具有電磁感應(yīng)線圈的座磚及其制造工藝的制作方法
【專利摘要】一種具有電磁感應(yīng)線圈的座磚及其制造工藝，屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明利用電磁感應(yīng)加熱原理，對(duì)座磚內(nèi)的鐵碳合金進(jìn)行感應(yīng)加熱直至部分或全部熔化完成開澆過程，從而取代了傳統(tǒng)開澆過程中運(yùn)用引流砂的傳統(tǒng)方式，顯著提高了開澆率，避免了鋼液成分受到污染，提高了鋼液的潔凈度。座磚，包括具有鋼液通道的座磚本體，其特點(diǎn)是在鋼液通道外側(cè)的座磚本體內(nèi)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈，在電磁感應(yīng)線圈與座磚本體之間設(shè)置有隔熱層。制造工藝；將電磁感應(yīng)線圈封裝于隔熱層內(nèi)；將封裝后的電磁感應(yīng)線圈懸空于座磚模具內(nèi)；通過澆注將封裝后的電磁感應(yīng)線圈鑲嵌于鋼液通道外側(cè)的座磚本體內(nèi)；經(jīng)過烘烤脫模使封裝后的電磁感應(yīng)線圈和座磚本體成為一體。
【專利說明】具有電磁感應(yīng)線圈的座磚及其制造工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有電磁感應(yīng)線圈的座磚及其制造工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著煉鋼技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，特別是當(dāng)今用戶對(duì)鋼材質(zhì)量越來越高的要求及國(guó)際市場(chǎng)對(duì)鋼的綜合性能及價(jià)格的激烈競(jìng)爭(zhēng)，連鑄坯的質(zhì)量越來越受到重視；嚴(yán)格控制鋼液的潔凈度，減小鑄坯缺陷已成為煉鋼生產(chǎn)中最為關(guān)注的重要工作。
[0003]在連鑄生產(chǎn)中鋼包開澆率和作為輔助開澆的耐火材料引流砂成為了生產(chǎn)高附加值冶金產(chǎn)品的瓶頸，為打破此瓶頸，中外學(xué)者對(duì)如何提高鋼包開澆率和減少引流砂對(duì)鋼液的污染做出了大量的研究工作。
[0004]傳統(tǒng)的座磚制備工藝生產(chǎn)出來的座磚僅是液態(tài)金屬流通時(shí)的通道。目前，國(guó)際上仍采用傳統(tǒng)方式，在金屬冶煉過程中，向座磚內(nèi)添加引流砂的方法來進(jìn)行工業(yè)上的開澆。這樣會(huì)造成引流砂對(duì)鋼液的污染導(dǎo)致鋼液潔凈度降低影響鑄坯質(zhì)量進(jìn)而影響后續(xù)軋制成型的終端廣品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種具有電磁感應(yīng)線圈的座磚及其制造工藝。其利用電磁感應(yīng)加熱原理，對(duì)座磚內(nèi)的鐵碳合金進(jìn)行感應(yīng)加熱直至部分或全部熔化完成開澆過程，從而取代了傳統(tǒng)開澆過程中運(yùn)用引流砂的傳統(tǒng)方式，顯著提高了開澆率，避免了鋼液成分受到污染，提高了鋼液的潔凈度，具有較強(qiáng)的使用推廣價(jià)值。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種具有電磁感應(yīng)線圈的座磚，包括具有鋼液通道的座磚本體，其特點(diǎn)是在鋼液通道外側(cè)的座磚本體內(nèi)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈，在電磁感應(yīng)線圈與座磚本體之間設(shè)置有隔熱層。
[0007]所述電磁感應(yīng)線圈的底端與座磚本體的底面的距離為I?150mm。
[0008]所述電磁感應(yīng)線圈的底端與座磚本體的底面的距離為10mm。
[0009]所述鋼液通道由圓錐段、圓柱段和下水口安裝孔組成，其中，圓錐段的開口度為180 ?240mm。
[0010]所述的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚的制造工藝，包括如下步驟:
[0011]步驟一:將電磁感應(yīng)線圈封裝于隔熱層內(nèi)；
[0012]步驟二:將封裝后的電磁感應(yīng)線圈懸空于座磚模具內(nèi)；
[0013]步驟三:通過澆注將封裝后的電磁感應(yīng)線圈鑲嵌于鋼液通道外側(cè)的座磚本體內(nèi)；
[0014]步驟四:經(jīng)過烘烤脫模使封裝后的電磁感應(yīng)線圈和座磚本體成為一體。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、本發(fā)明采用電磁感應(yīng)加熱，同時(shí)利用與鋼液成分相同的鐵碳合金代替引流砂，有效避免了污染鋼液情況的發(fā)生，改善了鋼液的潔凈度，適用于工業(yè)化大批量生產(chǎn)潔凈鋼的技術(shù)要求，同時(shí)也提高了鋼包的開澆率；
[0017]2、所投用的鐵碳合金量是根據(jù)相應(yīng)的鋼種型號(hào)計(jì)算出座磚內(nèi)需要添加的鐵碳合金量；有效地避免了座磚內(nèi)固液界面高度的波動(dòng)，這樣就可更精確的控制鐵碳合金的熔化時(shí)間，從而為鋼鐵企業(yè)合理安排連鑄的生產(chǎn)周期提供相應(yīng)的理論依據(jù)；
[0018]3、座磚內(nèi)的電磁感應(yīng)線圈采用通電銅管與壓縮惰性氣體一體方式進(jìn)行(銅管內(nèi)部通壓縮惰性氣體)，于是更加合理的簡(jiǎn)化了座磚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，座磚的穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步加強(qiáng)；
[0019]4、在電磁感應(yīng)線圈與座磚本體之間設(shè)置有隔熱層，可減少周圍環(huán)境的熱輻射、熱傳導(dǎo)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚的另Iv實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚的制造工藝的不意圖；
[0023]其中:1-鋼包底殼，2-線圈引線，3-座磚本體，4-圓錐段，5-圓柱段，6-鋼液通道，7-隔熱層，8-電磁感應(yīng)線圈，9-下水口安裝孔，10-圓弧狀突臺(tái)，11-座磚模具，12-封裝后的電磁感應(yīng)線圈。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025]實(shí)施例一:
[0026]如圖1所示，一種具有電磁感應(yīng)線圈的座磚，包括具有鋼液通道6的座磚本體3，在鋼液通道6外側(cè)的座磚本體3內(nèi)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈8，在電磁感應(yīng)線圈8與座磚本體3之間設(shè)置有隔熱層7，防止座磚長(zhǎng)時(shí)間使用使電磁感應(yīng)線圈8溫度過高，有燒損現(xiàn)象產(chǎn)生，還可減少周圍環(huán)境的熱輻射、熱傳導(dǎo)；所述隔熱層7采用的是德國(guó)生產(chǎn)的1100型納米級(jí)微孔可熱氈。所述電磁感應(yīng)線圈8的底端與座磚本體3的底面的距離為10mm。所述鋼液通道6是由圓錐段4、圓柱段5和下水口安裝孔9組成的寬度不等、四周對(duì)稱的空心內(nèi)腔，其中心線距座磚本體3的右端面的距離為175mm，鋼液通道6的頂部為圓錐段4，圓錐段4的頂端開口，作為鋼液流入端，圓錐段4的高度為50mm，開口度為180mm，本實(shí)施例與傳統(tǒng)工藝相比未改變座磚頂部開口度，與傳統(tǒng)工藝開口度一致；在鋼液流入端設(shè)置有倒角，便于鋼液的流入，減小鋼液對(duì)座磚的腐蝕。在圓錐段4的下方設(shè)置有圓柱段5，圓柱段5的高度為158_，其直徑為110_ ;在圓柱段5的下方設(shè)置有下水口安裝孔9。在座磚本體3的最底端還設(shè)置有一圓弧狀突臺(tái)10，其高度為68mm，外徑為298mm，倒角為R10，圓弧狀突臺(tái)10內(nèi)的下水口安裝孔的直徑為186mm。電磁感應(yīng)線圈8采用通電銅管與壓縮惰性氣體一體方式進(jìn)行，銅管內(nèi)部通壓縮惰性氣體。
[0027]電磁感應(yīng)線圈8通過線圈引線2與外部電源相連接，兩根線圈引線2需要穿過座磚本體3。在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，需要在鋼包底殼I上打兩個(gè)方孔，方孔的大小由線圈引線2的直徑大小決定。兩方孔距離保持在一定范圍內(nèi)(30?150mm)，來減少通電后磁場(chǎng)的相互影響。在安裝本發(fā)明的座磚時(shí)，將線圈引線2穿過鋼包底殼I的方孔，鋼包底殼I上所打的方孔需要用耐火材料將縫隙添堵上，并確保線圈引線2不與鋼包壁接觸，防止對(duì)鋼包加熱時(shí)漏電等現(xiàn)象的發(fā)生，增加漏磁現(xiàn)象。
[0028]本實(shí)施例中，所述座磚本體3的大小為:長(zhǎng)570mm，寬350mm，高420mm。電磁感應(yīng)線圈8的直徑為155mm，高為130mm，匝數(shù)為13膽，相鄰兩匝的間距為3mm，兩匝間用高溫線圈泥隔離開來防止通電時(shí)產(chǎn)生短路，燒損線圈，電磁感應(yīng)線圈8的頂端距座磚本體3上端面的距離為150mm。
[0029]實(shí)施例二:
[0030]如圖2所示，一種具有電磁感應(yīng)線圈的座磚，包括具有鋼液通道6的座磚本體3，在鋼液通道6外側(cè)的座磚本體3內(nèi)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈8，在電磁感應(yīng)線圈8與座磚本體3之間設(shè)置有隔熱層7，防止座磚長(zhǎng)時(shí)間使用使電磁感應(yīng)線圈8溫度過高，有燒損現(xiàn)象產(chǎn)生，還可減少周圍環(huán)境的熱輻射、熱傳導(dǎo)；所述隔熱層7采用的是德國(guó)生產(chǎn)的1100型納米級(jí)微孔可熱氈。所述電磁感應(yīng)線圈8的底端與座磚本體3的底面的距離為10mm。所述鋼液通道6是由圓錐段4、圓柱段5和下水口安裝孔9組成的寬度不等、四周對(duì)稱的空心內(nèi)腔，其中心線距座磚本體3的右端面的距離為175mm，鋼液通道6的頂部為圓錐段4，圓錐段4的頂端開口，作為鋼液流入端，圓錐段4的高度為70mm，開口度為190mm，本實(shí)施例與傳統(tǒng)工藝相比增大了座磚頂部開口度，其大小依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定，選取范圍為180?240mm;在鋼液流入端設(shè)置有倒角，便于鋼液的流入，減小鋼液對(duì)座磚的腐蝕。在圓錐段4的下方設(shè)置有圓柱段5，圓柱段5的高度為138mm，其直徑為IlOmm ;在圓柱段5的下方設(shè)置有下水口安裝孔9。在座磚本體3的最底端還設(shè)置有一圓弧狀突臺(tái)10，其高度為68mm，外徑為298mm，倒角為R10，圓弧狀突臺(tái)10內(nèi)的下水口安裝孔的直徑為186_。電磁感應(yīng)線圈8采用通電銅管與壓縮惰性氣體一體方式進(jìn)行,銅管內(nèi)部通壓縮惰性氣體。
[0031]電磁感應(yīng)線圈8通過線圈引線2與外部電源相連接，兩根線圈引線2需要穿過座磚本體3。在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，需要在鋼包底殼I上打兩個(gè)方孔，方孔的大小由線圈引線2的直徑大小決定。兩方孔距離保持在一定范圍內(nèi)(30?150mm)，來減少通電后磁場(chǎng)的相互影響。在安裝本發(fā)明的座磚時(shí)，將線圈引線2穿過鋼包底殼I的方孔，鋼包底殼I上所打的方孔需要用耐火材料將縫隙添堵上，并確保線圈引線2不與鋼包壁接觸，防止對(duì)鋼包加熱時(shí)漏電等現(xiàn)象的發(fā)生，增加漏磁現(xiàn)象。
[0032]本實(shí)施例中，所述座磚本體3的大小為:長(zhǎng)570mm，寬350mm，高420mm。電磁感應(yīng)線圈8的直徑為155mm，高為130mm，匝數(shù)為13膽，相鄰兩匝的間距為3mm，兩匝間用高溫線圈泥隔離開來防止通電時(shí)產(chǎn)生短路，燒損線圈，電磁感應(yīng)線圈8的頂端距座磚本體3上端面的距離為150mm。
[0033]所述電磁感應(yīng)線圈8的直徑及圓錐段4的開口度大小需要與鋼廠所用上下水口直徑及其它相關(guān)器件配套使用，電磁感應(yīng)線圈8的底端與座磚本體3的底面的距離(熔化座磚內(nèi)鐵碳合金的最佳位置)需要通過模擬運(yùn)算得出最佳；座磚模具11的大小依據(jù)具體鋼廠所用的座磚本體3的大小制作，圓錐段4的開口度大小可通過模擬實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)得到最佳值。
[0034]所投用的鐵碳合金量是根據(jù)相應(yīng)的鋼種型號(hào)計(jì)算出座磚內(nèi)需要添加的鐵碳合金量；有效地避免了座磚內(nèi)固液界面高度的波動(dòng)，這樣就可更精確的控制鐵碳合金的熔化時(shí)間，從而為鋼鐵企業(yè)合理安排連鑄的生產(chǎn)周期提供相應(yīng)的理論依據(jù)。
[0035]所述的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚的制造工藝，包括如下步驟:
[0036]步驟一:將電磁感應(yīng)線圈8封裝于隔熱層7內(nèi)；電磁感應(yīng)線圈8封裝于隔熱層7內(nèi)的具體方法為:向高溫線圈泥內(nèi)倒入一定量的玻璃水?dāng)噭蚝笸磕ǖ诫姶鸥袘?yīng)線圈8四周，將隔熱材料黏貼到電磁感應(yīng)線圈8上形成隔熱層7，確保電磁感應(yīng)線圈8整體封裝到隔熱材料內(nèi)；
[0037]步驟二:將封裝后的電磁感應(yīng)線圈12用行車吊起懸空于座磚模具11內(nèi)，如圖3所示，其下端面用固定在座磚模具11底部的四根細(xì)線固定好，電磁感應(yīng)線圈8要處于平衡拉緊狀態(tài)，防止?jié)沧r(shí)電磁感應(yīng)線圈8由于密度小而產(chǎn)生向上漂移造成距離座磚本體3底面距離不準(zhǔn)確，或電磁感應(yīng)線圈8偏離鋼液通道6的現(xiàn)象產(chǎn)生；在澆注前將座磚模具11內(nèi)部涂油便于脫模；
[0038]步驟三:開啟震動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行澆注，通過澆注將封裝后的電磁感應(yīng)線圈12鑲嵌于鋼液通道6外側(cè)的座磚本體3內(nèi)；
[0039]步驟四:澆注后入窯烘烤脫模使封裝后的電磁感應(yīng)線圈12和座磚本體3成為一體。
[0040]本發(fā)明的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚的使用方法為:
[0041]本發(fā)明隨鋼包使用經(jīng)過“受鋼-爐外精煉或鎮(zhèn)靜-澆鑄作業(yè)-傾包倒渣-鋼包點(diǎn)檢維護(hù)(包括清理水口座磚鑄孔、檢查維護(hù)滑動(dòng)水口必要時(shí)予以更換)_烘烤鋼包-受鋼”全過程，當(dāng)鋼包放置到旋轉(zhuǎn)平臺(tái)時(shí)，對(duì)本發(fā)明的電磁感應(yīng)線圈8進(jìn)行通電，通過壓縮惰性氣體對(duì)電磁感應(yīng)線圈8進(jìn)行冷卻，氣流壓力從OMPA緩慢增至0.3?10.0MPA左右，使得電磁感應(yīng)線圈8緩慢溫降，保證電磁感應(yīng)線圈8的使用壽命，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)壓縮惰性氣體壓力，保證電磁感應(yīng)線圈8溫度控制在300°C以下。當(dāng)鋼包旋轉(zhuǎn)至開澆位置時(shí)，利用電磁感應(yīng)加熱原理對(duì)座磚本體3內(nèi)電磁感應(yīng)線圈8進(jìn)行加熱，熔化座磚內(nèi)與鋼液成分相同的鐵碳合金，完成開燒過程。
【權(quán)利要求】
1.一種具有電磁感應(yīng)線圈的座磚，包括具有鋼液通道的座磚本體，其特征在于在鋼液通道外側(cè)的座磚本體內(nèi)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈，在電磁感應(yīng)線圈與座磚本體之間設(shè)置有隔熱層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚，其特征在于所述電磁感應(yīng)線圈的底端與座磚本體的底面的距離為I?150mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚，其特征在于所述電磁感應(yīng)線圈的底端與座磚本體的底面的距離為10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚，其特征在于所述鋼液通道由圓錐段、圓柱段和下水口安裝孔組成，其中，圓錐段的開口度為180?240mm。
5.權(quán)利要求1所述的具有電磁感應(yīng)線圈的座磚的制造工藝，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:將電磁感應(yīng)線圈封裝于隔熱層內(nèi)； 步驟二:將封裝后的電磁感應(yīng)線圈懸空于座磚模具內(nèi)； 步驟三:通過澆注將封裝后的電磁感應(yīng)線圈鑲嵌于鋼液通道外側(cè)的座磚本體內(nèi)； 步驟四:經(jīng)過烘烤脫模使封裝后的電磁感應(yīng)線圈和座磚本體成為一體。
【文檔編號(hào)】B22D41/60GK104325127SQ201410604203
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】王強(qiáng), 史純陽(yáng), 劉興安, 王學(xué)斌, 劉鐵, 赫冀成 申請(qǐng)人:東北大學(xué), 山東鋼鐵股份有限公司