一種中間包控流裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于連鑄領(lǐng)域，尤其涉及一種中間包鋼水控流去除夾雜并防止水口絮流的 裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 潔凈鋼的發(fā)展要求中間包除了控制鋼液溫度、成分、流速以外，還需在該容器內(nèi)盡 可能的提高鋼水潔凈度。為了達(dá)到這一目的，各鋼廠開展了許多研究工作，并取得了較好地 效果。其中采用最多的手段是中間包內(nèi)設(shè)置湍流器、擋墻火中間包過濾器等。湍流器的作 用是將鋼包注流引起的強烈湍流控制在湍流區(qū)，并盡可能地去除轉(zhuǎn)爐的脫氧產(chǎn)物、鋼包渣 和二次氧化產(chǎn)物，從而改善鋼的清潔度。中間包擋墻的目的是改善鋼液流動特性流場，延長 鋼液在中間包停留時間，使夾雜物能夠充分上浮，來達(dá)到凈化鋼液的目的。中間包過濾器顧 名思義，即通過吸附鋼液中的夾雜物以減少鋼中夾雜物。鋼液通過這些手段凈化后注入中 間包上水口。當(dāng)鋼液注入上水口時，在其上方會形成一個渦流區(qū)，這個渦流區(qū)導(dǎo)致鋼水流動 發(fā)生變化，某些上浮的夾雜物可能會重新卷入鋼水中。尤其在低液位澆注狀態(tài)下，不可避免 的將夾雜物或覆蓋劑卷入到鋼水中，這些夾渣卷入到結(jié)晶器而又來不及上浮，從而導(dǎo)致了 鑄坯的表面缺陷；當(dāng)澆注超低碳鋼、鋁脫氧鋼時，由于鋼水中A1 203等夾雜無法完全去除，常 把中間包上水口和浸入式水口絮死，直接影響了連鑄生產(chǎn)的順利進行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種中間包控流裝置及方法。其目的旨在通過控制上水口處的鋼水流 動方式，減少夾雜和水口絮流，提高鋼水的潔凈度，保證澆注的順利進行。
[0004] 為此，本發(fā)明所米取的解決方案是：
[0005] -種中間包控流裝置，其特征在于，所述控流裝置為中空的圓筒形結(jié)構(gòu)，圓筒頂面 封閉，沿圓筒內(nèi)壁圓周切線方向等間距設(shè)有至少2排控流孔，圓筒外壁包裹有一層薄外殼。
[0006] 所述控流裝置的圓筒高度為300~500mm，圓筒頂面和側(cè)壁的厚度均為7~15mm， 圓筒的內(nèi)徑是中間包上水口內(nèi)徑的4~8倍。
[0007] 所述控流孔的截面形狀為圓形、梅花形或菱形，控流孔總面積是中間包上水口內(nèi) 腔橫斷面面積的5~10倍。
[0008] 所述控流孔設(shè)置在距圓筒頂面100mm以下、圓筒底面50mm以上范圍內(nèi)。
[0009] 所述薄外殼采用厚度為1~5mm鋼板加工而成。
[0010] 所述圓筒頂面和側(cè)壁材質(zhì)為鋁鋯碳質(zhì)材料。
[0011] -種應(yīng)用上述中間包控流裝置的方法，其特征在于：
[0012] 將控流裝置的圓筒軸線與中間包上水口中心線對正后扣放在中間包上水口上面， 即可進行鋼水澆注；鋼水澆注初期，在薄外殼的包裹下，鋼水中的大顆粒夾雜物被阻擋在控 流裝置外而無法直接進入結(jié)晶器；同時消除了低液位澆注時上水口上方產(chǎn)生渦流的動力學(xué) 條件，使覆蓋劑也無法卷入鋼水中；當(dāng)注入中間包的鋼水達(dá)到一定高度后，隨著控流裝置薄 外殼逐步被熔化，鋼水通過控流孔進入控流裝置，切向進入的鋼水在控流裝置內(nèi)將形成旋 流，使鋼水在中間包內(nèi)停留時間增加，夾雜物得到進一步上浮，且鋼水中部分夾雜物被控流 孔壁吸附，從而抑制了中間包上水口絮流和浸入水口絮流的形成，使鋼質(zhì)得到凈化；澆注末 期低液位澆注時與澆注初期具有相同的原理和作用。
[0013] 本發(fā)明的有益效果為：
[0014] 1、控流裝置外層鋼板到鋼水澆注一定高度后熔化過程中，可以避免開澆時攜帶大 顆粒夾雜物的初期鋼水直接進入結(jié)晶器，提高頭坯潔凈度。
[0015] 2、能夠控制中間包內(nèi)鋼水流動方式，延長夾雜物上浮時間，同時吸附夾雜，凈化鋼 液。
[0016] 3、澆注末期中間包低液位澆注時，由于其控流作用可以防止覆蓋劑卷入鋼水，一 定范圍內(nèi)實現(xiàn)拉速不變情況下的連續(xù)澆注，提高鋼水收得率，并減少拉速變化引起的保護 渣卷渣等對連鑄坯質(zhì)量的影響。整個澆注過程中鋼水被進一步凈化，減少了中間包上水口 和浸入式水口絮流產(chǎn)生幾率，為穩(wěn)定連鑄坯質(zhì)量和保證生產(chǎn)順行提供了一條可行的技術(shù)途 徑。
【附圖說明】
[0017] 圖1是控流裝置使用狀態(tài)示意圖；
[0018] 圖2是控流裝置A-A截面圖。
[0019] 圖中：中間包1、控流裝置2、控流孔3、薄外殼4、上水口 5。
【具體實施方式】
[0020] 中間包控流裝置2整體為一中空的圓筒形結(jié)構(gòu)，筒頂封閉，筒度為350~450mm，筒 頂和側(cè)壁厚度均為8~10_，圓筒內(nèi)徑是中間包上水口內(nèi)徑的4~8倍，筒頂和側(cè)壁均為鋁 鋯碳質(zhì)材料。沿圓筒內(nèi)壁圓周切線方向等間距設(shè)有4排控流孔3,控流孔3第一排距圓筒 頂面100mm、第四排距圓筒底面50mm，控流孔3的截面形狀為圓形，控流孔3總面積是中間 包1上水口 5內(nèi)腔橫斷面面積的10倍。圓筒外壁包裹有一層厚度為3_鋼板加工而成的 薄外殼4。
[0021] 將控流裝置2的圓筒軸線與上水口 5中心線對正扣在上水口 5的上面，鋼水澆注 初期，在薄外殼4的包裹下，鋼水中的大顆粒夾雜物被阻擋在控流裝置2外而無法直接進入 結(jié)晶器；同時消除了低液位澆注時上水口 5上方產(chǎn)生渦流的動力學(xué)條件，使覆蓋劑也無法 卷入鋼水中。當(dāng)注入中間包1的鋼水達(dá)到一定高度后，隨著控流裝置2薄外殼4逐步被熔 化，鋼水通過控流孔3進入控流裝置2,切向進入的鋼水在控流裝置2內(nèi)將形成旋流，使鋼水 在中間包1內(nèi)停留時間增加，夾雜物得到進一步上浮，且鋼水中部分夾雜物被控流孔3的孔 壁吸附，從而抑制了上水口 5絮流和浸入水口絮流的形成，使鋼質(zhì)得到凈化。澆注末期低液 位澆注時與澆注初期具有相同的原理和作用。
[0022] 表1實施例控流裝置的主要參數(shù)
[0023]


[0024] 對比分析常規(guī)方法與本發(fā)明方法的連鑄坯潔凈度指標(biāo)：所取試樣為開澆后2米的 頭還（非穩(wěn)態(tài)）和穩(wěn)態(tài)還：頭還檢測饒注〇. 5m、1. 0m、2m三個位置的T. 0 (ppm)和大型夾雜物 (大于50 μ m)個數(shù)二項指標(biāo)，連鑄還取樣要有代表性。夾雜物檢測試樣總面積為9000mm2， 實施例和對比例結(jié)果見表1。穩(wěn)態(tài)坯檢測選擇第2罐鋼第2、3塊和第3罐鋼第2塊連鑄坯， 同樣分析T.O (ppm)和大型夾雜物（大于50 μ m)個數(shù)二項指標(biāo)，連鑄還取樣要有代表性，夾 雜物分析檢測面積為5000mm2,實施例和對比例結(jié)果見表3。
[0025] 表2澆注2米頭坯潔凈度對比
[0026]

[0027] 表3穩(wěn)態(tài)連鑄還潔凈度對比
[0028]

[0029] 與常規(guī)方法比較，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的連鑄坯T.0含量降低，大型夾雜物數(shù)量 減少，鋼質(zhì)潔凈度明顯提高。
【主權(quán)項】
1. 一種中間包控流裝置，其特征在于，所述控流裝置為中空的圓筒形結(jié)構(gòu)，圓筒頂面封 閉，沿圓筒內(nèi)壁圓周切線方向等間距設(shè)有至少2排控流孔，圓筒外壁包裹有一層薄外殼。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包控流裝置，其特征在于，所述控流裝置的圓筒高度為 300~500mm，圓筒頂面和側(cè)壁的厚度均為7~15mm，圓筒的內(nèi)徑是中間包上水口內(nèi)徑的 4~8倍。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包控流裝置，其特征在于，所述控流孔的截面形狀為圓 形、梅花形或菱形，控流孔總面積是中間包上水口內(nèi)腔橫斷面面積的5~10倍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包控流裝置，其特征在于，所述控流孔設(shè)置在距圓筒頂 面100mm以下、圓筒底面50mm以上范圍內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包控流裝置，其特征在于，所述薄外殼采用厚度為1~ 5mm鋼板加工而成。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間包控流裝置，其特征在于，所述圓筒頂面和側(cè)壁材質(zhì)為 鋁鋯碳質(zhì)材料。7. -種應(yīng)用權(quán)利要求1所述中間包控流裝置的方法，其特征在于： 將控流裝置的圓筒軸線與中間包上水口中心線對正后扣放在中間包上水口上面，即可 進行鋼水澆注；鋼水澆注初期，在薄外殼的包裹下，鋼水中的大顆粒夾雜物被阻擋在控流 裝置外而無法直接進入結(jié)晶器；同時消除了低液位澆注時上水口上方產(chǎn)生渦流的動力學(xué)條 件，使覆蓋劑也無法卷入鋼水中；當(dāng)注入中間包的鋼水達(dá)到一定高度后，隨著控流裝置薄外 殼逐步被熔化，鋼水通過控流孔進入控流裝置，切向進入的鋼水在控流裝置內(nèi)將形成旋流， 使鋼水在中間包內(nèi)停留時間增加，夾雜物得到進一步上浮，且鋼水中部分夾雜物被控流孔 壁吸附，從而抑制了中間包上水口絮流和浸入水口絮流的形成，使鋼質(zhì)得到凈化；澆注末期 低液位澆注時與澆注初期具有相同的原理和作用。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種中間包控流裝置及方法，控流裝置為中空的圓筒形，頂面封閉，沿圓筒內(nèi)壁圓周切線方向等間距設(shè)有至少2排控流孔，圓筒外壁包裹有一層薄外殼。將控流裝置扣放在上水口上面；鋼水澆注初期，鋼水中的大顆粒夾雜物被阻擋在控流裝置外而無法直接進入結(jié)晶器，避免了上水口上方產(chǎn)生渦流，使覆蓋劑也無法卷入鋼水中，提高了頭坯潔凈度。當(dāng)注入中間包的鋼水達(dá)到一定高度后，薄外殼逐步被熔化，切向進入的鋼水在控流裝置內(nèi)將形成旋流，使鋼水在中間包內(nèi)停留時間增加，夾雜物得到進一步上浮，且鋼水中部分夾雜物被控流孔壁吸附，從而抑制了中間包上水口絮流和浸入水口絮流的形成，使鋼質(zhì)得到凈化，有利于實現(xiàn)連續(xù)澆注，提高鋼水收得率。
【IPC分類】B22D41/00
【公開號】CN105710357
【申請?zhí)枴緾N201410734565
【發(fā)明人】呂志升, 栗紅, 康偉, 張曉光, 廖相巍, 曹亞丹, 孫群, 趙晨光
【申請人】鞍鋼股份有限公司