一種通過(guò)鋼包底部環(huán)出鋼口吹氬氣控制鋼包下渣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵連鑄領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)鋼包底部環(huán)出鋼口吹氬氣控制鋼包下渣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)鋼包中含氧化鐵、氧化錳和氧化硅的爐渣流入中間包后，會(huì)造成鋼水中鋁和鈦等易氧化合金元素的燒損，并產(chǎn)生氧化鋁夾雜物，影響鋼水的潔凈度，并容易造成鋼材表面質(zhì)量問(wèn)題。此外，鋼水中的氧化鋁夾雜還會(huì)造成水口堵塞，影響結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)以及中間包連澆爐數(shù)。因此，為提高鑄坯質(zhì)量，增加連澆爐數(shù)，必須控制鋼包渣在鋼包澆注后期流入中間包。
[0003]冶金反應(yīng)器排流過(guò)程中下渣有匯流旋渦下渣和排流沉坑下渣兩種機(jī)制。匯流旋渦是容器在排流過(guò)程中，當(dāng)液面下降到一定高度(一般稱為臨界高度)時(shí)發(fā)生的，匯流旋渦一旦形成就會(huì)引起下渣；排流沉坑是在反應(yīng)器排流至末期時(shí)流體的體積流量小于排流水口的流通流量時(shí)產(chǎn)生的，熔池表面的渣層會(huì)隨排流沉坑進(jìn)入排流水口而產(chǎn)生下渣。對(duì)于鋼鐵連鑄而言，匯流旋渦造成的下渣危害最大，是鋼包下渣最主要原因。連鑄過(guò)程更換鋼包時(shí)，鋼包內(nèi)的液位往往會(huì)下降到匯流旋渦下渣的臨界高度以下，如不采取有效措施，下渣就不可避免。
[0004]為了避免鋼包中的爐渣進(jìn)入中間包，在潔凈鋼生產(chǎn)過(guò)程中，鋼廠普遍采用鋼包留鋼操作，即通過(guò)目視或下渣檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)鋼包下渣就關(guān)閉水口，其主要缺陷是鋼水收得率低。為提高連鑄鋼包澆注過(guò)程的鋼水收得率，需要開發(fā)有效的控制鋼包下渣工藝。在已經(jīng)公開的論文文獻(xiàn)中，《鉄t鋼》雜志1986年3月(第72卷第4期第S259頁(yè)，取鍋只7夕'流入防止技術(shù)ω開発，妙中隆之等)報(bào)道了用浮游閥法來(lái)控制鋼包下渣，該方法將閥體比重介于鋼水與熔渣之間的圓盤狀或圓錐形的浮游閥在鋼包澆注結(jié)束10分鐘前投入出鋼口正上方，并以一定的張力予以調(diào)整，使之追隨液位的降低而下降直至閥體塞頭接觸水口，進(jìn)而防止了鋼包澆注末期匯流旋渦的發(fā)生。該方法主要存在兩個(gè)問(wèn)題:(I)鋼包澆注過(guò)程中，隨著鋼包液面的下降，鋼包渣層的表面開始凝固結(jié)殼，要想把浮游閥投入到鋼包內(nèi)，需要專門的破澄殼裝置；(2)浮游閥是消耗品，價(jià)格昂貴?！禝ronmaking and Steelmaking》雜志2002年4月(第 29卷第 2 期第 147-153 頁(yè)，Slag entraining vortexing funnel format1n duringladle teeming:similarity criteria and scale-up relat1nships， SankaranarayananR等)報(bào)道了用防渦器法來(lái)控制鋼包澆注末期由匯流旋渦引起的下渣，該方法在鋼包出鋼口的正上方安放一個(gè)防渦器，可降低產(chǎn)生匯流漩渦的高度。該方法的主要缺陷是會(huì)給鋼包內(nèi)引流砂的加入帶來(lái)困難進(jìn)而影響鋼包的自開率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有控制鋼包下渣技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種通過(guò)鋼包底部環(huán)出鋼口吹氬氣控制鋼包下渣的方法，目的是通過(guò)設(shè)置在鋼包底部出鋼口周圍的環(huán)形透氣磚將氬氣吹入鋼液，抑制匯流旋渦和排流沉坑所引起的下渣。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行:
[0007](I)在鋼包底部出鋼口周圍設(shè)置環(huán)形透氣磚，控制環(huán)形透氣磚的透氣寬度為50?300mm ；
[0008](2)在鋼包澆注過(guò)程中，當(dāng)鋼包內(nèi)鋼水澆注液面高度為150?400mm時(shí)，控制吹氬壓力為0.2?0.7MPa，使氬氣通過(guò)環(huán)形透氣磚吹入鋼液，抑制鋼包下渣。
[0009]其中，所述的吹氬流量為I?20Nm3/h。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是:
[0011 ] 鋼包澆注過(guò)程中的下渣有匯流旋渦下渣和排流沉坑下渣兩種機(jī)制，本發(fā)明通過(guò)鋼包底部環(huán)出鋼口吹入氬氣后，使鋼包澆注過(guò)程中匯流旋渦及排流沉坑的流動(dòng)行為與未吹入氬氣前有很大不同。
[0012]周向旋轉(zhuǎn)速度是形成匯流旋渦的最主要原因，通過(guò)鋼包底部環(huán)出鋼口吹入適當(dāng)流量的氬氣后，會(huì)使流體在經(jīng)過(guò)出鋼口周圍的氬氣環(huán)后旋轉(zhuǎn)速度大幅降低甚至消失，能夠從根本上消除匯流旋渦所引起的下渣；排流沉坑是在鋼包澆注至末期時(shí)流體的體積流量小于出鋼口的流通流量時(shí)產(chǎn)生的，無(wú)氬氣吹入時(shí)，鋼包表面的渣層會(huì)隨排流沉坑進(jìn)入出鋼口而產(chǎn)生下渣，而本發(fā)明環(huán)出鋼口吹入適當(dāng)流量的氬氣后，流向出鋼口的流體經(jīng)過(guò)氬氣環(huán)時(shí)因受氣泡浮力作用而使其速度減小，降低了排流沉坑形成的臨界高度，進(jìn)而抑制了排流沉坑所引起的下渣。
[0013]本發(fā)明有效抑制了鋼包中的爐渣進(jìn)入中間包，并進(jìn)一步提高了鋼水的收得率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為現(xiàn)有的鋼包底部透氣磚吹氬工藝裝置示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的工藝裝置示意圖；
[0016]圖中:1:閥門；2:壓力表；3:流量計(jì)；4:透氣磚；5:出鋼口 ；6:鋼水；7:鋼包；8:
環(huán)形透氣磚。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明實(shí)施例的通過(guò)鋼包底部環(huán)出鋼口吹氬氣控制鋼包下渣的裝置如圖2所示，在鋼包7底部出鋼口 5周圍設(shè)置環(huán)形透氣磚8，同時(shí)底部還設(shè)有透氣磚4，氬氣通過(guò)閥門1、壓力表2和流量計(jì)3吹入本發(fā)明的出鋼口周圍環(huán)形透氣磚8，并通過(guò)本發(fā)明的出鋼口周圍環(huán)形透氣磚8進(jìn)入鋼包7，提高鋼水6的收率。
[0018]實(shí)施例1
[0019]本實(shí)施例中采用的鋼包為50噸。
[0020]在鋼包澆注過(guò)程中，當(dāng)鋼包內(nèi)鋼水澆注液面高度為150mm時(shí)，控制吹氬壓力為0.2MPa，吹氬流量為lNm3/h，使氬氣通過(guò)環(huán)形透氣磚吹入鋼液，環(huán)形透氣磚的透氣寬度為50mm，抑制鋼包下渣，提高鋼包澆注過(guò)程的鋼水收得率。
[0021]采用以上工藝參數(shù)，與傳統(tǒng)的鋼包留鋼操作控制下渣工藝相比，鋼包澆注過(guò)程的鋼水收得率提高14%。
[0022]實(shí)施例2
[0023]本實(shí)施例采用的鋼包為80噸。
[0024]在鋼包澆注過(guò)程中，當(dāng)鋼包內(nèi)鋼水澆注液面高度為220mm時(shí)，控制吹氬壓力為
0.4MPa，吹氬流量為llNm3/h，使氬氣通過(guò)環(huán)形透氣磚吹入鋼液，環(huán)形透氣磚的透氣寬度為150mm，抑制鋼包下渣，提高鋼包澆注過(guò)程的鋼水收得率。
[0025]采用以上工藝參數(shù)，與傳統(tǒng)的鋼包留鋼操作控制下渣工藝相比，鋼包澆注過(guò)程的鋼水收得率提高15%。
[0026]實(shí)施例3
[0027]本實(shí)施例采用的鋼包為180噸。
[0028]在鋼包澆注過(guò)程中，當(dāng)鋼包內(nèi)鋼水澆注液面高度為400mm時(shí)，控制吹氬壓力為
0.7MPa，吹氬流量為20Nm3/h，使氬氣通過(guò)環(huán)形透氣磚吹入鋼液，環(huán)形透氣磚的透氣寬度為300mm,抑制鋼包下渣，提高鋼包澆注過(guò)程的鋼水收得率。
[0029]采用以上工藝參數(shù)，與傳統(tǒng)的鋼包留鋼操作控制下渣工藝相比，鋼包澆注過(guò)程的鋼水收得率提高17%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通過(guò)鋼包底部環(huán)出鋼口吹氬氣控制鋼包下渣的方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: (1)在鋼包底部出鋼口周圍設(shè)置環(huán)形透氣磚，控制環(huán)形透氣磚的透氣寬度為50?300mm ； (2)在鋼包澆注過(guò)程中，當(dāng)鋼包內(nèi)鋼水澆注液面高度為150?400mm時(shí)，控制吹氬壓力為0.2?0.7MPa，使氬氣通過(guò)環(huán)形透氣磚吹入鋼液，抑制鋼包下渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)鋼包底部環(huán)出鋼口吹氬氣控制鋼包下渣的方法，其特征在于所述的吹氬流量為I?20Nm3/h。
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋼鐵連鑄領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)鋼包底部環(huán)出鋼口吹氬氣控制鋼包下渣的方法。本發(fā)明是在鋼包底部出鋼口周圍設(shè)置透氣寬度為50～300mm的環(huán)形透氣磚，在鋼包澆注過(guò)程中，當(dāng)鋼包內(nèi)鋼水澆注液面高度為150～400mm時(shí)，控制吹氬壓力為0.2～0.7MPa，使氬氣通過(guò)環(huán)形透氣磚吹入鋼液，抑制鋼包下渣。本發(fā)明能夠有效抑制鋼包澆注過(guò)程中匯流旋渦和排流沉坑所引起的下渣，并進(jìn)一步提高鋼水的收得率。
【IPC分類】B22D41-58
【公開號(hào)】CN104525929
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410805369
【發(fā)明人】鄭淑國(guó), 朱苗勇
【申請(qǐng)人】東北大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日