專利名稱：一種用于去除中間包鋼液夾雜物的吹氣精煉裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金中間包連鑄技術(shù)領(lǐng)域，尤其提供了一種改善中間包內(nèi)鋼液流動并保護(hù)鋼液不被氧化的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
連鑄中間包是鋼水凝固前的最后一個耐火材料容器，已由最初的分流、連澆和減壓等作用發(fā)展為具有去除夾雜物、加熱等功能的精煉設(shè)備。因此應(yīng)最大程度的去除鋼液中夾雜物并盡量避免帶入外來夾雜?？刂浦虚g包內(nèi)鋼液流動行為是實(shí)現(xiàn)夾雜物有效去除的重要途徑。

大量研究表明，傳統(tǒng)控流裝置，只能有效去除大于50 μ m以上的夾雜物，無法滿足高純凈鋼的要求。為去除更多更小的夾雜物并避免因耐材擋墻沖刷引起的外來夾雜，發(fā)明了氣幕擋墻技術(shù)。氣幕擋墻的使用與傳統(tǒng)控流裝置相比，減少了耐火材料侵蝕，但在改善鋼液流動、去除夾雜物方面并未表現(xiàn)出優(yōu)越性。究其原因，氣體流量是促進(jìn)夾雜物上浮的關(guān)鍵參數(shù)，同時也對中間包內(nèi)鋼渣卷混的影響顯著。中國專利I (200910097747. 2)公開了一種中間包去除非金屬夾雜物的方法在中間包永久層底部設(shè)置一氣幕擋墻，大包開澆后氣體流量控制在8(Tl50NL/min。中國專利2(201010511767. 2)公開了一種設(shè)置有氣泡生成器的連鑄中間包，與專利I類似，目的均是改變鋼液流動方向，使鋼水中夾雜物上浮去除。此類方法均在中間包底部設(shè)置透氣磚，向透氣磚內(nèi)吹氣在中間包內(nèi)形成氣幕擋墻，但吹氣量均在不吹開渣面的情況下限制在一定范圍內(nèi)，捕獲并去除夾雜物的能力有限，若加大氣量又會造成鋼液的二次氧化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種適用于去除中間包鋼液夾雜物的新型吹氣精煉裝置。采用該裝置可以有效改善中間包內(nèi)鋼液流動行為，延長中間包內(nèi)鋼液的平均停留時間，增加夾雜物上浮去除的幾率，同時可保證渣面平穩(wěn)波動小，大幅度降低因卷渣和二次氧化產(chǎn)生的夾雜物，從而降低中間包內(nèi)全氧含量，避免水口堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)順行，鋼質(zhì)量的提聞。一種適用于去除中間包鋼液夾雜物的吹氣精煉裝置，中間包I、吹氣裝置2、浸潰罩3、永久層5、工作層6、致密層7、透氣層8、氣室9、通氣管10、透氣磚11、罩體12、浸入部分13、自動升降系統(tǒng)14、排氣孔15。所述中間包包括永久層及設(shè)置在永久層內(nèi)表面上的工作層，所述永久層底部上設(shè)有吹氣裝置，所述吹氣裝置包括透氣磚與通氣管，所述透氣磚包括致密層與透氣層，所述透氣層中部有氣室，外界氣體通過所述通氣管向所述氣室內(nèi)吹氣，所述浸潰罩是由鋼板支承的耐火材料罩，設(shè)置在所述吹氣裝置正上方，與自動升降系統(tǒng)連接。浸潰罩由罩體和浸入部分組成，設(shè)有排氣孔。優(yōu)選的，所述透氣磚采用剛玉一莫來石為主要原料澆注振動成型。優(yōu)選的，浸潰罩3的浸入部分采用高鋁耐火水泥澆鑄而成。
一種適用于去除中間包鋼液夾雜物的吹氣精煉裝置吹氣精煉方法，其特征在于鋼包開澆前先向透氣磚通入小流量氬氣，確保氣幕擋墻不吹開渣面，流量控制在2m3/tT3m3/h;鋼包開澆至液面到達(dá)工作液位，浸潰罩對位后，強(qiáng)吹氬15s，吹開鋼液表面渣層后，立即降罩，不斷吹氬，氬氣流量可根據(jù)現(xiàn)場要求，調(diào)整到最佳流量；鋼包停澆后，逐漸減小氣體流量，恢復(fù)至2m3/tT3m3/h，緩慢升罩并移出中間包；中間包澆注結(jié)束后關(guān)閉氬氣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在中間包內(nèi)吹氣裝置上方設(shè)置浸潰罩，可引入大氣量的氣幕擋墻，形成連續(xù)緊密的氣泡柱，明顯延長了中間包內(nèi)鋼液平均停留時間，顯著改善了鋼液流動行為；大量的微小氣泡可攪拌鋼液，吸附較小尺寸的夾雜物；可避免吹氣量大導(dǎo)致的鋼液二次氧化和卷渣現(xiàn)象。


圖I是本發(fā)明中間包吹氣精煉裝置整體結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明中間包吹氣精煉裝置三維結(jié)構(gòu) 圖3是本發(fā)明吹氣精煉裝置主體剖面 圖4是本發(fā)明吹氣精煉裝置中透氣磚剖面 圖5是本發(fā)明吹氣精煉裝置中浸潰罩 圖6是本發(fā)明吹氣精煉裝置中浸潰罩及與其連接的自動升降系統(tǒng)示意圖。圖7是大氣量下有無浸潰罩對渣面影響對比圖。圖中標(biāo)記為中間包I、吹氣裝置2、浸潰罩3、鋼水4、永久層5、工作層6、致密層7、透氣層8、氣室9、氣管10、透氣磚11、罩體12、浸入部分13、自動升降系統(tǒng)14、排氣孔15。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明中間包吹氣精煉裝置整體結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明適用于去除中間包鋼液夾雜物的吹氣精煉裝置，包括中間包I、吹氣裝置2和浸潰罩3，所述中間包包括永久層5及設(shè)置在永久層內(nèi)表面上的工作層6，所述永久層底部上設(shè)有吹氣裝置2，所述吹氣裝置包括透氣磚11與通氣管10，所述透氣磚包括致密層7與透氣層8，所述透氣層中部有氣室9，外界氣體通過所述通氣管向所述氣室內(nèi)吹氣，所述浸潰罩3是由鋼板支承的耐火材料罩，由罩體12和浸入部分13組成，設(shè)有排氣孔15，與自動升降系統(tǒng)14連接，設(shè)置在所述吹氣裝置2正上方。本發(fā)明使用該新型吹氣精煉裝置的工藝方法，以80t板坯中間包為例
(1)鋼包開澆前先向透氣磚通入小流量氬氣，確保氣幕擋墻不吹開渣面，流量控制在2m3/h 3m3/h ；
(2)鋼包開澆至液面到達(dá)工作液位，浸潰罩對位后，強(qiáng)吹氬15s，吹開鋼液表面渣層后，立即降罩；
(3)不斷吹入氬氣，氣體流量可根據(jù)現(xiàn)場要求，調(diào)節(jié)到最佳流量；
(4)鋼包停澆后，逐漸減小氣體流量，恢復(fù)至2m3/tT3m3/h，緩慢升罩并移出中間包；
(5)中間包澆注結(jié)束后停止吹入氬氣。通過物理模擬對中間包新型吹氣精煉裝置效果進(jìn)行驗(yàn)證。以80t板坯中間包為例，采用普通氣幕擋墻，若保證液面平穩(wěn)的最大吹氣量為3 m3/h，超過該氣量，則渣面被吹開，渣被卷入鋼液；當(dāng)吹入相當(dāng)于現(xiàn)場氬氣流量7m3/h時，采用本發(fā)明新型吹氣精煉裝置渣面平穩(wěn)，對比效果如圖7所示。在同樣保證渣面平穩(wěn)的情況下，新型吹氣精煉裝置使中間包內(nèi)鋼液停留的平均時間為334s，比普通氣幕擋墻 的中間包內(nèi)鋼液平均停留時間增加至少10s，顯著改善了鋼液流動行為，減小了死區(qū)比例，增大了夾雜物上浮去除幾率。
權(quán)利要求
1.一種用于去除中間包鋼液夾雜物的吹氣精煉裝置，其特征在于精煉裝置包括中間包(I)、吹氣裝置(2)、浸潰罩(3)、永久層(5)、工作層(6)、致密層(7)、透氣層(8)、氣室(9)、氣管(10)、透氣磚(11 )、罩體(12)、浸入部分(13)、自動升降系統(tǒng)(14)、排氣孔(15);所述中間包包括永久層(5)及設(shè)置在永久層內(nèi)表面上的工作層(6)，所述永久層底部上設(shè)有吹氣裝置(2 )，所述吹氣裝置包括透氣磚(11)與通氣管(10 )，所述透氣磚包括致密層(7 )與透氣層(8)，所述透氣層中部有氣室(9)，外界氣體通過所述通氣管向所述氣室內(nèi)吹氣，所述浸潰罩(3)是由鋼板支承的耐火材料罩，設(shè)置在所述吹氣裝置(2)的正上方，與自動升降系統(tǒng)(14)連接；浸潰罩由罩體(12)和浸入部分(13)組成,設(shè)有排氣孔(15)。
2.根據(jù)權(quán)利I一種用于去除中間包鋼液夾雜物的吹氣精煉裝置，其特征在于所述透氣磚采用剛玉一莫來石為主要原料澆注振動成型，浸潰罩的浸入部分采用高鋁耐火水泥澆鑄而成。
3.一種使用如權(quán)利I所述的中間包鋼液的吹氣精煉裝置的吹氣精煉方法，其特征是工藝步驟如下 (1)鋼包開澆前先向透氣磚通入小流量氬氣，確保氣幕擋墻不吹開渣面，流量控制在2m3/h 3m3/h ； (2)鋼包開澆至液面到達(dá)工作液位，浸潰罩對位后，強(qiáng)吹氬15s，吹開鋼液表面渣層后，立即降罩； (3)不斷吹入氬氣，氣體流量根據(jù)現(xiàn)場要求，調(diào)節(jié)到最佳流量； (4)鋼包停澆后，逐漸減小氣體流量，恢復(fù)至2m3/tT3m3/h，緩慢升罩并移出中間包； (5)中間包澆注結(jié)束后停止吹入氬氣。
全文摘要
一種用于去除中間包鋼液夾雜物的吹氣精煉裝置及方法。其特征包括中間包1、吹氣裝置2和浸漬罩3，中間包包括永久層及設(shè)置在永久層內(nèi)表面上的工作層，永久層底部上設(shè)有吹氣裝置，吹氣裝置包括透氣磚與通氣管，透氣磚包括致密層與透氣層，透氣層中部有氣室。浸漬罩是由鋼板支承的耐火材料罩，與自動升降系統(tǒng)連接，設(shè)置在所述吹氣裝置正上方。采用該裝置可以引入大氣量的氣幕擋墻，形成連續(xù)緊密的氣泡柱，明顯延長了中間包內(nèi)鋼液平均停留時間，顯著改善鋼液流動行為，且大量的微小氣泡可攪拌鋼液，吸附較小尺寸的夾雜物；同時可避免吹氣量大導(dǎo)致的鋼渣卷混和鋼液二次氧化。
文檔編號B22D11/117GK102764868SQ20121024115
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者包燕平, 李怡宏, 王敏, 王毓男, 田永華, 申小維, 趙立華 申請人:北京科技大學(xué)