专利名称：一种连铸中间包洁净钢液的方法
技术领域：
本发明属于炼钢连铸技术领域。具体涉及一种连铸中间包洁净钢液的方法。
背景技术：
高质量的洁净钢是指钢中夹杂降低到对产品的加工性能、使用性能无不良影响的 钢。近年来随着国防、交通、能源工业的发展，其需求量在不断地增加，成为新世纪世界炼钢 技术发展的重要方向，发达国家争相拥有具有战略地位的洁净钢冶炼前沿技术。提高钢水的洁净度是提高钢材质量的基础，对钢材性能有较大负面影响的钢中的
、[H]、[N]及非金属夹杂物等杂质的脱除，成为炼钢工序中生产高质量钢种的一个重要 环节。因此，改进和提升炼钢流程中转炉_ 二次精炼_连铸各环节的冶炼水平具有重要的 现实意义。随着连铸技术的发展，连铸中间包作为钢水成材之前控制钢中夹杂的最后机会， 人们研究出了各种中间包冶金技术，如改变中间包的结构，在中间包内设置各种挡墙、湍流 控制器、高钙过滤器等控流手段，有效地促进了钢液中较大(大于50μm)非金属夹杂物的 上浮。近年来，科技人员还开发了中间包吹氩技术，但局限于产生气泡大小和分布，小于 50 μ m的细小非金属夹杂物排除率仍较低，且会导致钢液温度下降，能耗大、生产效率低。目前，高质量钢产品对氧化物夹杂颗粒尺寸具有很苛刻的要求，如厚度为0. 2 0. 3mm的DI罐用低碳铝镇静钢，为防止冲罐时产生裂纹，要求钢中夹杂物颗粒尺寸小于 40 μ m ；发动机阀门弹簧钢则要求夹杂物尺寸小于15 μ m ；而厚度只有0. 1 0. 2 μ m的显象 管用高防磁阴罩极薄带钢和直径为0. 1 0. 25mm的子午线轮胎用钢丝，要求夹杂物直径小 于5μπι。但目前还未能高效稳定地达到上述目标。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种投资少、操作简单、能高效脱气和 大量排除细小非金属夹杂物的连铸中间包洁净钢液的方法。为实现上述目的，本发明的技术方案是在中间包的底部设置有1 4个透气砖， 在中间包外的一侧对应地设有1 4个超声波发生器，每个超声波发生器分别位于各自对 应的透气砖的延长线上，每个超声波发生器与各自对应的透气砖同侧一端的端面距离为 500 1200mm。中间包开浇前，先通过透气砖吹氩(通入氩气)，吹氩流量为10 50Nl/min，吹 氩压力为0. 10 0. 20MPa ；中间包开浇时，再打开超声波发生器，吹氩流量为20 120N1/ min,吹氩压力为0. 15 0. 30MPa。在上述技术方案中透气砖为弥散式透气砖、直通狭缝式透气砖、直通孔式透气 砖、组合式透气砖中的一种超声波发生器3输出的超声波频率为20 80KHz。由于采用上述技术方案，本发明的优点在于在中间包外的一侧设有若干个超声 波发生器，不需增加其它设备，故投资少和操作简单；且由于每个超声波发生器位于各自对应的透气砖的延长线上，将在透气砖的上方形成超声波作用区域。当通过透气砖向钢液中 吹入大量惰性气体时，气体进入钢液后会产生大量气泡，当气泡处于超声波作用区域时，气 泡上有一个大的波动速度梯度，由它产生的剪切力能将气泡击碎成0. 5 Imm的甚至更小 的微小气泡，且由于超声波的作用致使微小气泡和钢液的气液界面褶皱化，能更高效吸附 排除40 μ m甚至10 μ m以下微小夹杂物；超声波空化作用能脱除钢液中的杂质气体，尤其是 能脱除对钢的性能影响较大的[H]，其析出形成微小气泡使夹杂物颗粒上浮，也有利于夹杂 物颗粒碰撞长大而上浮去除，同时吹入的常温气体能中和超声波释放的能量，这也避免了 吹气带来的钢液降温。因此，本发明用于中间包洁净钢冶炼，有利于脱气和大量排除微小非金属夹杂物， 可将钢水中的夹杂降低到非常低的水平，钢液无卷渣、温度均勻稳定；同时，还具有投资少、 设备轻便、操作简单、钢种质量稳定等优点。
图1为本发明采用一个超声波发生器(3)的一种结构示意图；图2为本发明采用两个超声波发生器(3)的一种结构示意图；图3为本发明采用三个超声波发生器(3)的一种结构示意图；图4为本发明采用四个超声波发生器(3)的一种结构示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
和附图对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限 制实施例1一种连铸中间包洁净钢液的方法。如图1所示，在中间包(1)的底部(2)设置有 1个透气砖(4)，在中间包(1)外的一侧设有1个超声波发生器(3)，超声波发生器(3)位 于透气砖(4)的延长线上，超声波发生器(3)与透气砖(4)同侧一端的端面距离为500 700mmo中间包(1)开浇前，先通过透气砖⑷通入氩气(即吹氩)，吹氩流量为10 30Nl/min，吹氩压力为0. 17 0. 20MPa;中间包(1)开浇时，再打开超声波发生器(3)，吹氩 流量为20 60Nl/min，吹氩压力为0. 20 0. 26MPa。实施例1中透气砖(4)为弥散式透气砖；超声波发生器(3)输出的超声波频率为 20 35KHz。实施例2一种连铸中间包洁净钢液的方法。如图2所示，在中间包(1)的底部⑵设置有 2个透气砖(4)，在中间包(1)外的一侧对应地设有2个超声波发生器(3)，2个超声波发生 器(3)分别位于各自对应的透气砖(4)的延长线上，2个超声波发生器(3)与各自对应的透 气砖(4)同侧一端的端面距离均为700 900mm ；中间包(1)开浇前，先通过透气砖(4)通入氩气(即吹氩)，吹氩流量为20 40Nl/min，吹氩压力为0. 14 0. 17MPa ；中间包(1)开浇时，再打开超声波发生器(3)，吹氩 流量为40 80Nl/min，吹氩压力为0. 18 0. 23MPa。
实施例2中透气砖(4)为直通狭缝式透气砖；超声波发生器(3)输出的超声波频 率为35 50KHzo实施例3一种连铸中间包洁净钢液的方法。如图3所示，在中间包(1)的底部⑵设置有 3个透气砖(4)，在中间包(1)外的一侧对应地设有3个超声波发生器(3)，3个超声波发生 器(3)分别位于各自对应的透气砖(4)的延长线上，3个超声波发生器(3)与各自对应的透 气砖(4)同侧一端的端面距离均为900 IlOOmm ；中间包(1)开浇前，先通过透气砖(4)通入氩气(即吹氩)，吹氩流量为30 50Nl/min，吹氩压力为0. 10 0. 15MPa ；中间包(1)开浇时，再打开超声波发生器(3)，吹氩 流量为60 100Nl/min，压力为0. 15 0. 19MPa。实施例3中透气砖(4)为直通孔式透气砖；超声波发生器(3)输出的超声波频率 为 50 65KHz。实施例4一种连铸中间包洁净钢液的方法。如图4所示，在中间包(1)的底部⑵设置有 4个透气砖(4)，在中间包(1)外的一侧对应地设有4个超声波发生器(3)，4个超声波发生 器(3)分别位于各自对应的透气砖(4)的延长线上，4个超声波发生器(3)与各自对应的透 气砖(4)同侧一端的端面距离均为1000 1200mm ；中间包(1)开浇前，先通过透气砖(4)通入氩气(即吹氩)，吹氩流量为20 40Nl/min，吹氩压力为0. 12 0. 15MPa ；中间包(1)开浇时，再打开超声波发生器(3)，吹氩 流量为8O l20Nl/min，压力为0. 24 0. 30MPao实施例4中透气砖(4)为组合式透气砖；超声波发生器(3)输出的超声波频率为 65 80KHzo本具体实施方式
在中间包(1)外的一侧设有1 4个超声波发生器(3)，不需增加 其它设备，故投资少和操作简单；且由于每个超声波发生器(3)分别位于各自对应的透气 砖(4)的延长线上，将在透气砖(4)的上方形成超声波作用区域。当通过透气砖(4)向钢液 中吹入大量惰性氩气时，气体进入钢液后会产生大量气泡，当气泡处于超声波作用区域时， 气泡上有一个大的波动速度梯度，由它产生的剪切力能将气泡击碎成0. 5 Imm的甚至更 小的微小气泡，且由于超声波的作用致使微小气泡和钢液的气液界面褶皱化，能更高效吸 附排除40 μ m甚至10 μ m以下微小夹杂物；超声波空化作用能脱除钢液中的杂质气体，尤其 是能脱除对钢的性能影响较大的[H]，其析出形成微小气泡使夹杂物颗粒上浮，也有利于夹 杂物颗粒碰撞长大而上浮去除，同时吹入的常温气体能中和超声波释放的能量，这也避免 了吹气带来的钢液降温。因此，本发明用于中间包洁净钢冶炼，有利于脱气和大量排除微小非金属夹杂物， 可将钢水中的夹杂降低到非常低的水平，钢液无卷渣、温度均勻稳定；同时，还具有投资少、 设备轻便、操作简单、钢种质量稳定等优点。
权利要求
1.一种连铸中间包洁净钢液的方法，其特征在于在中间包(1)的底部( 设置有1 4个透气砖G)，在中间包(1)外的一侧对应地设有1 4个超声波发生器(3)，每个超声波 发生器C3)分别位于各自对应的透气砖的延长线上，每个超声波发生器(3)与各自对 应的透气砖同侧一端的端面距离为500 1200mm ；中间包(1)开浇前，先通过透气砖(4)通入氩气，吹氩流量为10 50Nl/min，吹氩压力 为0. 10 0. 20MPa;中间包(1)开浇时，再打开超声波发生器(3)，吹氩流量为20 120N1/ min,吹氩压力为0. 15 0. 30MPa。
2.根据权利要求1所述的连铸中间包洁净钢液的方法，其特征在于所述的透气砖(4) 为弥散式透气砖、直通狭缝式透气砖、直通孔式透气砖、组合式透气砖中的一种。
3.根据权利要求1所述的连铸中间包洁净钢液的方法，其特征在于所述的超声波发生 器⑶输出的超声波频率为20 80KHz。
全文摘要
本发明涉及一种连铸中间包洁净钢液的方法。其技术方案是在中间包(1)的底部(2)设置有1～4个透气砖(4)，在中间包(1)外的一侧设有1～4个超声波发生器(3)，每个超声波发生器(3)位于各自对应的透气砖(4)的延长线上，每个超声波发生器(3)与各自对应的透气砖(4)同侧一端的端面距离为500～1200mm；中间包(1)开浇前，先通过透气砖(4)通入氩气，吹氩流量为10～50Nl/min，压力为0.10～0.20MPa；中间包(1)开浇时，打开超声波发生器(3)，吹氩流量为20～120Nl/min，压力为0.15～0.30MPa。本发明有利于脱气和大量排除微小非金属夹杂物，可将钢水中的夹杂降低到非常低的水平，钢液无卷渣、温度均匀稳定；同时，还具有投资少、设备轻便、操作简单、钢种质量稳定等优点。
文档编号B22D11/116GK102145380SQ201110055740
公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月8日 优先权日2011年3月8日
发明者张美杰, 顾华志, 黄奥 申请人:武汉科技大学