具有電磁感應線圈的座磚的製作方法
2023-05-04 09:25:46 1
具有電磁感應線圈的座磚的製作方法
【專利摘要】一種具有電磁感應線圈的座磚，屬於冶金【技術領域】。本實用新型提供一種具有電磁感應線圈的座磚。其利用電磁感應加熱原理，對座磚內的鐵碳合金進行感應加熱直至部分或全部熔化完成開澆過程，從而取代了傳統開澆過程中運用引流砂的傳統方式，顯著提高了開澆率，避免了鋼液成分受到汙染，提高了鋼液的潔淨度，具有較強的使用推廣價值。本實用新型包括具有鋼液通道的座磚本體，其特點是在鋼液通道外側的座磚本體內設置有電磁感應線圈，在電磁感應線圈與座磚本體之間設置有隔熱層。
【專利說明】具有電磁感應線圈的座磚
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於冶金【技術領域】，具體涉及一種具有電磁感應線圈的座磚。
【背景技術】
[0002]隨著煉鋼技術的應用和發展，特別是當今用戶對鋼材質量越來越高的要求及國際市場對鋼的綜合性能及價格的激烈競爭，連鑄坯的質量越來越受到重視；嚴格控制鋼液的潔淨度，減小鑄坯缺陷已成為煉鋼生產中最為關注的重要工作。
[0003]在連鑄生產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高附加值冶金廣品的瓶頸，為打破此瓶頸，中外學者對如何提尚鋼包開饒率和減少引流砂對鋼液的汙染做出了大量的研宄工作。
[0004]傳統的座磚製備工藝生產出來的座磚僅是液態金屬流通時的通道。目前，國際上仍採用傳統方式，在金屬冶煉過程中，向座磚內添加引流砂的方法來進行工業上的開澆。這樣會造成引流砂對鋼液的汙染導致鋼液潔淨度降低影響鑄坯質量進而影響後續軋製成型的終端產品。
實用新型內容
[0005]針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種具有電磁感應線圈的座磚。其利用電磁感應加熱原理，對座磚內的鐵碳合金進行感應加熱直至部分或全部熔化完成開澆過程，從而取代了傳統開澆過程中運用引流砂的傳統方式，顯著提高了開澆率，避免了鋼液成分受到汙染，提高了鋼液的潔淨度，具有較強的使用推廣價值。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:一種具有電磁感應線圈的座磚，包括具有鋼液通道的座磚本體，其特點是在鋼液通道外側的座磚本體內設置有電磁感應線圈，在電磁感應線圈與座磚本體之間設置有隔熱層。
[0007]所述電磁感應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]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0011]1、本實用新型採用電磁感應加熱，同時利用與鋼液成分相同的鐵碳合金代替引流砂，有效避免了汙染鋼液情況的發生，改善了鋼液的潔淨度，適用於工業化大批量生產潔淨鋼的技術要求，同時也提高了鋼包的開澆率；
[0012]2、所投用的鐵碳合金量是根據相應的鋼種型號計算出座磚內需要添加的鐵碳合金量；有效地避免了座磚內固液界面高度的波動，這樣就可更精確的控制鐵碳合金的熔化時間，從而為鋼鐵企業合理安排連鑄的生產周期提供相應的理論依據；
[0013]3、座磚內的電磁感應線圈採用通電銅管與壓縮惰性氣體一體方式進行(銅管內部通壓縮惰性氣體)，於是更加合理的簡化了座磚的內部結構，座磚的穩定性得到了進一步加強；
[0014]4、在電磁感應線圈與座磚本體之間設置有隔熱層，可減少周圍環境的熱輻射、熱傳導。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的具有電磁感應線圈的座磚的一個實施例的結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的具有電磁感應線圈的座磚的另一個實施例的結構示意圖；
[0017]圖3為本實用新型的具有電磁感應線圈的座磚的製造工藝的不意圖；
[0018]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-電磁感應線圈，9-下水口安裝孔，10-圓弧狀突臺，11-座磚模具，12-封裝後的電磁感應線圈。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0020]實施例一:
[0021]如圖1所示，一種具有電磁感應線圈的座磚，包括具有鋼液通道6的座磚本體3，在鋼液通道6外側的座磚本體3內設置有電磁感應線圈8，在電磁感應線圈8與座磚本體3之間設置有隔熱層7，防止座磚長時間使用使電磁感應線圈8溫度過高，有燒損現象產生，還可減少周圍環境的熱輻射、熱傳導；所述隔熱層7採用的是德國生產的1100型納米級微孔可熱氈。所述電磁感應線圈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、四周對稱的空心內腔，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50_，開口度為180_，本實施例與傳統工藝相比未改變座磚頂部開口度，與傳統工藝開口度一致；在鋼液流入端設置有倒角，便於鋼液的流入，減小鋼液對座磚的腐蝕。在圓錐段4的下方設置有圓柱段5，圓柱段5的高度為158mm，其直徑為110_ ;在圓柱段5的下方設置有下水口安裝孔9。在座磚本體3的最底端還設置有一圓弧狀突臺10，其高度為68mm，外徑為298mm，倒角為R10，圓弧狀突臺10內的下水口安裝孔的直徑為186_。電磁感應線圈8採用通電銅管與壓縮惰性氣體一體方式進行，銅管內部通壓縮惰性氣體。
[0022]電磁感應線圈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。在現場使用時，需要在鋼包底殼I上打兩個方孔，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範圍內(30?150mm)，來減少通電後磁場的相互影響。在安裝本實用新型的座磚時，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，並確保線圈引線2不與鋼包壁接觸，防止對鋼包加熱時漏電等現象的發生，增加漏磁現象。
[0023]本實施例中，所述座磚本體3的大小為:長570mm，寬350mm，高420mm。電磁感應線圈8的直徑為155_，高為130_，膽數為13膽，相鄰兩膽的間距為3_，兩膽間用高溫線圈泥隔離開來防止通電時產生短路，燒損線圈，電磁感應線圈8的頂端距座磚本體3上端面的距離為150mm。
[0024]實施例二:
[0025]如圖2所示，一種具有電磁感應線圈的座磚，包括具有鋼液通道6的座磚本體3，在鋼液通道6外側的座磚本體3內設置有電磁感應線圈8，在電磁感應線圈8與座磚本體3之間設置有隔熱層7，防止座磚長時間使用使電磁感應線圈8溫度過高，有燒損現象產生，還可減少周圍環境的熱輻射、熱傳導；所述隔熱層7採用的是德國生產的1100型納米級微孔可熱氈。所述電磁感應線圈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、四周對稱的空心內腔，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70_，開口度為190_，本實施例與傳統工藝相比增大了座磚頂部開口度，其大小依據現場情況而定，選取範圍為180?240mm ;在鋼液流入端設置有倒角，便於鋼液的流入，減小鋼液對座磚的腐蝕。在圓錐段4的下方設置有圓柱段5，圓柱段5的高度為138mm，其直徑為IlOmm ;在圓柱段5的下方設置有下水口安裝孔9。在座磚本體3的最底端還設置有一圓弧狀突臺10，其高度為68mm，外徑為298mm，倒角為R10，圓弧狀突臺10內的下水口安裝孔的直徑為186mm。電磁感應線圈8採用通電銅管與壓縮惰性氣體一體方式進行，銅管內部通壓縮惰性氣體。
[0026]電磁感應線圈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。在現場使用時，需要在鋼包底殼I上打兩個方孔，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範圍內(30?150mm)，來減少通電後磁場的相互影響。在安裝本實用新型的座磚時，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，並確保線圈引線2不與鋼包壁接觸，防止對鋼包加熱時漏電等現象的發生，增加漏磁現象。
[0027]本實施例中，所述座磚本體3的大小為:長570mm，寬350mm，高420mm。電磁感應線圈8的直徑為155_，高為130_，膽數為13膽，相鄰兩膽的間距為3_，兩膽間用高溫線圈泥隔離開來防止通電時產生短路，燒損線圈，電磁感應線圈8的頂端距座磚本體3上端面的距離為150mm。
[0028]所述電磁感應線圈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器件配套使用，電磁感應線圈8的底端與座磚本體3的底面的距離(熔化座磚內鐵碳合金的最佳位置)需要通過模擬運算得出最佳；座磚模具11的大小依據具體鋼廠所用的座磚本體3的大小製作，圓錐段4的開口度大小可通過模擬實驗以及現場實驗得到最佳值。
[0029]所投用的鐵碳合金量是根據相應的鋼種型號計算出座磚內需要添加的鐵碳合金量；有效地避免了座磚內固液界面高度的波動，這樣就可更精確的控制鐵碳合金的熔化時間，從而為鋼鐵企業合理安排連鑄的生產周期提供相應的理論依據。
[0030]所述的具有電磁感應線圈的座磚的製造工藝，包括如下步驟:
[0031]步驟一:將電磁感應線圈8封裝於隔熱層7內；電磁感應線圈8封裝於隔熱層7內的具體方法為:向高溫線圈泥內倒入一定量的玻璃水攪勻後塗抹到電磁感應線圈8四周，將隔熱材料黏貼到電磁感應線圈8上形成隔熱層7，確保電磁感應線圈8整體封裝到隔熱材料內；
[0032]步驟二:將封裝後的電磁感應線圈12用行車吊起懸空於座磚模具11內，如圖3所示，其下端面用固定在座磚模具11底部的四根細線固定好，電磁感應線圈8要處於平衡拉緊狀態，防止澆注時電磁感應線圈8由於密度小而產生向上漂移造成距離座磚本體3底面距離不準確，或電磁感應線圈8偏離鋼液通道6的現象產生；在澆注前將座磚模具11內部塗油便於脫模；
[0033]步驟三:開啟震動平臺進行澆注，通過澆注將封裝後的電磁感應線圈12鑲嵌於鋼液通道6外側的座磚本體3內；
[0034]步驟四:澆注後入窯烘烤脫模使封裝後的電磁感應線圈12和座磚本體3成為一體。
[0035]本實用新型的具有電磁感應線圈的座磚的使用方法為:
[0036]本實用新型隨鋼包使用經過「受鋼-爐外精煉或鎮靜-澆鑄作業-傾包倒渣-鋼包點檢維護(包括清理水口座磚鑄孔、檢查維護滑動水口必要時予以更換)-烘烤鋼包-受鋼」全過程，當鋼包放置到旋轉平臺時，對本實用新型的電磁感應線圈8進行通電，通過壓縮惰性氣體對電磁感應線圈8進行冷卻，氣流壓力從OMPA緩慢增至0.3?10.0MPA左右，使得電磁感應線圈8緩慢溫降，保證電磁感應線圈8的使用壽命，可以適當調節壓縮惰性氣體壓力，保證電磁感應線圈8溫度控制在300°C以下。當鋼包旋轉至開澆位置時，利用電磁感應加熱原理對座磚本體3內電磁感應線圈8進行加熱，熔化座磚內與鋼液成分相同的鐵碳合金，完成開饒過程。
【權利要求】
1.一種具有電磁感應線圈的座磚，包括具有鋼液通道的座磚本體，其特徵在於在鋼液通道外側的座磚本體內設置有電磁感應線圈，在電磁感應線圈與座磚本體之間設置有隔熱層O
2.根據權利要求1所述的具有電磁感應線圈的座磚，其特徵在於所述電磁感應線圈的底端與座磚本體的底面的距離為I?150mm。
3.根據權利要求2所述的具有電磁感應線圈的座磚，其特徵在於所述電磁感應線圈的底端與座磚本體的底面的距離為10mm。
4.根據權利要求1所述的具有電磁感應線圈的座磚，其特徵在於所述鋼液通道由圓錐段、圓柱段和下水口安裝孔組成，其中，圓錐段的開口底為180?240mm。
【文檔編號】B22D41/48GK204182907SQ201420645570
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】王學斌, 史純陽, 劉興安, 王強, 劉鐵, 赫冀成 申請人:山東鋼鐵股份有限公司, 東北大學