专利名称：一种降低连铸钢包或中间钢包钢水过热度的装置和方法
技术领域：
本发明涉及冶金连铸技术领域，更具体地涉及一种降低连铸钢包或中间钢包钢水过热度的方法。
背景技术：
金属的凝固是一个放热过程。过热度的大小标志着金属液态超过熔点温度的大小程度，过热度越大，则金属凝固需要释放的热量越多，在相同的热传递的情况下，所需要的凝固时间增加。因此，过热度的大小影响着液态金属材料的凝固行为。例如，当过热度过大时，相同截面的铸坯凝固时间长，元素偏析大，中心偏析等级高；铸坯坯壳较薄，易形成表面裂纹或者诱发拉漏；表层树枝晶粗大，在二冷区位置形成中间裂纹的倾向增大。过热度的降低可以促进柱状晶向等轴晶的转变，提高等轴晶率，从而有利于铸坯组织的均质化；但过热度过小，钢水粘度大，流动性差，不利于夹杂物的上浮，连铸过程中容易使水口堵塞甚至冻结，在连铸坯中易产生疏松和缩孔等缺陷。因此，钢水过热度直接影响着钢水连铸工艺参数、铸坯的表面质量、坯壳厚度,树枝晶枝晶间距大小以及铸坯的内部质量。钢水过热度对连铸坯质量有着重要影响，因此必须精确控制中间钢包中的钢水的过热度。为了减少过程温度损失和温度波动，使钢水过热度控制在合适的范围之内，常用的措施有钢包、中间钢包覆盖保温剂；钢包烘烤和中间钢包烘烤；钢包或中间钢包加盖；废坯降温；中间钢包等离子加热；中间钢包电磁感应加热等等。在钢包或中间钢包温度过高的情况下，常通过长时间冷却、向钢液中加入废坯料或者通入惰性气体等方法降低过热度。然而，长时间冷却会影响生产连续性，降低生产效率；废坯料如果没有经过表面处理或者烘烤，则增加钢中的氧化物夹杂超标、氢脆等现象；通往惰性气体可以起到降温效果，但增加成本。为此，针对连铸过程中钢水过热度过高的情况，需要提供一种经济有效地且方便地降低钢水温度的方法，由此提高连铸坯的质量。
发明内容
为了解决连铸过程中钢水过热度过高的问题，根据本发明的一方面，提供了一种降低连铸钢包或中间钢包钢水过热度的装置，所述装置包括测温装置，对连铸钢包或中间钢包中的钢水进行测温，并确定连铸钢包或中间钢包钢水的当前过热度与目标过热度的差异；水冷底盘，通过夹具固定在支架上，并根据测温装置确定出的连铸钢包或中间钢包钢水的当前过热度与目标过热度的差异而送入钢水中或从钢水中取出；电机，控制水冷底盘送入钢水中或从钢水中取出；进入管和排出管，当电机控制水冷底盘送入钢水中时，冷却水从进入管进入水冷底盘，并在吸收热量后从排出管流出。如果连铸钢包或中间钢包钢水的当前过热度与目标过热度的差异大于5°C，则电机可将水冷底盘的下部分送入钢水中，冷却水可经由进入管进入水冷底盘的下部分，以使钢水冷却。
水冷底盘可由耐高温金属材料制成。冷却水可为循环冷却水且可为软水。水冷底盘可由上部分和下部分构成，上部分和下部分之间可通过紧固件连接，下部分是可更换的。水冷底盘可具有迂回通道或Z字形通道，以增加冷却水的接触面积。根据本发明的另一方面，提供了一种降低连铸钢包或中间钢包钢水过热度的方法，所述方法包括对连铸钢包或中间钢包中的钢水进行测温，并确定连铸钢包或中间钢包中的钢水的当前过热度与目标过热度的差异；根据确定出的钢水的当前过热度与目标过热度的差异，将水冷底盘送入钢水中；使冷却水从进入管进入水冷底盘，并在吸收热量后从排出管流出，由此降低钢水的温度。如果连铸钢包或中间钢包中的钢水的当前过热度与目标过热度的差异大于5°C，则可将水冷底盘的下部分送入钢水中，冷却水可经由进入管进入水冷底盘的下部分，以使钢水冷却。水冷底盘可由耐高温金属材料制成。冷却水可为循环冷却水且可为软水。水冷底盘可由上部分和下部分构成，上部分和下部分之间可通过紧固件连接，下部分是可更换的。水冷底盘可具有迂回通道或Z字形通道，以增加冷却水的接触面积。
图1是示出根据本发明的降低钢包或中间钢包钢水过热度的装置的示意图；图2中的(a)和(b)是示出根据本发明的水冷底盘的结构的示图。
具体实施例方式下面将参照附图对本发明的降低钢包或中间钢包钢水过热度的装置进一步进行描述。图1是示出根据本发明的降低钢包或中间钢包钢水过热度的装置的示意图，图2中的(a)和(b)是示出根据本发明的水冷底盘5的结构的示图。参见图1，本发明的降低钢包或中间钢包钢水过热度的装置主要包括测温装置4、水冷底盘5、电机6以及进入管9和排出管10。参见图2的(a)，水冷底盘5可由上部分11和下部分12构成，上部分11和下部分12之间可通过紧固螺丝13连接，下部分12是可更换的。参见图2的(b)，水冷底盘5可具有迂回通道或Z字形通道，以增加冷却水的接触面积。例如，迂回通道具有与进入管9连接的进水口 14和与排出管10连接的出水口 15。水冷底盘5可由耐高温金属材料制成。例如，水冷底盘5可由与钢水2的化学成分相近或相同的钢铁材料制成。由于水的冷却作用，水冷底盘5不会熔化，即使边部或尖角处少量熔化，因为与钢水2的化学成分相近或者相同，所以也不会污染钢液。测温装置4可在连铸钢包或中间钢包I的不同位置上测定钢水2的温度。水冷底盘5通过可移动夹具7固定在支架8上，水冷底盘5相对于连铸钢包或中间钢包I的位置可由电机6控制。当过热度较大时，电机6将水冷底盘5的下部分12送入到钢水2中。
具体地，测温装置4对连铸钢包或中间钢包I中的钢水2进行测温，并确定连铸钢包或中间钢包I中的钢水2的当前过热度与目标过热度的差异。根据测温装置确定出的连铸钢包或中间钢包I中的钢水2的当前过热度与目标过热度的差异，水冷底盘5送入钢水2中或从钢水2中取出。电机6控制水冷底盘5送入钢水2中或从钢水2中取出。当电机6控制水冷底盘5送入钢水2中时，冷却水从进入管9进入水冷底盘5，并在吸收热量后从排出管10流出。在一个示例中，电机6为升降电机，以控制水冷底盘5的升降。当水冷底盘5被降下时，水冷底盘5浸入到钢水2中，以冷却钢水2。当水冷底盘5被升起时，水冷底盘5不对钢水2进行冷却。当连铸钢包或中间钢包I中的钢水2的当前过热度与目标过热度的差异大于5°C，电机6可将水冷底盘5的下部分12送入钢水2中。然后，冷却水可经由进入管9进入水冷底盘5的下部分12,并从水冷底盘5的进水口 14进入冷却通道，以使钢水2冷却。随后,冷却水吸收热量后依次通过水冷底盘5的出水口 14和排出管10流出。这里使用的冷却水 可为循环冷却水，并且可为软水。冷却水可在压力的作用进入和流出水冷底盘5。钢水2的降温速率可通过水冷底盘5的截面面积以及进入管9和排出管10的供排水速率来控制。在测温装置4等部件的控制下，可以降低钢水2的过热度。在使用水冷底盘5之后，可以将附着在其表面上的钢渣3清除，以避免再次使用时污染钢液。此外，水冷底盘5的厚度不宜太厚，以提高传热效率。优选地，水冷底盘5的厚度为 Bmm-10mnin下面将详细描述本发明的降低连铸钢包或中间钢包钢水过热度的方法。首先，对连铸钢包或中间钢包I中的钢水2进行测温，并确定连铸钢包或中间钢包I中的钢水2的当前过热度与目标过热度的差异。具体地，在本发明中，采用测温装置4来测量钢水2的温度并确定钢水2的当前过热度与目标过热度的差异。其次，根据确定出的钢水2的当前过热度与目标过热度的差异，将水冷底盘5送入钢水中。例如，当过热度较大时，将水冷底盘5送入到钢水2中。具体地，当过热度较大时，电机6将水冷底盘5的下部分12浸入在钢水2中。一般情况下，当连铸钢包或中间钢包I中的钢水2的当前过热度与目标过热度的差异大于5°C时，S卩，当连铸钢包或中间钢包I中的钢水2的当前过热度比目标过热度高50C以上时，电机6可将水冷底盘5的下部分12送入钢水2中。然后,使冷却水从进入管9进入水冷底盘5,并在吸收热量后从排出管10流出，由此降低钢水2的温度。这里使用的冷却水可为循环冷却水，并且可为软水。这里，可通过水冷底盘5的截面面积以及进入管9和排出管10的水流速率来控制钢水2的降温速率。本发明的降低连铸钢包或中间钢包钢水过热度的装置和方法可以提高生产效率，降低成本，并且能够方便地且经济有效地降低钢水的温度，从而提高了连铸坯的质量。
权利要求
1.一种降低连铸钢包或中间钢包钢水过热度的装置，所述装置包括 测温装置，对连铸钢包或中间钢包中的钢水进行测温，并确定连铸钢包或中间钢包中的钢水的当前过热度与目标过热度的差异； 水冷底盘，通过夹具固定在支架上，井根据测温装置确定出的连铸钢包或中间钢包中的钢水的当前过热度与目标过热度的差异而送入钢水中或从钢水中取出； 电机，控制水冷底盘送入钢水中或从钢水中取出； 进入管和排出管，当电机控制水冷底盘送入钢水中时，冷却水从进入管进入水冷底盘，并在吸收热量后从排出管流出。
2.根据权利要求I所述的装置，其中，如果连铸钢包或中间钢包中的钢水的当前过热度与目标过热度的差异大于5°C，则电机将水冷底盘的下部分送入钢水中，冷却水经由进入管进入水冷底盘的下部分，以使钢水冷却。
3.根据权利要求I所述的装置，其中，水冷底盘由耐高温金属材料制成。
4.根据权利要求I所述的装置，其中，冷却水为循环冷却水且为软水。
5.根据权利要求I所述的装置，其中，水冷底盘由上部分和下部分构成，上部分和下部分之间通过紧固件连接，下部分是可更换的。
6.根据权利要求I所述的装置，其中，水冷底盘具有迂回通道或Z字形通道，以增加冷却水的接触面积。
7.一种降低连铸钢包或中间钢包钢水过热度的方法，所述方法包括 对连铸钢包或中间钢包中的钢水进行测温，并确定连铸钢包或中间钢包中的钢水的当前过热度与目标过热度的差异； 根据确定出的钢水的当前过热度与目标过热度的差异，将水冷底盘送入钢水中； 使冷却水从进入管进入水冷底盘，并在吸收热量后从排出管流出，由此降低钢水的温度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，如果连铸钢包或中间钢包中的钢水的当前过热度与目标过热度的差异大于5°C，则将水冷底盘的下部分送入钢水中，冷却水经由进入管进入水冷底盘的下部分，以使钢水冷却。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，水冷底盘由耐高温金属材料制成。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，冷却水为循环冷却水且为软水。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，水冷底盘由上部分和下部分构成，上部分和下部分之间通过紧固件连接，下部分是可更换的。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，水冷底盘具有迂回通道或Z字形通道，以增加冷却水的接触面积。
全文摘要
本发明提供了一种降低连铸钢包或中间钢包钢水过热度的装置和方法。所述装置包括测温装置，对连铸钢包或中间钢包中的钢水进行测温，并确定连铸钢包或中间钢包中的钢水的当前过热度与目标过热度的差异；水冷底盘，通过夹具固定在支架上，并根据测温装置确定出的连铸钢包或中间钢包中的钢水的当前过热度与目标过热度的差异而送入钢水中或从钢水中取出；电机，控制水冷底盘送入钢水中或从钢水中取出；进入管和排出管，当电机控制水冷底盘送入钢水中时，冷却水从进入管进入水冷底盘，并在吸收热量后从排出管流出。本发明的装置和方法能够方便地且经济有效地降低钢水的温度，提高连铸坯的质量。
文档编号B22D2/00GK102974794SQ201210480740
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者刘成宝, 朱京军, 许荣昌 申请人:莱芜钢铁集团有限公司