一种减少连铸大包铸余的包底结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种减少连铸大包铸余的包底结构，其特征在于，所述包底与包壁一起构成大包内腔，所述包底结构包括第一平面、第二平面和过渡曲面，所述第一平面内设置有大包出口，所述第二平面内设置有透气砖，所述第二平面高于第一平面，所述过渡曲线连接第一平面和第二平面。本发明的优点如下：(1)能够大幅降低大包铸余，在防止大包下渣的前提下，可以减少70%以上的铸余；(2)第二平面与第一平面之间过渡平缓，保证了吹氩过程中低洼地区钢水的循环流动；(3)包底结构较简单，砌筑难度小，维护费用低。
【专利说明】一种减少连铸大包铸余的包底结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包底结构，具体涉及一种能够减少连铸大包铸余的包底结构，属于金属材料与加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]大包是连铸生产的主体设备之一，主要用来盛放钢水，且钢水表面有精炼渣覆盖。大包除了用来储存和转运钢水外，还具有吹氩搅拌、温度调节、成分调整、夹杂物控制等一系列钢水精炼功能。在连铸过程中，钢水从大包的出口流出并经中间包进入结晶器，在连续拉坯和连续冷却的条件下，形成所需形状的铸坯并被切割成定尺，成为轧钢的坯料。大包开浇后，随着浇注的进行，大包内的钢水逐渐减少，钢水液面逐渐降低。当液面下降到一定程度，在包底出口处便形成汇流漩涡，使精炼渣和钢水卷混到一起流出并进入中间包，对钢水造成污染，进而降低了连铸坯的洁净度。
[0003]大包下渣是钢中夹杂物的重要来源之一，严重影响某些对夹杂物要求极其严格的钢种的质量，如增加帘线钢在拉拔过程中的断丝频率、使DI罐及IF钢等深冲钢的表面出现麻点等。为了避免下渣，在大包浇注末期，通常保留一定量的大包铸余，即在大包底部形成汇流漩涡之前关闭滑动水口，换另一包钢水继续浇注。大包铸余越多，下渣的可能性越小，但钢水的收得率也就越低。为了准确判断下渣的开始时间并及时关闭大包出口，以便既能控制下渣又尽可能地减少铸余，除了采用人工观察之外还开发了一系列大包下渣自动检测方法，如电磁检测法、振动式检测法、称重检测法、超声波检测法、红外检测法等,然而，目前国内外的大包底部大多是平面砌筑，即使能够准确判断大包下渣的开始时间，也会有较大的铸余量，影响钢水的收得率。因此，迫切的需要一种新的技术方案解决上述技术问题。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明正是针对目前技术中存在的问题，提供一种复合型大包底部结构，该结构设计巧妙、方便实施，在避免大包下渣的前提下，可以大幅减少大包铸余，提高钢水的收得率，适用于各钢种的连铸生产，尤其适用于对洁净度要求高的钢种的连铸生产。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，一种减少连铸大包铸余的包底结构，其特征在于，所述包底与包壁一起构成大包内腔，所述包底结构包括第一平面、第二平面和过渡曲面，所述第一平面内设置有大包出口，所述第二平面内设置有透气砖，所述第二平面高于第一平面，所述过渡曲面设置在第一平面和第二平面之间，用于连接第一平面和第二平面。第一平面与第二平面之间过渡平缓，保证了吹氩过程中低洼地区钢水的循环流动，避免形成死区，防止了钢水局部过冷而导致出口冻结。
[0007]作为本发明的一种改进，所述第一平面与第二平面平行。
[0008]作为本发明的一种改进，所述第一平面为两个劣弧围成的小区域，其中心设置有大包出口 ；该设计可以可以更大限度的减少大包铸余。[0009]作为本发明的一种改进，所述第二平面是两个优弧围成的大区域。该设计可以更大限度的减少大包铸余。
[0010]作为本发明的一种改进，所述第二平面与第一平面的高度差H为大包临界下渣液位，H的高度为100mnT300mm，可以根据浇注参数由水模实验或者数值模拟计算来确定。在此高度下停止浇注，可以在不浪费大包内腔容量的基础上最大限度的降低大包铸余。
[0011]作为本发明的一种改进，所述第一平面与第二平面之间用坡度平缓的曲面过渡，过渡曲面与第一、二平面的夹角为160°?180°。该设计保证了吹氩搅拌过程中低洼地带钢水的循环流动，防止在低洼地带形成死区。
[0012]作为本发明的一种改进，所述透气砖的数量至少是一个。
[0013]相对于现有技术，本发明的优点如下，(I)能够大幅降低大包铸余，在临界下渣液位停止浇注，可以减少70%以上的铸余；(2)第一平面与第二平面之间过渡平缓，且第一平面具有一定的面积，保证了吹氩过程中低洼地区钢水的循环流动，避免形成死区，防止了钢水局部过冷而导致出口冻结；(3)包底结构较简单，砌筑难度小，维护费用低。
[0014]【专利附图】
【附图说明】:
图1是普通大包内腔结构图；
图2是普通大包浇铸末期下渣示意图；
图3是本发明提供的大包内腔结构图；
图4是本发明提供的大包浇铸末期下渣示意图。
[0015]图中:1为包壁，2为平面包底，3为透气砖，4为大包出口，5为第一平面，6为过渡曲面，7为第二平面。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
[0018]实施例1:参见图3，一种减少连铸大包铸余的包底结构，所述包底与包壁I 一起构成大包内腔，所述包底结构包括第一平面5、第二平面7和过渡曲面6，所述第一平面5内设置有大包出口 4，所述第二平面7内设置有透气砖3，所述第二平面7高于第一平面5，所述过渡曲面6设置在第一平面5和第二平面7之间，所述过渡曲面6连接第一平面5和第二平面7。第一平面5与第二平面7之间过渡平缓，保证了吹氩过程中低洼地区钢水的循环流动，避免形成死区，防止了钢水局部过冷而导致出口冻结。
[0019]实施例2:参见图3，作为本发明的一种改进，所述第一平面5与第二平面7平行。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0020]实施例3:参见图3，作为本发明的一种改进，所述第一平面5为两个劣弧围成的较小区域，以便更大限度的减少大包铸余，其中心为大包出口 4。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0021]实施例4:参见图3，作为本发明的一种改进，所述第二平面7是两个优弧围成的较大区域，以便更大限度的减少大包铸余。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0022]实施例5:参见图3、图4，作为本发明的一种改进，所述第二平面7与第一平面5的高度差为大包临界下渣液位H，H的高度为100mnT300mm，可以根据浇注参数由水模实验或者数值模拟计算来确定。该高度差能够大幅降低大包铸余，在临界下渣液位停止浇注，可以减少70%以上的铸余。根据浇铸工艺参数由模拟实验得出。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0023]实施例6:参见图3，作为本发明的一种改进，所述第一平面5与第二平面7之间用坡度平缓的过渡曲面6过渡，过渡曲面6与第一平面5、第二平面7的夹角为160° —180°，防止在吹氩搅拌过程中在低洼地带形成死区。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0024]本发明还可以将实施例2、3、4、5、6所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。
[0025]工作原理:
参见图2、图4，在大包浇铸末期，当液位低于下渣的临界高度H时便在出口处形成汇流漩涡，精炼渣和钢水卷混一起从出口 4流出。H值的大小可以通过水力学模拟实验或者数值模拟计算获得。为防止下渣污染中间包内的钢水，此时应该关闭出口换下一包钢水浇注，而大包中的剩余钢水便称为铸余。一般将铸余从大包中倒出待冷却后作废钢处理。
[0026]参见图1、图2，现有技术中，普通大包内腔包括包壁1、平面包底2，在平面包底2上设置透气砖3和出口 4 ;当液位处于下渣的临界高度H时关闭出口 4，包底仍剩余较多的钢水，因此有较多的铸余量。
[0027]参见图3、图4，通过改变包底耐火材料的砌筑方式，将包底砌筑成本发明所述的第一平面5、第二平面7和过渡曲面6组成的复合型结构；第一平面5由两个劣弧围成，位置较低、面积较小，其中心为大包出口 4，可以更大限度的减少大包铸余；第二平面7为两个优弧围成，位置较高，面积较大，透气砖3设置在第二平面7内；第二平面7与第一平面5之间用坡度平缓的过渡曲面6连接；第二平面7与第一平面5的高度差为下渣的临界高度H。当液位处于下渣的临界高度H时关闭出口 4，包底剩余的钢水量大大减小，因此铸余量也大大减小。另外，由于大包还承担有精炼功能，包底结构的改变可能会影响精炼吹氩过程包底钢水的流动；但由于本发明中的过渡曲面6坡度非常平缓，而且下渣的临界高度H—般都比较小，一般200_左右，可有效防止吹氩搅拌过程中在低洼地带形成死区。
[0028]以某钢厂120t大包为例来说明具体本发明的实施效果。通过重新设计包底砖形状及尺寸，将大包底部砌筑成复合包底结构，砌筑过程无难度，烘烤、流转等与改造前相同。在当前的工艺条件下，通过水力学模拟实验得出大包浇铸末期的临界下渣液位约为150_。使用平面包底砌筑时，大包铸余约为6.71t ;使用复合包底结构后，大包铸余约为1.70t，铸余量约减少75%，钢水收得率约提高4.2%。
[0029]需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种减少连铸大包铸余的包底结构,其特征在于,所述包底与包壁一起构成大包内腔，所述包底结构包括第一平面、第二平面和过渡曲面，所述第一平面内设置有大包出口，所述第二平面内设置有透气砖，所述第二平面高于第一平面，所述过渡曲面设置在第一平面和第二平面之间，用于连接第一平面和第二平面。
2.根据权利要求1所述的一种减少连铸大包铸余的包底结构，其特征在于，所述第一平面与第二平面平行。
3.根据权利要求1所述的一种减少连铸大包铸余的包底结构，其特征在于，所述第一平面为两个劣弧围成的小区域，其中心设置有大包出口。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种减少连铸大包铸余的包底结构，其特征在于，所述第二平面是两个优弧围成的大区域。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种减少连铸大包铸余的包底结构，其特征在于，所述第一平面与第二平面之间用坡度平缓的曲面过渡，过渡曲面与第一、二平面的夹角为160° ?180° 。
6.根据权利要求1所述的一种减少连铸大包铸余的包底结构，其特征在于，所述透气砖的数量至少是一个。
7.根据权利要求5所述的一种减少连铸大包铸余的包底结构，其特征在于，所述第二平面与第一平面的高度差H为大包临界下渣液位，H的高度为100mnT300mm。
【文档编号】B22D41/02GK103949629SQ201410150457
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】陈远清, 张先轶, 宋健, 彭家清, 郭峰, 尚正鸿, 王进 申请人:张家港联峰钢铁研究所有限公司