專利名稱：一種連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼連鑄技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法。
背景技術(shù)：
連鑄技術(shù)的發(fā)展，對超純凈鋼的需求量不斷增大，對鋼液清潔度的要求也越來越高，提 高鋼水的潔凈度是提高鋼材質(zhì)量的基礎(chǔ)。爐外精煉技術(shù)及優(yōu)質(zhì)耐火材料的采用，可將鋼水中 的雜質(zhì)因素及夾雜物降低到非常低的水平。
但在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)過精煉處理后的潔凈鋼水，經(jīng)中間包和結(jié)晶器進(jìn)入連鑄機(jī)拉出的鋼 坯，其中的夾雜元素和非金屬夾雜含量還是有不同程度的升高，最終鋼水的清潔度沒有達(dá)到 理想的目標(biāo)。因此，人們采用數(shù)學(xué)物理模擬的方法研究各種中間包冶金技術(shù)，如改變中間包 的結(jié)構(gòu)，在中間包內(nèi)設(shè)置各種擋墻、湍流控制器、多孔過濾器等控流裝置來改變鋼液的流動(dòng) 狀態(tài)，延長鋼液在中間包內(nèi)的停留時(shí)間，促進(jìn)鋼液中非金屬夾雜物的上浮。大量研究表明， 通過設(shè)置擋墻等控流技術(shù)，只對大于50pm的夾雜物的去除有效，對于微小夾雜物(小于50pm) 的去除效果不明顯，而且因?yàn)闆_蝕、侵蝕而造成鋼液的二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種投資少、效率高、操作簡單、二次污染小、能改善鋼液流動(dòng) 特性和排除微小非金屬夾雜物的連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在連鑄中間包(以下簡稱中間包)底部和 靠近氣源側(cè)壁的永久層開槽，中間包底部的永久層槽中嵌入透氣磚，透氣磚的上透氣面平齊 或略高出中間包底部砌筑的工作層；靠近氣源側(cè)壁的永久層槽中嵌入氬氣接管，氬氣接管的
一端與中間包底部的槽中嵌入的透氣磚的透氣室相通，氬氣接管的另一端沿側(cè)壁永久層的槽 中向上伸出并通過中間包外的流量計(jì)、壓力表、緩沖氣罐和閥門與氬氣氣源連接。嵌入透氣 磚和氬氣接管的施工縫隙采用涂抹料填實(shí)。
中間包開澆前，吹氬流量為10~30Nl/min，壓力為0.10 0.12MPa;中間包開澆后，吹氬 流量為10~50Nl/min，壓力為0.10 0.20MPa。
上述技術(shù)方案中透氣磚用彌散式透氣磚砌筑，該透氣磚的透氣度為10~4(^m2，上透氣 面寬度為40~60mm;中間包底部的永久層開槽的槽深為5~15mm、槽寬為80 100mm、槽長 與中間包底部的工作層的寬度相同；靠近氣源側(cè)壁的永久層開槽的槽深為5 15mrn、槽寬為10~15mm、槽長為中間包底部至中間包沿的距離。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用彌散式高強(qiáng)高透氣性透氣磚從中間包 底吹氬氣，氣量小效果好，可防止巻渣，同時(shí)節(jié)約氣源。使用中產(chǎn)生均勻彌散的大量微小氬 氣泡從透氣磚表面逸出，在中間包內(nèi)的整個(gè)寬度方向上形成惰性氣體幕，可有效地改善鋼液 的流動(dòng)特性，促使鋼液上揚(yáng)流動(dòng)，使夾雜物上浮到鋼液表面被渣吸收而去除。同時(shí)，氬氣泡 的浮力產(chǎn)生氣泡泵現(xiàn)象，促使該局部的湍動(dòng)能耗散率顯著增大，有利于夾雜物顆粒碰撞長大 而上浮去除，而且氣泡可以捕獲夾雜物顆粒，并攜帶著它一同上浮去除。
本發(fā)明可以改變鋼液的流動(dòng)狀態(tài)，起到中間包擋墻(壩)的作用，全氧含量降低率為14.3% 且小于10ppm。氣幕擋墻對去除鋼中l(wèi)~50pm的夾雜物效果顯著，使用氣幕擋墻的鑄坯中 1 5(^m的夾雜總數(shù)相對較少，為無氣幕擋墻的58.2%以下，且有利于鋼液溫度的均勻，特別 是在換包時(shí)，可降低鋼液的分層現(xiàn)象，有利于鋼中合金成分的微調(diào)及鋼種質(zhì)量的穩(wěn)定；氣幕 擋墻代替擋渣堰、擋渣壩，減少了耐火材料損毀對鋼液的二次污染。
因此，本發(fā)明用于中間包底吹氬氣，有利于夾雜物顆粒碰撞長大而排除，可改善鋼液流 動(dòng)特性和排除微小非金屬夾雜物，有效提高鋼液純凈度；還具有使用氣量小、無巻渣、投資 少、設(shè)備輕便、二次污染小和操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A-A剖面的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對保護(hù)范圍的限制 實(shí)施例l
一種連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法，如圖l所示在中間包底部和靠近氣源側(cè)壁 的永久層3開槽，中間包底部的永久層3槽中嵌入透氣磚1，透氣磚l的上透氣面如圖2所 示略高出中間包底部砌筑的工作層4;靠近氣源側(cè)壁的永久層3的槽中嵌入氬氣接管5，氬氣 接管5的一端與中間包底部的槽中嵌入的透氣磚1的透氣室2相通，氬氣接管5的另一端沿 側(cè)壁的永久層3槽中向上伸出并通過中間包外的流量計(jì)6、壓力表7、緩沖氣罐8和閥門9與 氬氣氣源10連接；嵌入透氣磚1和氬氣接管5的施工縫隙采用涂抹料填實(shí)。
本實(shí)施例中透氣磚4用彌散式透氣磚砌筑，該透氣磚的透氣度為10 25pm2，上透氣面 寬度為40 50mm;中間包底部的永久層3開槽的槽深為5 10rnm、槽寬為80-90 mm、槽長 與中間包底部的工作層4的寬度相同；靠近氣源側(cè)壁的永久層3開槽的槽深為5 10mm、槽寬為10~15mm、槽長為中間包底部至中間包沿的距離。
本實(shí)施例用于容量為40噸的中間包，開澆前先小流量吹氬，流量為10~20Nl/min，壓力 為0.10 0.11MPa;開澆后增大吹氬流量，流量為10~40Nl/min，壓力為0.10 0.18MPa，以中 間包的液面微有波動(dòng)不裸露鋼液面作為供氣量的標(biāo)準(zhǔn)。
本實(shí)施例與無氣幕擋墻相比較，全氧含量降低率為14.3%且小于10ppm。氣幕擋墻對去 除鋼中l(wèi)~5(Him的夾雜物效果顯著，使用氣幕擋墻的鑄坯中1 5(Hmi的夾雜總數(shù)較少，僅為無 氣幕擋墻的53.7%。
實(shí)施例2
一種連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法，如圖l所示在中間包底部和靠近氣源側(cè)壁 的永久層3開槽，中間包底部的槽中嵌入透氣磚l，透氣磚l的上透氣面與中間包底部砌筑 的工作層4平齊。透氣磚的透氣度為25~40nm2，上透氣面寬度為50~60 mm;中間包底部的 永久層3開槽的槽深為10 15mrn、槽寬為90~100 mm、槽長與中間包底部的工作層4的寬度 相同；靠近氣源側(cè)壁的永久層3開槽的槽深為10~15mm、槽寬為10 15mm、槽長為中間包 底部至中間包沿的距離。
其余同實(shí)施例1。
本實(shí)施例用于容量為60噸的中間包，開澆前先小流量吹氬，流量為15~30Nl/min，壓力 為0.11 0.12MPa，開澆后增大吹氬流量，流量為15~50Nl/min，壓力為0.15 0.20MPa，以中 間包的液面微有波動(dòng)不裸露鋼液面作為供氣量的標(biāo)準(zhǔn)。
本實(shí)施例與無氣幕擋墻相比較，全氧含量降低率為12.8%且小于10ppm。氣幕擋墻對去 除鋼中1~50 um的夾雜物效果顯著，使用氣幕擋墻的鑄坯中l(wèi)~50nm的夾雜總數(shù)相對較少， 僅為無氣幕擋墻的58.2%。
本具體實(shí)施方式
采用彌散式高強(qiáng)高透氣性透氣磚從中間包底吹氬氣，均勻彌散的大量微 小氬氣泡從透氣磚表面逸出，在中間包內(nèi)形成氣幕，改善鋼液的流動(dòng)特性，促使鋼液上揚(yáng)流 動(dòng)，其綜合作用比壩的效果明顯氬氣泡的浮力產(chǎn)生氣泡泵現(xiàn)象，有利于夾雜物顆粒碰撞長 大而排除；上浮的氣泡可以捕獲夾雜物顆粒，并攜帶著它一同上浮去除；可以全部和部分代 替原有中間包擋墻(壩)，或配合湍流控制器等使用，從而減小由擋墻(壩)侵蝕帶入鋼液的 夾雜物。因此，本具體實(shí)施方式
可有效提高鋼液純凈度，使用氣量小，無巻渣，具有投資少、 設(shè)備輕便、二次污染小和操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1、一種連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法，其特征在于在中間包底部和靠近氣源側(cè)壁的永久層[3]開槽，中間包底部的永久層[3]槽中嵌入透氣磚[1]，透氣磚[1]的上透氣面平齊或略高出中間包底部砌筑的工作層[4]；靠近氣源側(cè)壁的永久層[3]槽中嵌入氬氣接管[5]，氬氣接管[5]的一端與中間包底部的槽中嵌入的透氣磚[1]的透氣室[2]相通，氬氣接管[5]的另一端沿側(cè)壁永久層[3]的槽中向上伸出，通過中間包外的流量計(jì)[6]、壓力表[7]、緩沖氣罐[8]和閥門[9]與氬氣氣源[10]連接，嵌入透氣磚[1]和氬氣接管[5]的施工縫隙采用涂抹料填實(shí)；中間包開澆前，吹氬流量為10～30Nl/min，壓力為0.10～0.12MPa；中間包開澆后，吹氬流量為10～50Nl/min，壓力為0.10～0.20MPa。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法，其特征在于所述的透氣 磚[4]用彌散式透氣磚砌筑，該透氣磚的透氣度為10~40nm2，上透氣面寬度為40~60 mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法，其特征在于所述的中間 包底部的永久層[3]開槽的槽深為5~15mm，槽寬為80 100mm,槽長與中間包底部的工作層 [4]的寬度相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法，其特征在于所述的靠近 氣源側(cè)壁的永久層[3]開槽的槽深為5~15mm，槽寬為10~15mm，槽長為中間包底部至中間包 沿的距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連鑄中間包氣幕擋墻潔凈鋼液的方法。采用的技術(shù)方案是在中間包底部和靠近氣源側(cè)壁的永久層[3]開槽，中間包底部的永久層[3]槽中嵌入透氣磚[1]，透氣磚[1]的上透氣面平齊或略高出中間包底部砌筑的工作層[4]；靠近氣源側(cè)壁的永久層[3]槽中嵌入氬氣接管[5]，氬氣接管[5]的一端與中間包底部的槽中嵌入的透氣磚[1]的透氣室[2]相通，氬氣接管[5]的另一端沿側(cè)壁永久層[3]的槽中向上伸出并通過中間包外的流量計(jì)[6]、壓力表[7]、緩沖氣罐[8]和閥門[9]與氬氣氣源[10]連接，嵌入透氣磚[1]和氬氣接管[5]的施工縫隙采用涂抹料填實(shí)。本發(fā)明有利于夾雜物碰撞長大而被排除，可改善鋼液流動(dòng)特性和排除微小非金屬夾雜物，有效地提高了鋼液純凈度。
文檔編號B22D11/11GK101574730SQ20091006273
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者張美杰, 汪厚植, 顧華志, 奧 黃 申請人:武漢科技大學(xué)