一种减缓长水口负压和钢水冲击力的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢水包德注用长水口及电磁控流技术，尤其涉及一种减缓长水口负压 和钢水冲击力的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 长水口是衔接钢水包和中间包的一种过渡装置，是炼钢一连铸生产中不可缺少的 部分。钢水包内的钢水通过长水口注入到中间包内，避免了在空气中的二次氧化，长水口起 到了保护德注的重要作用。但是在开德、换钢包等水口下端裸露德注情况下，由于长水口 比浸入式水口长得多，钢水在重力加速度下越来越快，与长水口内壁接触面积越来越小，产 生负压，形成吸气现象，使得水口周围的空气进入长水口氧化钢水。正常德注情况下，在长 水口附近因注流负压有时也会带来液面润流引起卷渣现象。另外，钢包中的钢水不断地流 入中间包内，由于钢液的动能作用，钢包水口区域的钢水流动极不稳定，钢渣往往被卷入钢 水中，造成后序连铸昆内部质量缺陷。同时，中间包内钢水的流动瑞急且不平稳，钢水混合 效果较差，不利于稳定钢水供给、均匀钢水成分和温度、促进夹杂物排除等功能的实现。有 研究结果指出，从冶炼设备流出钢液经钢包和中间包，如不加W保护，则连铸钢液中将有约 70 %的夹杂来自于中间包。送些夹杂在中间包内如不加W分离，将对铸昆质量和冶金工艺 产生严重危害。
[0003]解决上述问题的方法是降低和抑制长水口钢水的冲击力。电磁控流，包括揽拌磁 场和制动磁场，已经被广泛研究了，如公开号为CN1266759A，CN1638893A和CN101185957。 结晶器电磁制动技术可W抑制钢水流动，降低冲击深度，但该设备一般加在结晶器外，比 较庞大，维护和运行费用也较高。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于解决现有技术存在的上述问题，本发明从电磁学和流体力学出 发，提供一种简单、高效和无污染的减缓钢包长水口负压和钢水冲击力的装置及其方法，在 水口下端裸露德注情况下减少钢水的二次氧化，防止长水口附近因注流负压带来液面润流 而引起的卷渣，提高连铸昆内部质量。
[0005]为实现上述目的，本发明采取W下技术方案：
[0006]-种减缓长水口负压和钢水冲击力的方法，其特征在于：在钢水从钢包经长水口 进入中间包的过程中，在长水口外壁增设磁场发生装置，其电流为2~200A，频率为1~ IOOHz。
[0007]所述的磁场发生装置包括一对半圆形壳体，一端由连接板连接，另一端由紧固板 和紧固螺栓连接；所述连接板两端由固定螺栓分别固定在两个半圆形壳体的表面；所述壳 体为两个具有一定厚度的半圆形壳体，内部由铁芯和线圈缠绕组成，为了防止装置在高温 环境中收到损伤，可W采用铜管作为线圈，在管内部通水冷却；或采用浸泡绝缘漆的铜线作 为线圈外部通水冷却，装置可W采用两相或H相电源供电。
[0008] 所述连接板具有一定长度，能使两个半圆形壳体向外完全展开和向内闭合。
[0009] 所述固定螺栓穿过连接板固定在壳体上，固定螺栓帽与壳体之间有一定间隙。
[0010] 所述紧固板是长方形钢板，焊接在壳体上，中间有一通孔能使紧固螺栓穿入。
[0011] 当钢水从钢水包流经长水口时，在磁场发生装置的作用下受到了向上的阻力，减 缓了水口负压，当钢水流出水口进入中间包时，在电磁力巧举作用下，钢水动能减少，降低 了冲击力度。
[0012] 钢水包中的钢液经长水口流入中间包，钢水在重力加速度下越来越快，与长水口 内壁接触面积越来越小，产生负压，形成吸气现象，使得水口周围的空气进入内壁，二次氧 化钢水。安装该装置后，产生向上的行波磁场，钢液下流的过程中除了受重力加速度外，还 始终受到向上的电磁力减速作用，该电磁力在钢水流柱表面最大，对钢水流起到巧起的作 用，使得钢液横截面积维持不变，靠近水口内壁表面的钢水流速变缓，减缓了负压的同时也 减弱了钢水流的冲击力度。
[0013] 在开德、换钢包等长水口下端裸露德注情况下，减缓长水口负压，能降低由于负压 造成的水口吸气，可W有效防止经长水口注入中间包钢水的二次氧化，为生产纯净钢提供 良好的条件。在正常德注情况下，可W防止长水口附近因注流负压而带来液面润流引起的 卷渣现象。同时钢水流入中间包时冲击力的降低，一方面减少甚至避免钢渣被卷入钢水中， 改善了铸昆内部质量缺陷；另一方面减轻了钢水对稳流器的冲刷，提高了稳流器的使用寿 命。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明装置的俯视图；
[0015] 图2是本发明装置的侧视图；
[0016] 图3是本发明装置内部铁芯和线圈的缠绕方式图；
[0017] 图4是本发明装置安装位置示意图；
[0018] 图5是未安装本发明装置时长水口内钢水流动示意图；
[0019] 图6是安装本发明装置时长水口内钢水流动示意图；
[0020] 其中，1壳体、2连接板、3固定螺栓、4紧固板、5紧固螺栓、6钢水包、7长水口、8中 间包。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过一些实施例对本发明进一步说明。
[0022] 实施例1 :
[0023] 在230X1060mm昆连铸过程中，长水口外径为O155mm，内径为OIOOmm拉速为 0. 8m/min时，设计的减缓长水口负压和钢水冲击力装置具体参数如表1所示。
[0024] 表1.长水口外径为O155mm时装置参数
[00巧]
[0026] 使用过程中，将磁场发生装置的壳体I安装在长水口 7上。因为装置需要通水冷 却，为了防止长水口附近温降过快，可使用耐火租或其它绝热、耐高温材料保护。开始德铸 前设置好装置的电流大小和频率。德铸时打开装置电源，德铸结束时断开电源，冷却水需要 继续开通，保证装置不被烧坏，直到环境温度较低时才可断开装置的冷却水。实施例2 :
[0027] 在300X1950mm板昆连铸过程中，长水口外径为〇195mm，内径为〇135mm，拉速为 1.Om/min时，设计的减缓长水口负压和钢水冲击力装置具体参数如表2所示。
[0028] 表2.长水口外径为O195mm时装置参数
[0029]
[0030] 使用施加方式同实施例1。实施效果如表3所示，ON表示装置工作状态，OFF表示 装置关闭状态。从表3的实验结果中可W看出，装置工作状态下中间包氧含量没有明显增 加，说明该装置有效的减缓了水口负压引起的中间包钢水二次氧化。
[0031] 表3应用减缓长水口负压和钢水冲击力的装置德注实验结果对比
【主权项】
1. 一种减缓长水口负压和钢水冲击力的方法，其特征在于：在钢水从钢包经长水口 进入中间包的过程中，在长水口外壁增设磁场发生装置，其电流为2~200A，频率为1~ IOOHz〇2. 根据权利要求1所述的一种减缓长水口负压和钢水冲击力的方法，其特征在于：所 述的磁场发生装置包括一对半圆形壳体（1)，一端由连接板（2)连接，另一端由紧固板（4) 和紧固螺栓（5)连接；所述连接板（2)两端由固定螺栓（3)分别固定在两个半圆形壳体（1) 的表面；所述壳体（1)内部由铁芯和线圈缠绕组成，线圈为铜管，在管内部通水冷却；或采 用浸泡绝缘漆的铜线作为线圈外部通水冷却，该装置采用两相或三相电源供电。3. -种减缓长水口负压和钢水冲击力的装置，其特征在于：包括一对半圆形壳体（1)， 一端由连接板（2)连接，另一端由紧固板（4)和紧固螺栓（5)连接；所述连接板（2)两端 由固定螺栓（3)分别固定在两个半圆形壳体（1)的表面；所述壳体（1)内部由铁芯和线圈 缠绕组成，线圈为铜管，在管内部通水冷却；或采用浸泡绝缘漆的铜线作为线圈外部通水冷 却，该装置采用两相或三相电源供电。4. 根据权利要求3所述的一种减缓长水口负压和钢水冲击力的装置，其特征在于：所 述连接板（2)的长度能使两个半圆形壳体（1)向外完全展开和向内闭合。5. 根据权利要求3所述的一种减缓长水口负压和钢水冲击力的装置，其特征在于：所 述固定螺栓（3)穿过连接板（2)固定在壳体（1)上，固定螺栓帽与壳体之间有间隙。6. 根据权利要求3所述的一种减缓长水口负压和钢水冲击力的装置，其特征在于：所 述紧固板（4)是长方形钢板，焊接在壳体（1)上，中间有一通孔能使紧固螺栓（5)穿入。
【专利摘要】本发明公开一种减缓长水口负压和钢水冲击力的方法及装置，在钢水从钢包经长水口进入中间包的过程中，在长水口外壁增设磁场发生装置，其电流为2～200A，频率为1～100Hz。磁场发生装置包括一对半圆形壳体，一端由连接板连接，另一端由紧固板和紧固螺栓连接；所述连接板两端由固定螺栓分别固定在两个半圆形壳体的表面；所述壳体内部由铁芯和线圈缠绕组成，线圈为铜管，在管内部通水冷却；或采用浸泡绝缘漆的铜线作为线圈外部通水冷却，该装置采用两相或三相电源供电。
【IPC分类】B22D41/50
【公开号】CN105195726
【申请号】CN201410256157
【发明人】唐雪峰, 郭庆涛, 黄玉平, 贾吉祥, 廖相巍, 常桂华
【申请人】鞍钢股份有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年6月11日