用於連鑄工藝的中間包加熱裝置的製作方法
2023-04-28 06:04:46 1
專利名稱：用於連鑄工藝的中間包加熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及冶金冶煉工藝中的連鑄機，更具體地指一種用於連鑄工藝的中間包加熱裝置。
背景技術：
目前，在冶金冶煉工藝中，六流圓方坯連鑄機是一種常用鑄造設備。這種鑄造設備中，中間包是一個關鍵部分，中間包為T型結構，裝備有等離子加熱設備。中間包內部構造中，有兩塊中擋渣堰，用耐火材料製成，安裝位置可參看圖1。中擋渣堰上開有流通鋼水的孔叫通鋼孔。中擋渣堰的主要作用是(1)與主渣堰一起形成等離子加熱室，防止等離子火炬的高溫輻射到中間包其它部位，降低中間包使用壽命。(2)阻擋等離子加熱室中的鋼渣流入鑄流區域。中擋渣堰上的通鋼孔，促使鋼水在中間包內形成一定的流場，促進鋼中夾雜物的上浮和中間包內鋼水溫度的均勻，這個作用對連鑄坯的凝固組織和夾雜物水平都有影響。在使用中，中間包存在加熱室內耐材的易熔蝕、剝落、甚至坍塌的問題。分析認為，在等離子加熱的過程中，中間包加熱室上部溫度很高，而溫度越高，密度越低，熱的鋼液就越向上浮，在加熱的同時，這種聚居越來越嚴重。同時，由於高溫鋼液不能很好地向兩邊的澆鑄區傳輸，致使加熱室中上部熱量集中，鋼液溫度在加熱過程中越來越高，導致加熱室中耐火材料的強烈熔蝕和剝落，甚至造成包蓋耐火材料的脫落、中間包蓋的坍塌等事故，嚴重影響著該工藝過程的順利進行。特別是，進行多爐連澆時一般不超過三爐就由於中間包蓋坍塌而停止。傳統的中間包結構，對於等離子加熱的情況，不合理，不能有效地將熱能分配給鋼水，造成加熱室中上部熱量集中問題，既不能保證鋼水的有效加熱，又影響加熱室周圍耐材的壽命。因此，必須對傳統的中間包結構進行改進。
發明內容
本發明的目的是針對傳統的連鑄中間包結構存在的上述問題，提供一種用於連鑄工藝的中間包加熱裝置。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案該用於連鑄工藝的中間包加熱裝置，加熱裝置由兩塊中擋渣堰與主渣堰以及側壁、底壁形成上壁開口的等離子加熱室，中擋渣堰以及主渣堰、側壁採用耐火材料製成，中擋渣堰上開有流通鋼水的通鋼孔，底壁包括上導電磚、下導電磚兩層，所述等離子加熱室底壁的上導電磚內至少嵌設有一塊彌散式透氣磚，彌散式透氣磚周邊設有與彌散式透氣磚相適應的透氣磚外殼，下導電磚位於彌散式透氣磚下方且設置導氣管。
所述的位於上導電磚內的彌散式透氣磚呈上小下大的錐形體，所述的透氣磚外殼也呈上小下大的錐形殼體。
所述的彌散式透氣磚位於等離子加熱室底壁的中心位置，或其它位置。
所述的位於彌散式透氣磚下方且位於下導電磚內設置的導氣管與透氣磚保持相通。
在本發明的上述技術方案中，實際上主要是在連鑄工藝的中間包加熱裝置的等離子加熱室底壁上開設有底吹氣孔，底吹氣孔的具體結構是在上導電磚內嵌設有至少一塊彌散式透氣磚，彌散式透氣磚周邊設有與彌散式透氣磚相適應的透氣磚外殼，下導電磚位於彌散式透氣磚下方且設置導氣管。當向下導電磚內導氣管吹入氣體後，氣體通過透氣磚吹入等離子加熱室的鋼水中，在等離子加熱區域下方的鋼水由於受到吹入的氣體攪拌而產生強烈攪動，可加速等離子加熱區內鋼液溫度的均勻，降低高溫鋼水的比例和表面鋼水的溫度；同時由於高溫鋼水比例減少，高溫鋼水對耐材的輻射減弱，通較好地解決目前中間包耐火材料在等離子加熱時損耗嚴重的問題。
圖1為本發明的中間包加熱裝置立體結構示意圖。
圖2為本發明的中間包加熱裝置正視結構示意圖。
圖3為本發明的中間包加熱裝置俯視結構示意圖。
圖4為本發明的中間包加熱裝置的底吹氣孔部位的局部放大圖。
圖5a-d分別為本發明的中間包加熱裝置的底吹氣孔位於不同位置及數量示意圖。
具體實施例方式
請先參閱圖1所示，本發明的用於連鑄工藝的中間包加熱裝置與傳統的中間包加熱裝置一樣，由兩塊中擋渣堰1、2與主渣堰3以及側壁4、底壁5形成上壁開口的等離子加熱室，中擋渣堰1、2以及主渣堰3、側壁4採用耐火材料製成，中擋渣堰1和2上開有流通鋼水的通鋼孔，底壁5包括上導電磚51、下導電磚52兩層(見圖4)。
所不同的是，在所述等離子加熱室底壁5上開設有底吹氣孔，底吹氣孔的具體結構請參閱圖2-圖4所示，底壁5的上導電磚51內至少嵌設有一塊彌散式透氣磚53，彌散式透氣磚53周邊設有與彌散式透氣磚相適應的透氣磚外殼54，透氣磚外殼54也嵌入於上導電磚51內，下導電磚52位於彌散式透氣磚53下方且設置導氣管55，導氣管55與透氣磚53相通。
所述的位於上導電磚51內的彌散式透氣磚53呈上小下大的錐形體，所述的透氣磚外殼54也呈上小下大的錐形殼體。透氣磚53和透氣磚外殼54呈錐形以保證透氣磚不會在鋼水中上浮。
所述的位於彌散式透氣磚53下方且位於下導電磚52內設置的導氣管55與透氣磚53保持相通。
請參閱圖5a-d所示，圖5a示意了底吹氣孔，也就是彌散式透氣磚53位於等離子加熱室底壁的中心位置的情況。此時，彌散式透氣磚53和位於下導電磚52內設置的導氣管55均位於加熱室底壁的中心位置，透氣磚53與導氣管55保持相通。
圖5b示意了底吹氣孔，也就是彌散式透氣磚53位於等離子加熱室底壁的偏前部位置的情況。此時，彌散式透氣磚53和位於下導電磚52內設置的導氣管55均位於加熱室底壁的偏前部位置，透氣磚53與導氣管55保持相通。
圖5c示意了底吹氣孔，也就是彌散式透氣磚53位於等離子加熱室底壁的偏後部位置的情況。此時，彌散式透氣磚53和位於下導電磚52內設置的導氣管55均位於加熱室底壁的偏後部位置，透氣磚53與導氣管55保持相通。
圖5d示意了有兩個底吹氣孔，這兩個底吹氣孔位於等離子加熱室底壁中心位置的兩側，此時，則應有兩個相應的彌散式透氣磚53和位於下導電磚52內設置的兩個導氣管55，每一透氣磚53與相應的導氣管55保持相通。
經數學模型研究和水力學模型研究，以及實驗結果表明，採用中間包底吹氣孔，一般來說，通過導氣管55向底吹氣孔，即彌散式透氣磚53中的最佳吹氣流量氬氣在8-30NL/min左右。在等離子加熱區域下方的鋼水由於氣體的攪拌而產生強烈攪動，可加速等離子加熱區內鋼液溫度的均勻，可以具有以下優點降低高溫鋼水的比例和表面鋼水的溫度；由於底吹氣時加熱區鋼液表面溫度較低，等離子加熱效率必定會有所提高；由於高溫鋼水比例減少，高溫鋼水對耐材的輻射減弱，所以採用中間包底吹氣是解決目前中間包耐火材料在等離子加熱時損耗嚴重的較好途徑。
此外，本發明的中間包加熱裝置將透氣磚與中間包導電磚組裝成一體的底吹氣孔結構。由於導電磚材料非常緻密，可以起到防止底吹氣孔附近中間包受熱漏鋼的作用。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書範圍內。
權利要求
1.一種用於連鑄工藝的中間包加熱裝置，加熱裝置由兩塊中擋渣堰與主渣堰以及側壁、底壁形成上壁開口的等離子加熱室，中擋渣堰以及主渣堰、側壁採用耐火材料製成，中擋渣堰上開有流通鋼水的通鋼孔，底壁包括上導電磚、下導電磚兩層，其特徵在於所述等離子加熱室底壁的上導電磚內至少嵌設有一塊彌散式透氣磚，彌散式透氣磚周邊設有與彌散式透氣磚相適應的透氣磚外殼，下導電磚位於彌散式透氣磚下方且設置導氣管。
2.如權利要求1所述的用於連鑄工藝的中間包加熱裝置，其特徵在於所述的位於上導電磚內的彌散式透氣磚呈上小下大的錐形體，所述的透氣磚外殼也呈上小下大的錐形殼體。
3.如權利要求1或2所述的用於連鑄工藝的中間包加熱裝置，其特徵在於所述的彌散式透氣磚位於等離子加熱室底壁的中心位置，或其它位置。
4.如權利要求3所述的用於連鑄工藝的中間包加熱裝置，其特徵在於所述的位於彌散式透氣磚下方且位於下導電磚內設置的導氣管與透氣磚保持相通。
全文摘要
本發明公開了一種用於連鑄工藝的中間包加熱裝置，加熱裝置的等離子加熱室底壁上開設有底吹氣孔，底吹氣孔的具體結構是在上導電磚內嵌設有至少一塊彌散式透氣磚，彌散式透氣磚周邊設有與彌散式透氣磚相適應的透氣磚外殼，下導電磚位於彌散式透氣磚下方且設置導氣管。當向下導電磚內導氣管吹入氣體後，氣體通過透氣磚吹入等離子加熱室的鋼水中，在等離子加熱區域下方的鋼水由於受到吹入的氣體攪拌而產生強烈攪動，可加速等離子加熱區內鋼液溫度的均勻，降低高溫鋼水的比例和表面鋼水的溫度；同時由於高溫鋼水比例減少，高溫鋼水對耐材的輻射減弱，可較好地解決目前中間包耐火材料在等離子加熱時損耗嚴重的問題。
文檔編號B22D11/11GK101062520SQ20061002607
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月26日 優先權日2006年4月26日
發明者劉俊江, 樊俊飛, 王妍, 嚴永亮, 葛亮, 王勇 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司