩(wěn)定了中間包出口的流動(dòng)狀態(tài)；
[0027]4.由于氣泡的上浮作用，使得中間包通道出口的鋼水具有很大的上浮力，從而緩解了流出通道的鋼水對(duì)耐材的沖刷；
[0028]5.由于通道內(nèi)氣泡的作用，可以不斷去除在鋼水澆鑄過程中粘附在通道內(nèi)壁的夾雜物“結(jié)瘤”。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]參見圖1，本發(fā)明的通道式感應(yīng)加熱中間包，其包括，中間包本體1，其內(nèi)用耐材2分隔形成可接收大包鋼水的承鋼腔101和澆鑄鋼水的澆鋼腔102，耐材2下部中平行設(shè)置至少兩根將承鋼腔和澆鋼腔連通的通道103 (圖示一根)；通道103水平高度低于中間包本體I內(nèi)腔高度H的三分之一；感應(yīng)加熱器3，其感應(yīng)線圈穿過上述至少兩根通道之間；至少兩根吹氣管4，設(shè)置于中間包本體I耐材2中，對(duì)應(yīng)所述通道103 ;吹氣管4出口對(duì)應(yīng)設(shè)置于上述通道103位于承鋼腔101側(cè)的進(jìn)口端。
[0031]進(jìn)一步，在感應(yīng)加熱中間包通道進(jìn)口端的耐材采用透氣磚，透氣磚底部連接吹氣管，能夠不停的在通道前方產(chǎn)生彌散氣泡。
[0032]實(shí)施例1
[0033]大包開澆后，鋼水過熱度為45度，鋼水自長(zhǎng)水口 5進(jìn)入中間包承鋼腔101，通過通道103進(jìn)入澆鋼腔102 ;經(jīng)過3分鐘后，在中間包承鋼腔101和澆鋼腔102分別投入保護(hù)渣形成渣層104 ;鋼水澆注流量為0.3t/min，開啟中間包底部吹氣管4，吹入氬氣，氬氣流量控制在0.2NM3/h。開啟感應(yīng)加熱器3對(duì)通道103中的鋼水進(jìn)行加熱，經(jīng)過20分鐘，連鑄進(jìn)入尾坯，停止感應(yīng)加熱器3加熱，關(guān)閉澆鋼腔102側(cè)的水口 6塞棒，澆鑄結(jié)束。
[0034]實(shí)施例2
[0035]大包開澆后，鋼水過熱度為30度，經(jīng)過5分鐘后，在中間包承鋼腔和澆鋼腔分別投入保護(hù)渣形成渣層；鋼水澆注流量為0.6t/min,開啟中間包底部吹氣管，吹入氬氣，氬氣流量控制在0.5NM3/h。開啟感應(yīng)加熱器對(duì)通道中的鋼水進(jìn)行加熱，經(jīng)過30分鐘，連鑄進(jìn)入尾坯，停止感應(yīng)加熱器加熱，關(guān)閉塞棒，澆鑄結(jié)束。
[0036]實(shí)施例3
[0037]大包開澆后，鋼水過熱度為35度，經(jīng)過6分鐘后，在中間包承鋼腔和澆鋼腔分別投入保護(hù)渣形成渣層；鋼水澆注流量為2t/min，開啟中間包底部吹氣管，吹入氬氣，氬氣流量控制在lNM3/h。開啟感應(yīng)加熱器對(duì)通道中的鋼水進(jìn)行加熱，經(jīng)過35分鐘，連鑄進(jìn)入尾坯，停止感應(yīng)加熱器加熱，關(guān)閉塞棒，澆鑄結(jié)束。
[0038]中間包廣泛應(yīng)用與連鑄過程的生產(chǎn)過程中，本發(fā)明可應(yīng)用與各種中間包的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以極大去除鋼水中夾雜物的含量，增加鋼水中鋼水的純凈度，從而達(dá)到穩(wěn)定澆注的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種通道式感應(yīng)加熱中間包，其特征在于，包括， 中間包本體，其內(nèi)用耐材分隔形成可接收大包鋼水的承鋼腔和澆鑄鋼水的澆鋼腔，耐材下部中平行設(shè)置至少兩根將承鋼腔和澆鋼腔連通的通道；通道水平高度低于中間包本體內(nèi)腔高度的三分之一； 感應(yīng)加熱器，感應(yīng)線圈穿過上述兩根通道之間； 至少兩根吹氣管，設(shè)置于中間包本體耐材中，吹氣管出口對(duì)應(yīng)設(shè)置于上述通道位于承鋼腔側(cè)的進(jìn)口端。
2.如權(quán)利要求1所述的通道式感應(yīng)加熱中間包，其特征在于，在感應(yīng)加熱中間包通道進(jìn)口端的耐材采用透氣磚，透氣磚底部連接吹氣管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的通道式感應(yīng)加熱中間包的澆鑄方法，在連鑄初期，大包的鋼水通過長(zhǎng)水口進(jìn)入中間包承鋼腔，當(dāng)鋼水達(dá)到工作液位后，分別在承鋼腔和澆鋼腔加入保護(hù)渣形成渣層；在初期鋼水溫度較高時(shí)，不開啟感應(yīng)加熱器，開啟吹氣管，吹氣管通入的氣體經(jīng)過透氣磚吹入中間包；承鋼腔中的鋼水在通過通道進(jìn)入澆鋼腔前，受到通道前端氣泡上浮攪拌作用，一部分夾雜物隨氣泡上浮至渣層中；進(jìn)入通道的鋼水卷吸氣泡后，由于氣泡的作用使得進(jìn)入通道內(nèi)另一部分的夾雜物發(fā)生旋轉(zhuǎn)凝聚長(zhǎng)大，在流出通道后隨著氣泡的上浮帶動(dòng)作用從而進(jìn)入渣層；由于氣泡的攪拌作用，使得承鋼腔、澆鋼腔內(nèi)的鋼水溫度混合均勻后從中間包出口流出；在連鑄中后期，停止吹氣，開啟感應(yīng)加熱器對(duì)中間包內(nèi)的鋼水進(jìn)行加熱，由于通道內(nèi)的鋼水受到電磁箍縮力和熱浮力的作用，從通道流出的鋼水?dāng)y帶夾雜物上浮至渣層，從而達(dá)到去除鋼水中夾雜物和均勻鋼水溫度的作用。
4.如權(quán)利要求3所述的通道式感應(yīng)加熱中間包的澆鑄方法，其特征是，澆鑄過程中，中間包鋼水通鋼量V為0.1?0.5t/min,鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q 為 0.1 ?0.3NM3/h。
5.如權(quán)利要求3所述的通道式感應(yīng)加熱中間包的澆鑄方法，其特征是，澆鑄過程中，中間包鋼水通量V為0.5?lt/min，鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q為0.3 ?0.6NM3/h。
6.如權(quán)利要求3所述的通道式感應(yīng)加熱中間包的澆鑄方法，其特征是，澆鑄過程中，中間包鋼水通鋼量V為I?1.5t/min，鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q 為 0.6 ?0.8NM3/h。
7.如權(quán)利要求3所述的通道式感應(yīng)加熱中間包的澆鑄方法，其特征是，澆鑄過程中，中間包鋼水通鋼量V為1.5?2t/min，鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q為 0.8 ?INMVh。
8.如權(quán)利要求3所述的通道式感應(yīng)加熱中間包的澆鑄方法，其特征是，澆鑄過程中，中間包鋼水通鋼量V為2?5t/min，鋼水液位高度H為800?1200mm，底部氣體吹入量Q為I ?1.2NM3/h。
【文檔編號(hào)】B22D41/01GK104249149SQ201310270409
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】任三兵, 樊俊飛, 方園, 于艷 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司