一種通道式感應加熱中間包及其澆鑄方法

2023-04-28 21:15:46

一種通道式感應加熱中間包及其澆鑄方法
【專利摘要】一種通道式感應加熱中間包及其澆鑄方法，該中間包包括，中間包本體，其內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；通道水平高度低於中間包本體內腔高度的三分之一；感應加熱器，感應線圈穿過上述兩根通道之間；至少兩根吹氣管，設置於中間包本體耐材中，吹氣管出口對應設置於上述通道位於承鋼腔側的進口端。本發明能夠應用在連鑄全過程中去除夾雜物及均勻鋼水溫度。
【專利說明】一種通道式感應加熱中間包及其澆鑄方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及連鑄領域，特別涉及一種通道式感應加熱中間包及其澆鑄方法。

【背景技術】
[0002]在連續鑄鋼技術發展的初期，中間包只是作為鋼水的儲存和分配器來使用。隨著連鑄技術的發展和對鑄坯質量要求的不斷提高，鋼水質量對連鑄工藝的重要意義漸漸為人們所認識。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淨度，要儘可能精確地控制鋼水的成分範圍，並要在足夠長的時間內保持穩定的鋼水溫度和過熱度。因此，作為鋼的冶煉過程中的最後一個耐火材料容器，而且是由間歇操作轉向連續操作的銜接點，中間包的作用是不可忽視的。它除了穩定注流、實現多爐連澆外，更重要的是起到促進夾雜物的上浮排除和純潔鋼水的重要作用。
[0003]在連鑄生產過程中，尤其需要嚴格控制鋼水的過熱度，希望實現穩定的低溫澆注。但當鋼水過熱度降低到一定溫度時，包括鋼水帶入流渣等因素會使連鑄坯的夾雜物缺陷大大增加；如果鋼水過熱度再繼續降低，鋼水就有凍結在浸入式水口中的危險，反之，若鋼水的過熱度太高，則鑄坯內就會生成非等軸的粗晶粒組織，而且偏析嚴重。因此，為了同時消除或減少連鑄坯內的偏析和夾雜物等缺陷，必須將中間包內的鋼水溫度控制在很窄的範圍內，而在中間包增設加熱裝置後，通過加熱裝置對鋼水供熱，就能實現穩定的低溫澆注。
[0004]近年逐步推廣應用的中間包通道式感應加熱裝置正式一種中間包溫度補償和夾雜物去除的最有效的手段。
[0005]傳統布置的中間包通道式感應加熱裝置，感應線圈布置於接收大包鋼水的承鋼腔和中間包澆鑄腔之間，感應線圈沿大包長水口(大包水口受鋼器)澆鑄方向中心線布置,感應線圈兩側的感應通道和中間包長軸垂直，這種布置要求連鑄機大包水口(受鋼器)和中間包水口中心線之間中心距必須足夠大，以保證足夠感應線圈安裝空間和足夠的左感應通道4和感應通道的長度。
[0006]通道式感應加熱技術用於熔化金屬和合金特別是有色金屬已有幾十年歷史，但用於連鑄中間包鋼水加熱則是近二十多年的事。工業實驗和在線應用表明，它能有效的補償中間包鋼水的溫降並使其溫度均勻。具有加熱均勻、效率高、設備簡單、投資省、運行安全、維護方便等優點。
[0007]文獻《連鑄中間罐通道式感應加熱技術》提出中間包通道內鋼水由於電磁的作用產生感應電流，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。
[0008]箍縮效應有利的一面是通道中的不導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]該文章同時指出，鋼水在出通道後由於溫度差而引起熱對流，通道內的鋼水由於鋼水加熱溫度高，在流出通道時上浮，同時帶動通道內的夾雜物上浮至渣層。
[0010]但是對於通道感應加熱中間包來說，由於在整個連鑄過程中要根據工藝要求來控制感應加熱的開關。在連鑄初期，由於大包鋼水溫度較高，此時感應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；而在連鑄中後期，由於大包鋼水溫度下降，儘管中間包蓄熱充分，但整體鋼水的溫度下降要求中間包內鋼水需要開啟感應加熱來補充鋼水。此時中間包通道內流出的鋼水才具有了上述的箍縮力和熱浮力效應，才能有效的去除鋼水中的夾雜物和加快鋼水溫度均勻。


【發明內容】

[0011]本發明的目的在於提供一種通道式感應加熱中間包及其澆鑄方法，能夠應用在連鑄全過程中去除夾雜物及均勻鋼水溫度。
[0012]為達到上述目的，本發明的技術方案是:
[0013]一種通道式感應加熱中間包，其包括，中間包本體，其內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；通道水平高度低於中間包本體內腔高度的三分之一；感應加熱器，感應線圈穿過上述兩根通道之間；至少兩根吹氣管，設置於中間包本體耐材中，吹氣管出口對應設置於上述通道位於承鋼腔側的進口端。
[0014]進一步，在感應加熱中間包通道進口端的耐材採用透氣磚，透氣磚底部連接吹氣管。
[0015]本發明通道式感應加熱中間包的澆鑄方法，在連鑄初期，大包的鋼水通過長水口進入中間包承鋼腔，當鋼水達到工作液位後，分別在承鋼腔和澆鋼腔加入保護渣形成渣層；在初期鋼水溫度較高時，不開啟感應加熱器，開啟吹氣管，吹氣管通入的氣體經過透氣磚吹入中間包；承鋼腔中的鋼水在通過通道進入澆鋼腔前，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；進入通道的鋼水卷吸氣泡後，由於氣泡的作用使得進入通道內另一部分的夾雜物發生旋轉凝聚長大，在流出通道後隨著氣泡的上浮帶動作用從而進入渣層；由於氣泡的攪拌作用，使得承鋼腔、澆鋼腔內的鋼水溫度混合均勻後從中間包出口流出；在連鑄中後期，停止吹氣，開啟感應加熱器對中間包內的鋼水進行加熱，由於通道內的鋼水受到電磁箍縮力和熱浮力的作用，從通道流出的鋼水攜帶夾雜物上浮至渣層，從而達到去除鋼水中夾雜物和均勻鋼水溫度的作用。
[0016]進一步，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，當大包鋼水澆鑄至中間包中達到工作液位時，打開底部的吹氣管進行吹氣，鋼水在流動過程中由承鋼腔經過通道進入至澆鑄腔中。由於通道前方上浮氣泡的影響，一方面鋼水在進入通道前，其內部的夾雜物隨氣泡上浮，沿著耐材壁面上浮到渣層中；另一方面進入通道中的鋼水攜帶了大量的氣泡，鋼水中夾雜物受到氣泡的卷混不斷凝聚長大，在流出通道後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水口流出，而是在澆鋼腔中充分混合後進入底部出口，這樣使得澆鋼腔中的鋼水溫度攪拌混合均勻。
[0023]本發明的優點在於:
[0024]1.本發明可以在連鑄澆鑄整個過程中促進夾雜物的凝聚上浮和均勻鋼水溫度，從而使得整個澆鑄過程的夾雜物水平和溫度差保持恆定；
[0025]2.本發明相比傳統的通道加熱中間包，增加了在承鋼腔中利用氣體攪拌促進夾雜物上浮的特點；
[0026]3.本發明最大程度的避免了通道感應加熱中間包在不加熱時，鋼水直接進入中間包出口的現象，穩定了中間包出口的流動狀態；
[0027]4.由於氣泡的上浮作用，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耐材的衝刷；
[0028]5.由於通道內氣泡的作用，可以不斷去除在鋼水澆鑄過程中粘附在通道內壁的夾雜物「結瘤」。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發明實施例的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0030]參見圖1，本發明的通道式感應加熱中間包，其包括，中間包本體1，其內用耐材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水平高度低於中間包本體I內腔高度H的三分之一；感應加熱器3，其感應線圈穿過上述至少兩根通道之間；至少兩根吹氣管4，設置於中間包本體I耐材2中，對應所述通道103 ;吹氣管4出口對應設置於上述通道103位於承鋼腔101側的進口端。
[0031]進一步，在感應加熱中間包通道進口端的耐材採用透氣磚，透氣磚底部連接吹氣管，能夠不停的在通道前方產生彌散氣泡。
[0032]實施例1
[0033]大包開澆後，鋼水過熱度為45度，鋼水自長水口 5進入中間包承鋼腔101，通過通道103進入澆鋼腔102 ;經過3分鐘後，在中間包承鋼腔101和澆鋼腔102分別投入保護渣形成渣層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。開啟感應加熱器3對通道103中的鋼水進行加熱，經過20分鐘，連鑄進入尾坯，停止感應加熱器3加熱，關閉澆鋼腔102側的水口 6塞棒，澆鑄結束。
[0034]實施例2
[0035]大包開澆後，鋼水過熱度為30度，經過5分鐘後，在中間包承鋼腔和澆鋼腔分別投入保護渣形成渣層；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。開啟感應加熱器對通道中的鋼水進行加熱，經過30分鐘，連鑄進入尾坯，停止感應加熱器加熱，關閉塞棒，澆鑄結束。
[0036]實施例3
[0037]大包開澆後，鋼水過熱度為35度，經過6分鐘後，在中間包承鋼腔和澆鋼腔分別投入保護渣形成渣層；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。開啟感應加熱器對通道中的鋼水進行加熱，經過35分鐘，連鑄進入尾坯，停止感應加熱器加熱，關閉塞棒，澆鑄結束。
[0038]中間包廣泛應用與連鑄過程的生產過程中，本發明可應用與各種中間包的結構設計中，可以極大去除鋼水中夾雜物的含量，增加鋼水中鋼水的純淨度，從而達到穩定澆注的目的。
【權利要求】
1.一種通道式感應加熱中間包，其特徵在於，包括， 中間包本體，其內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；通道水平高度低於中間包本體內腔高度的三分之一； 感應加熱器，感應線圈穿過上述兩根通道之間； 至少兩根吹氣管，設置於中間包本體耐材中，吹氣管出口對應設置於上述通道位於承鋼腔側的進口端。
2.如權利要求1所述的通道式感應加熱中間包，其特徵在於，在感應加熱中間包通道進口端的耐材採用透氣磚，透氣磚底部連接吹氣管。
3.如權利要求1或2所述的通道式感應加熱中間包的澆鑄方法，在連鑄初期，大包的鋼水通過長水口進入中間包承鋼腔，當鋼水達到工作液位後，分別在承鋼腔和澆鋼腔加入保護渣形成渣層；在初期鋼水溫度較高時，不開啟感應加熱器，開啟吹氣管，吹氣管通入的氣體經過透氣磚吹入中間包；承鋼腔中的鋼水在通過通道進入澆鋼腔前，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；進入通道的鋼水卷吸氣泡後，由於氣泡的作用使得進入通道內另一部分的夾雜物發生旋轉凝聚長大，在流出通道後隨著氣泡的上浮帶動作用從而進入渣層；由於氣泡的攪拌作用，使得承鋼腔、澆鋼腔內的鋼水溫度混合均勻後從中間包出口流出；在連鑄中後期，停止吹氣，開啟感應加熱器對中間包內的鋼水進行加熱，由於通道內的鋼水受到電磁箍縮力和熱浮力的作用，從通道流出的鋼水攜帶夾雜物上浮至渣層，從而達到去除鋼水中夾雜物和均勻鋼水溫度的作用。
4.如權利要求3所述的通道式感應加熱中間包的澆鑄方法，其特徵是，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.如權利要求3所述的通道式感應加熱中間包的澆鑄方法，其特徵是，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.如權利要求3所述的通道式感應加熱中間包的澆鑄方法，其特徵是，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.如權利要求3所述的通道式感應加熱中間包的澆鑄方法，其特徵是，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.如權利要求3所述的通道式感應加熱中間包的澆鑄方法，其特徵是，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】B22D41/01GK104249149SQ201310270409
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】任三兵, 樊俊飛, 方園, 於豔 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司