一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述包底與包壁一起構(gòu)成大包內(nèi)腔，所述包底結(jié)構(gòu)包括第一平面、第二平面和過(guò)渡曲面，所述第一平面內(nèi)設(shè)置有大包出口，所述第二平面內(nèi)設(shè)置有透氣磚，所述第二平面高于第一平面，所述過(guò)渡曲線連接第一平面和第二平面。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：(1)能夠大幅降低大包鑄余，在防止大包下渣的前提下，可以減少70%以上的鑄余；(2)第二平面與第一平面之間過(guò)渡平緩，保證了吹氬過(guò)程中低洼地區(qū)鋼水的循環(huán)流動(dòng)；(3)包底結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，砌筑難度小，維護(hù)費(fèi)用低。
【專利說(shuō)明】一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包底結(jié)構(gòu)，具體涉及一種能夠減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，屬于金屬材料與加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]大包是連鑄生產(chǎn)的主體設(shè)備之一，主要用來(lái)盛放鋼水，且鋼水表面有精煉渣覆蓋。大包除了用來(lái)儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)鋼水外，還具有吹氬攪拌、溫度調(diào)節(jié)、成分調(diào)整、夾雜物控制等一系列鋼水精煉功能。在連鑄過(guò)程中，鋼水從大包的出口流出并經(jīng)中間包進(jìn)入結(jié)晶器，在連續(xù)拉坯和連續(xù)冷卻的條件下，形成所需形狀的鑄坯并被切割成定尺，成為軋鋼的坯料。大包開澆后，隨著澆注的進(jìn)行，大包內(nèi)的鋼水逐漸減少，鋼水液面逐漸降低。當(dāng)液面下降到一定程度，在包底出口處便形成匯流漩渦，使精煉渣和鋼水卷混到一起流出并進(jìn)入中間包，對(duì)鋼水造成污染，進(jìn)而降低了連鑄坯的潔凈度。
[0003]大包下渣是鋼中夾雜物的重要來(lái)源之一，嚴(yán)重影響某些對(duì)夾雜物要求極其嚴(yán)格的鋼種的質(zhì)量，如增加簾線鋼在拉拔過(guò)程中的斷絲頻率、使DI罐及IF鋼等深沖鋼的表面出現(xiàn)麻點(diǎn)等。為了避免下渣，在大包澆注末期，通常保留一定量的大包鑄余，即在大包底部形成匯流漩渦之前關(guān)閉滑動(dòng)水口，換另一包鋼水繼續(xù)澆注。大包鑄余越多，下渣的可能性越小，但鋼水的收得率也就越低。為了準(zhǔn)確判斷下渣的開始時(shí)間并及時(shí)關(guān)閉大包出口，以便既能控制下渣又盡可能地減少鑄余，除了采用人工觀察之外還開發(fā)了一系列大包下渣自動(dòng)檢測(cè)方法，如電磁檢測(cè)法、振動(dòng)式檢測(cè)法、稱重檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、紅外檢測(cè)法等,然而，目前國(guó)內(nèi)外的大包底部大多是平面砌筑，即使能夠準(zhǔn)確判斷大包下渣的開始時(shí)間，也會(huì)有較大的鑄余量，影響鋼水的收得率。因此，迫切的需要一種新的技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明正是針對(duì)目前技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種復(fù)合型大包底部結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙、方便實(shí)施，在避免大包下渣的前提下，可以大幅減少大包鑄余，提高鋼水的收得率，適用于各鋼種的連鑄生產(chǎn)，尤其適用于對(duì)潔凈度要求高的鋼種的連鑄生產(chǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下，一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述包底與包壁一起構(gòu)成大包內(nèi)腔，所述包底結(jié)構(gòu)包括第一平面、第二平面和過(guò)渡曲面，所述第一平面內(nèi)設(shè)置有大包出口，所述第二平面內(nèi)設(shè)置有透氣磚，所述第二平面高于第一平面，所述過(guò)渡曲面設(shè)置在第一平面和第二平面之間，用于連接第一平面和第二平面。第一平面與第二平面之間過(guò)渡平緩，保證了吹氬過(guò)程中低洼地區(qū)鋼水的循環(huán)流動(dòng)，避免形成死區(qū)，防止了鋼水局部過(guò)冷而導(dǎo)致出口凍結(jié)。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一平面與第二平面平行。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一平面為兩個(gè)劣弧圍成的小區(qū)域，其中心設(shè)置有大包出口 ；該設(shè)計(jì)可以可以更大限度的減少大包鑄余。[0009]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第二平面是兩個(gè)優(yōu)弧圍成的大區(qū)域。該設(shè)計(jì)可以更大限度的減少大包鑄余。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第二平面與第一平面的高度差H為大包臨界下渣液位，H的高度為100mnT300mm，可以根據(jù)澆注參數(shù)由水模實(shí)驗(yàn)或者數(shù)值模擬計(jì)算來(lái)確定。在此高度下停止?jié)沧?，可以在不浪費(fèi)大包內(nèi)腔容量的基礎(chǔ)上最大限度的降低大包鑄余。
[0011]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一平面與第二平面之間用坡度平緩的曲面過(guò)渡，過(guò)渡曲面與第一、二平面的夾角為160°?180°。該設(shè)計(jì)保證了吹氬攪拌過(guò)程中低洼地帶鋼水的循環(huán)流動(dòng)，防止在低洼地帶形成死區(qū)。
[0012]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述透氣磚的數(shù)量至少是一個(gè)。
[0013]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下，(I)能夠大幅降低大包鑄余，在臨界下渣液位停止?jié)沧?，可以減少70%以上的鑄余；(2)第一平面與第二平面之間過(guò)渡平緩，且第一平面具有一定的面積，保證了吹氬過(guò)程中低洼地區(qū)鋼水的循環(huán)流動(dòng)，避免形成死區(qū)，防止了鋼水局部過(guò)冷而導(dǎo)致出口凍結(jié)；(3)包底結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，砌筑難度小，維護(hù)費(fèi)用低。
[0014]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1是普通大包內(nèi)腔結(jié)構(gòu)圖；
圖2是普通大包澆鑄末期下渣示意圖；
圖3是本發(fā)明提供的大包內(nèi)腔結(jié)構(gòu)圖；
圖4是本發(fā)明提供的大包澆鑄末期下渣示意圖。
[0015]圖中:1為包壁，2為平面包底，3為透氣磚，4為大包出口，5為第一平面，6為過(guò)渡曲面，7為第二平面。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解和認(rèn)識(shí)，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述和介紹。
[0018]實(shí)施例1:參見圖3，一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，所述包底與包壁I 一起構(gòu)成大包內(nèi)腔，所述包底結(jié)構(gòu)包括第一平面5、第二平面7和過(guò)渡曲面6，所述第一平面5內(nèi)設(shè)置有大包出口 4，所述第二平面7內(nèi)設(shè)置有透氣磚3，所述第二平面7高于第一平面5，所述過(guò)渡曲面6設(shè)置在第一平面5和第二平面7之間，所述過(guò)渡曲面6連接第一平面5和第二平面7。第一平面5與第二平面7之間過(guò)渡平緩，保證了吹氬過(guò)程中低洼地區(qū)鋼水的循環(huán)流動(dòng)，避免形成死區(qū)，防止了鋼水局部過(guò)冷而導(dǎo)致出口凍結(jié)。
[0019]實(shí)施例2:參見圖3，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一平面5與第二平面7平行。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0020]實(shí)施例3:參見圖3，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一平面5為兩個(gè)劣弧圍成的較小區(qū)域，以便更大限度的減少大包鑄余，其中心為大包出口 4。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0021]實(shí)施例4:參見圖3，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第二平面7是兩個(gè)優(yōu)弧圍成的較大區(qū)域，以便更大限度的減少大包鑄余。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0022]實(shí)施例5:參見圖3、圖4，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第二平面7與第一平面5的高度差為大包臨界下渣液位H，H的高度為100mnT300mm，可以根據(jù)澆注參數(shù)由水模實(shí)驗(yàn)或者數(shù)值模擬計(jì)算來(lái)確定。該高度差能夠大幅降低大包鑄余，在臨界下渣液位停止?jié)沧?，可以減少70%以上的鑄余。根據(jù)澆鑄工藝參數(shù)由模擬實(shí)驗(yàn)得出。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0023]實(shí)施例6:參見圖3，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一平面5與第二平面7之間用坡度平緩的過(guò)渡曲面6過(guò)渡，過(guò)渡曲面6與第一平面5、第二平面7的夾角為160° —180°，防止在吹氬攪拌過(guò)程中在低洼地帶形成死區(qū)。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0024]本發(fā)明還可以將實(shí)施例2、3、4、5、6所述技術(shù)特征中的至少一個(gè)與實(shí)施例1組合形成新的實(shí)施方式。
[0025]工作原理:
參見圖2、圖4，在大包澆鑄末期，當(dāng)液位低于下渣的臨界高度H時(shí)便在出口處形成匯流漩渦，精煉渣和鋼水卷混一起從出口 4流出。H值的大小可以通過(guò)水力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)或者數(shù)值模擬計(jì)算獲得。為防止下渣污染中間包內(nèi)的鋼水，此時(shí)應(yīng)該關(guān)閉出口換下一包鋼水澆注，而大包中的剩余鋼水便稱為鑄余。一般將鑄余從大包中倒出待冷卻后作廢鋼處理。
[0026]參見圖1、圖2，現(xiàn)有技術(shù)中，普通大包內(nèi)腔包括包壁1、平面包底2，在平面包底2上設(shè)置透氣磚3和出口 4 ;當(dāng)液位處于下渣的臨界高度H時(shí)關(guān)閉出口 4，包底仍剩余較多的鋼水，因此有較多的鑄余量。
[0027]參見圖3、圖4，通過(guò)改變包底耐火材料的砌筑方式，將包底砌筑成本發(fā)明所述的第一平面5、第二平面7和過(guò)渡曲面6組成的復(fù)合型結(jié)構(gòu)；第一平面5由兩個(gè)劣弧圍成，位置較低、面積較小，其中心為大包出口 4，可以更大限度的減少大包鑄余；第二平面7為兩個(gè)優(yōu)弧圍成，位置較高，面積較大，透氣磚3設(shè)置在第二平面7內(nèi)；第二平面7與第一平面5之間用坡度平緩的過(guò)渡曲面6連接；第二平面7與第一平面5的高度差為下渣的臨界高度H。當(dāng)液位處于下渣的臨界高度H時(shí)關(guān)閉出口 4，包底剩余的鋼水量大大減小，因此鑄余量也大大減小。另外，由于大包還承擔(dān)有精煉功能，包底結(jié)構(gòu)的改變可能會(huì)影響精煉吹氬過(guò)程包底鋼水的流動(dòng)；但由于本發(fā)明中的過(guò)渡曲面6坡度非常平緩，而且下渣的臨界高度H—般都比較小，一般200_左右，可有效防止吹氬攪拌過(guò)程中在低洼地帶形成死區(qū)。
[0028]以某鋼廠120t大包為例來(lái)說(shuō)明具體本發(fā)明的實(shí)施效果。通過(guò)重新設(shè)計(jì)包底磚形狀及尺寸，將大包底部砌筑成復(fù)合包底結(jié)構(gòu)，砌筑過(guò)程無(wú)難度，烘烤、流轉(zhuǎn)等與改造前相同。在當(dāng)前的工藝條件下，通過(guò)水力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)得出大包澆鑄末期的臨界下渣液位約為150_。使用平面包底砌筑時(shí)，大包鑄余約為6.71t ;使用復(fù)合包底結(jié)構(gòu)后，大包鑄余約為1.70t，鑄余量約減少75%，鋼水收得率約提高4.2%。
[0029]需要說(shuō)明的是上述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并沒(méi)有用來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上所作出的等同替換或者替代均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu),其特征在于,所述包底與包壁一起構(gòu)成大包內(nèi)腔，所述包底結(jié)構(gòu)包括第一平面、第二平面和過(guò)渡曲面，所述第一平面內(nèi)設(shè)置有大包出口，所述第二平面內(nèi)設(shè)置有透氣磚，所述第二平面高于第一平面，所述過(guò)渡曲面設(shè)置在第一平面和第二平面之間，用于連接第一平面和第二平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一平面與第二平面平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一平面為兩個(gè)劣弧圍成的小區(qū)域，其中心設(shè)置有大包出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二平面是兩個(gè)優(yōu)弧圍成的大區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一平面與第二平面之間用坡度平緩的曲面過(guò)渡，過(guò)渡曲面與第一、二平面的夾角為160° ?180° 。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透氣磚的數(shù)量至少是一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種減少連鑄大包鑄余的包底結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二平面與第一平面的高度差H為大包臨界下渣液位，H的高度為100mnT300mm。
【文檔編號(hào)】B22D41/02GK103949629SQ201410150457
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】陳遠(yuǎn)清, 張先軼, 宋健, 彭家清, 郭峰, 尚正鴻, 王進(jìn) 申請(qǐng)人:張家港聯(lián)峰鋼鐵研究所有限公司