一種減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼水包德注用長水口及電磁控流技術，尤其涉及一種減緩長水口負壓 和鋼水沖擊力的裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 長水口是銜接鋼水包和中間包的一種過渡裝置，是煉鋼一連鑄生產(chǎn)中不可缺少的 部分。鋼水包內(nèi)的鋼水通過長水口注入到中間包內(nèi)，避免了在空氣中的二次氧化，長水口起 到了保護德注的重要作用。但是在開德、換鋼包等水口下端裸露德注情況下，由于長水口 比浸入式水口長得多，鋼水在重力加速度下越來越快，與長水口內(nèi)壁接觸面積越來越小，產(chǎn) 生負壓，形成吸氣現(xiàn)象，使得水口周圍的空氣進入長水口氧化鋼水。正常德注情況下，在長 水口附近因注流負壓有時也會帶來液面潤流引起卷渣現(xiàn)象。另外，鋼包中的鋼水不斷地流 入中間包內(nèi)，由于鋼液的動能作用，鋼包水口區(qū)域的鋼水流動極不穩(wěn)定，鋼渣往往被卷入鋼 水中，造成后序連鑄昆內(nèi)部質(zhì)量缺陷。同時，中間包內(nèi)鋼水的流動瑞急且不平穩(wěn)，鋼水混合 效果較差，不利于穩(wěn)定鋼水供給、均勻鋼水成分和溫度、促進夾雜物排除等功能的實現(xiàn)。有 研究結果指出，從冶煉設備流出鋼液經(jīng)鋼包和中間包，如不加W保護，則連鑄鋼液中將有約 70 %的夾雜來自于中間包。送些夾雜在中間包內(nèi)如不加W分離，將對鑄昆質(zhì)量和冶金工藝 產(chǎn)生嚴重危害。
[0003]解決上述問題的方法是降低和抑制長水口鋼水的沖擊力。電磁控流，包括攬拌磁 場和制動磁場，已經(jīng)被廣泛研究了，如公開號為CN1266759A，CN1638893A和CN101185957。 結晶器電磁制動技術可W抑制鋼水流動，降低沖擊深度，但該設備一般加在結晶器外，比 較龐大，維護和運行費用也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明從電磁學和流體力學出 發(fā)，提供一種簡單、高效和無污染的減緩鋼包長水口負壓和鋼水沖擊力的裝置及其方法，在 水口下端裸露德注情況下減少鋼水的二次氧化，防止長水口附近因注流負壓帶來液面潤流 而引起的卷渣，提高連鑄昆內(nèi)部質(zhì)量。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取W下技術方案：
[0006]-種減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的方法，其特征在于：在鋼水從鋼包經(jīng)長水口 進入中間包的過程中，在長水口外壁增設磁場發(fā)生裝置，其電流為2~200A，頻率為1~ IOOHz。
[0007]所述的磁場發(fā)生裝置包括一對半圓形殼體，一端由連接板連接，另一端由緊固板 和緊固螺栓連接；所述連接板兩端由固定螺栓分別固定在兩個半圓形殼體的表面；所述殼 體為兩個具有一定厚度的半圓形殼體，內(nèi)部由鐵芯和線圈纏繞組成，為了防止裝置在高溫 環(huán)境中收到損傷，可W采用銅管作為線圈，在管內(nèi)部通水冷卻；或采用浸泡絕緣漆的銅線作 為線圈外部通水冷卻，裝置可W采用兩相或H相電源供電。
[0008] 所述連接板具有一定長度，能使兩個半圓形殼體向外完全展開和向內(nèi)閉合。
[0009] 所述固定螺栓穿過連接板固定在殼體上，固定螺栓帽與殼體之間有一定間隙。
[0010] 所述緊固板是長方形鋼板，焊接在殼體上，中間有一通孔能使緊固螺栓穿入。
[0011] 當鋼水從鋼水包流經(jīng)長水口時，在磁場發(fā)生裝置的作用下受到了向上的阻力，減 緩了水口負壓，當鋼水流出水口進入中間包時，在電磁力巧舉作用下，鋼水動能減少，降低 了沖擊力度。
[0012] 鋼水包中的鋼液經(jīng)長水口流入中間包，鋼水在重力加速度下越來越快，與長水口 內(nèi)壁接觸面積越來越小，產(chǎn)生負壓，形成吸氣現(xiàn)象，使得水口周圍的空氣進入內(nèi)壁，二次氧 化鋼水。安裝該裝置后，產(chǎn)生向上的行波磁場，鋼液下流的過程中除了受重力加速度外，還 始終受到向上的電磁力減速作用，該電磁力在鋼水流柱表面最大，對鋼水流起到巧起的作 用，使得鋼液橫截面積維持不變，靠近水口內(nèi)壁表面的鋼水流速變緩，減緩了負壓的同時也 減弱了鋼水流的沖擊力度。
[0013] 在開德、換鋼包等長水口下端裸露德注情況下，減緩長水口負壓，能降低由于負壓 造成的水口吸氣，可W有效防止經(jīng)長水口注入中間包鋼水的二次氧化，為生產(chǎn)純凈鋼提供 良好的條件。在正常德注情況下，可W防止長水口附近因注流負壓而帶來液面潤流引起的 卷渣現(xiàn)象。同時鋼水流入中間包時沖擊力的降低，一方面減少甚至避免鋼渣被卷入鋼水中， 改善了鑄昆內(nèi)部質(zhì)量缺陷；另一方面減輕了鋼水對穩(wěn)流器的沖刷，提高了穩(wěn)流器的使用壽 命。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明裝置的俯視圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明裝置的側(cè)視圖；
[0016] 圖3是本發(fā)明裝置內(nèi)部鐵芯和線圈的纏繞方式圖；
[0017] 圖4是本發(fā)明裝置安裝位置示意圖；
[0018] 圖5是未安裝本發(fā)明裝置時長水口內(nèi)鋼水流動示意圖；
[0019] 圖6是安裝本發(fā)明裝置時長水口內(nèi)鋼水流動示意圖；
[0020] 其中，1殼體、2連接板、3固定螺栓、4緊固板、5緊固螺栓、6鋼水包、7長水口、8中 間包。
【具體實施方式】
[0021] 下面通過一些實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0022] 實施例1 :
[0023] 在230X1060mm昆連鑄過程中，長水口外徑為O155mm，內(nèi)徑為OIOOmm拉速為 0. 8m/min時，設計的減緩長水口負壓和鋼水沖擊力裝置具體參數(shù)如表1所示。
[0024] 表1.長水口外徑為O155mm時裝置參數(shù)
[00巧]
[0026] 使用過程中，將磁場發(fā)生裝置的殼體I安裝在長水口 7上。因為裝置需要通水冷 卻，為了防止長水口附近溫降過快，可使用耐火租或其它絕熱、耐高溫材料保護。開始德鑄 前設置好裝置的電流大小和頻率。德鑄時打開裝置電源，德鑄結束時斷開電源，冷卻水需要 繼續(xù)開通，保證裝置不被燒壞，直到環(huán)境溫度較低時才可斷開裝置的冷卻水。實施例2 :
[0027] 在300X1950mm板昆連鑄過程中，長水口外徑為〇195mm，內(nèi)徑為〇135mm，拉速為 1.Om/min時，設計的減緩長水口負壓和鋼水沖擊力裝置具體參數(shù)如表2所示。
[0028] 表2.長水口外徑為O195mm時裝置參數(shù)
[0029]
[0030] 使用施加方式同實施例1。實施效果如表3所示，ON表示裝置工作狀態(tài)，OFF表示 裝置關閉狀態(tài)。從表3的實驗結果中可W看出，裝置工作狀態(tài)下中間包氧含量沒有明顯增 加，說明該裝置有效的減緩了水口負壓引起的中間包鋼水二次氧化。
[0031] 表3應用減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的裝置德注實驗結果對比
【主權項】
1. 一種減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的方法，其特征在于：在鋼水從鋼包經(jīng)長水口 進入中間包的過程中，在長水口外壁增設磁場發(fā)生裝置，其電流為2~200A，頻率為1~ IOOHz〇2. 根據(jù)權利要求1所述的一種減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的方法，其特征在于：所 述的磁場發(fā)生裝置包括一對半圓形殼體（1)，一端由連接板（2)連接，另一端由緊固板（4) 和緊固螺栓（5)連接；所述連接板（2)兩端由固定螺栓（3)分別固定在兩個半圓形殼體（1) 的表面；所述殼體（1)內(nèi)部由鐵芯和線圈纏繞組成，線圈為銅管，在管內(nèi)部通水冷卻；或采 用浸泡絕緣漆的銅線作為線圈外部通水冷卻，該裝置采用兩相或三相電源供電。3. -種減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的裝置，其特征在于：包括一對半圓形殼體（1)， 一端由連接板（2)連接，另一端由緊固板（4)和緊固螺栓（5)連接；所述連接板（2)兩端 由固定螺栓（3)分別固定在兩個半圓形殼體（1)的表面；所述殼體（1)內(nèi)部由鐵芯和線圈 纏繞組成，線圈為銅管，在管內(nèi)部通水冷卻；或采用浸泡絕緣漆的銅線作為線圈外部通水冷 卻，該裝置采用兩相或三相電源供電。4. 根據(jù)權利要求3所述的一種減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的裝置，其特征在于：所 述連接板（2)的長度能使兩個半圓形殼體（1)向外完全展開和向內(nèi)閉合。5. 根據(jù)權利要求3所述的一種減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的裝置，其特征在于：所 述固定螺栓（3)穿過連接板（2)固定在殼體（1)上，固定螺栓帽與殼體之間有間隙。6. 根據(jù)權利要求3所述的一種減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的裝置，其特征在于：所 述緊固板（4)是長方形鋼板，焊接在殼體（1)上，中間有一通孔能使緊固螺栓（5)穿入。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種減緩長水口負壓和鋼水沖擊力的方法及裝置，在鋼水從鋼包經(jīng)長水口進入中間包的過程中，在長水口外壁增設磁場發(fā)生裝置，其電流為2～200A，頻率為1～100Hz。磁場發(fā)生裝置包括一對半圓形殼體，一端由連接板連接，另一端由緊固板和緊固螺栓連接；所述連接板兩端由固定螺栓分別固定在兩個半圓形殼體的表面；所述殼體內(nèi)部由鐵芯和線圈纏繞組成，線圈為銅管，在管內(nèi)部通水冷卻；或采用浸泡絕緣漆的銅線作為線圈外部通水冷卻，該裝置采用兩相或三相電源供電。
【IPC分類】B22D41/50
【公開號】CN105195726
【申請?zhí)枴緾N201410256157
【發(fā)明人】唐雪峰, 郭慶濤, 黃玉平, 賈吉祥, 廖相巍, 常桂華
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2014年6月11日