提高钢液洁净度的连铸中间包

摘要

本发明公开了一种提高钢液洁净度的连铸中间包，包括中间包包体和设有大包长水口穿过的第一开口的中间包密封盖，它还包括将中间包包体分隔成注流冲击区和浇注区的处理器，第一开口设置在注流冲击区，处理器包括下挡墙，下挡墙的两侧分别设有第一上挡墙和第二上挡墙，第一上挡墙和下挡墙形成钢液的上升通道，第二上挡墙和下挡墙形成钢液的下降通道，第一上挡墙和第二上挡墙的上端之间形成第二开口，第二开口上设有真空罩，中间包包体的底部对准上升通道处设置有吹氩装置。本发明可充分去除钢液中夹杂物和气体，钢液收得率高，减少金属损失，降低操作费用，提高钢液洁净度和铸坯质量。

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业中的连铸设备，具体地指一种提高钢液洁净度的连铸中间包。

背景技术

目前，绝大部分钢铁都是通过连铸机制造成连铸坯，然后进行轧制处理。连铸工艺流程主要包括：转炉出钢后，钢液经过炉外精炼，由大包运送到连铸机的大包回转台，钢液从大包中通过保护套管流到中间包中，中间包通过浸入式水口流入到结晶器中，并在结晶器中冷凝拉出，生产出连铸坯。

在连铸过程中，由于钢包注流速度高，动能大，进入中间包的冲击区后，形成高度湍流区域，导致中间包钢液二次氧化和中包卷渣现象。中间包在整个过程中，主要发挥以下作用：

（1）降低钢液静压力，保持中间包稳定的钢液液面，平衡地将钢液注入结晶器；

（2）钢液在中间包内停留一段时间(如5~10min)，有利于钢液中夹杂物和混入的渣滴上浮，以净化钢液；

（3）分流钢液。对多流连铸机，通过中间包将钢液分配到各个结晶器；

（4）贮存钢液。在多炉连浇更换钢包时不减拉速，为多炉连浇创造条件。

其中，最主要的作用是去除钢液中夹杂物，去除钢液中[O]、[H]等气体。现有中间包为了更好去除钢液中间杂物，主要采取的措施有：

a、在中间包钢液液面加保护渣，在中间包中设置挡墙，优化钢液流动，通过保护渣捕获去除夹杂物，由于夹杂物上浮时间较长，而钢液再中间包中停留时间较短，所以，其冶金效果有限。

b、在中间包中使用陶瓷过滤器，对钢液进行过滤，这种方法能够去除部分尺寸较大的夹杂物，但是，使用一段时间后，陶瓷过滤器容易堵塞，反而达不到去除夹杂物的效果。

c、在中间包吹入惰性气体，惰性气体生成的气泡使得钢液中的夹杂物颗粒相互碰撞长大，增加了夹杂物的垂直向上运动，从而达到净化钢液的目的，这种处理方法的缺点是不可能在整个中间包下部安装吹气装置，中间包中钢液处理不均匀，钢中气体去除率不高。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种提高钢液洁净度的连铸中间包。

为实现上述目的，本发明所设计的提高钢液洁净度的连铸中间包，包括中间包包体和安装在中间包包体上的中间包密封盖，所述中间包密封盖上设置有用于大包长水口穿过进入中间包包体的第一开口，它还包括将中间包包体分隔成注流冲击区和浇注区的处理器，所述第一开口设置在注流冲击区，所述处理器包括下挡墙，所述下挡墙的两侧分别设置有第一上挡墙和第二上挡墙，所述第一上挡墙和下挡墙形成钢液的上升通道，所述第二上挡墙和下挡墙形成钢液的下降通道，所述第一上挡墙和第二上挡墙的上端均与中间包密封盖连接，所述第一上挡墙和第二上挡墙的下端与中间包包体内侧的底部留有间隙，所述下挡墙的下端与中间包包体内侧的底部连为一体，所述下挡墙的上端与中间包密封盖之间留有间隙，所述第一上挡墙和第二上挡墙的上端之间形成中间包密封盖的第二开口，所述第二开口上设置有与真空泵相连的真空罩，所述中间包包体的底部对准上升通道处设置有吹氩装置。

上述方案中，所述处理器设置有一个，其将中间包包体分隔为一个注流冲击区和一个浇注区，所述注流冲击区和浇注区仅通过处理器的上升通道和下降通道连通。

优选地，所述处理器设置有多个，其将中间包包体分隔为一个注流冲击区和多个浇注区，所述注流冲击区和浇注区仅通过处理器的上升通道和下降通道连通。

这样，进入中间包包体注流冲击区的钢液必须先通过处理器的上升通道上升，进行真空处理后从下降通道进入浇注区，所有浇铸的钢液100%都经过了处理，提高了中间包冶金的效果。

上述方案中，所述第一上挡墙、第二上挡墙和下挡墙彼此平行，所述第一上挡墙和第二上挡墙分别设置在下挡墙两侧8~10厘米处。

上述方案中，所述第一上挡墙和第二上挡墙的下端与中间包包体的底部间隙为10~15厘米，所述下挡墙的最小高度为60厘米，所述下挡墙的最大高度小于中间包包体中钢液液面的最大高度。所述第一上挡墙、第二上挡墙和下挡墙沿长度方向的两侧面与中间包包体的内侧壁连为一体，所述第一上挡墙、第二上挡墙和下挡墙的厚度8~10厘米。

上述方案中，所述浇注区内设置有坝和堰。这样，在浇注区增设坝和堰提高中间包冶金的效果。

上述方案中，所述吹氩装置包括6~8个氩气通路，沿上升通道中心线方向安装在中间包包体底部。这样，氩气进入上升通道，形成大量小气泡，导致上升通道中钢液密度变小，中间包包体内的钢液通过上升通道进入处理器的上部，使中间包包体内的钢液全部得到吹氩处理，提高钢中气体去除率。

上述方案中，所述真空罩通过螺栓与第二开口处的中间包密封盖密封连接。这样，真空罩与真空泵相连，用于抽走溢出的氩气，并在真空罩下造成适当的真空度。

第一上挡墙、第二上挡墙和下挡墙的材质可选熔点在2050~3050℃的氧化物，如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化锆、氧化镁等；也可选择熔点为2000~3887℃的难熔化合物，如碳化物（碳化硅、碳化钛、碳化钽等）、氮化物（氮化硼、氮化硅等）、硼化物（硼化锆、硼化钛、硼化铪等）、硅化物(二硅化钼等)和硫化物(硫化钍、硫化铈等)；还可选择高温复合材料，如金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等。

本发明的有益效果在于：连铸钢液进入中间包后，先通过处理器的上升通道上升，钢液在低真空状态下，一面进行吹氩处理，然后从下降通道进入浇注区，可确保全部进入结晶器的钢液经过处理，增强中间包冶金处理效果。经过处理后的钢液中，35~50μm夹杂物去除率达65%，50μm以上大颗粒夹杂物大部分被去除，全氧含量降低了55%，钢中气体含量降低46%，钢液收得率高，减少金属损失。本发明避免了钢包注流冲击所引起的强烈涡流，防止紊流扩散引起表面波动把渣子卷入钢液内部，有效控制钢液中的夹杂物过多流入结晶器，减少铸坯内夹杂物，提高钢液洁净度和铸坯质量，降低操作费用。

附图说明

图1为本发明一个较优实施例的结构示意图。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为本发明另一个较优实施例的结构示意图。

图4为图3的俯视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

图1~4中所示提高钢液洁净度的连铸中间包，

包括中间包包体1和安装在中间包包体1上的中间包密封盖2，中间包密封盖2上设置有用于大包长水口3穿过进入中间包包体1的第一开口4。它还包括将中间包包体1分隔成注流冲击区1.1和浇注区1.2的处理器5，第一开口4设置在注流冲击区1.1。处理器5包括下挡墙11，下挡墙11的两侧分别设置有第一上挡墙12和第二上挡墙13。第一上挡墙12和下挡墙11形成钢液的上升通道6，第二上挡墙13和下挡墙11形成钢液的下降通道10，第一上挡墙12和第二上挡墙13的上端均与中间包密封盖2连接，第一上挡墙12和第二上挡墙13的下端与中间包包体1内侧的底部留有间隙，下挡墙11的下端与中间包包体1内侧的底部连为一体，下挡墙11的上端与中间包密封盖2之间留有间隙，第一上挡墙12和第二上挡墙13的上端之间形成中间包密封盖2的第二开口9，第二开口9上设置有与真空泵相连的真空罩7，中间包包体1的底部对准上升通道6处设置有吹氩装置8。

第一上挡墙12、第二上挡墙13和下挡墙11彼此平行，第一上挡墙12和第二上挡墙13分别设置在下挡墙6.2两侧8~10厘米处。第一上挡墙12和第二上挡墙13的下端与中间包包体1的底部间隙为10~15厘米，下挡墙11的最小高度为60厘米，下挡墙11的最大高度小于中间包包体1中钢液液面的最大高度。第一上挡墙12、第二上挡墙13和下挡墙11沿长度方向的两侧面与中间包包体1的内侧壁连为一体，第一上挡墙12、第二上挡墙13和下挡墙11的厚度8~10厘米。吹氩装置8包括6~8个氩气通路，沿上升通道6中心线方向安装在中间包包体1底部。真空罩7通过螺栓与第二开口9处的中间包密封盖2密封连接。

实施例1

如图1、2所示，中间包包体1设有一个处理器5，将中间包包体1分隔为一个注流冲击区1.1和一个浇注区1.2，注流冲击区1.1和浇注区1.2仅通过处理器5的上升通道6和下降通道10连通。

实施例2

如图3、4所示，中间包包体1设有两个处理器5，将中间包包体1分隔为一个注流冲击区1.1和两个浇注区1.2。每个处理器5包括一块下挡墙11、真空罩7和吹氩装置8，每块下挡墙11的两侧分别设置有第一上挡墙12和第二上挡墙13。第一上挡墙12和相对的下挡墙11形成钢液的上升通道6，第二上挡墙13和相对的下挡墙11形成钢液的下降通道10。注流冲击区1.1和浇注区1.2仅通过处理器5的上升通道6和下降通道10连通。

采用实施例1或2所提供的连铸中间包对钢包中钢液进行处理：

连铸机开浇前，将真空罩7与抽真空装置连接，吹氩装置8对中间包包体1 吹氩气，按5 NL/Min流量吹5分钟，将中间包包体1中空气排出，并充满氩气，防止钢液注入中间包包体1 时被氧化。

将大包长水口3与中间包包体1的注流冲击区1.1对中，打开滑动水口，钢液从大包中流入注流冲击区1.1。中间包包体1的高度为80~120厘米。当钢液在注流冲击区1.1中的深度达中间包包体1的一半高度时，中间包包体1底部的吹氩装置8加大吹氩量，每个通路流量按120NL/Min送气，压力0.2MPa。

氩气从吹氩装置8出来进入上升通道6，产生大量小气泡，导致上升通道6中钢液密度变小，钢液随氩气泡经上升通道6进入真空罩7下部，打开真空泵，真空泵抽气量为氩气流量的1.5倍，在真空罩7下部产生真空，在氩气泡及微负压作用下，钢液在真空罩7下进行真空处理后，经下降通道10进入浇注区1.2。这个过程中，钢液通过真空处理和吹氩处理，去除夹杂物、去除气体，所有浇铸的钢液100%都经过了处理，提高了中间包冶金的效果。