一种中间包控流装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于连铸领域，尤其涉及一种中间包钢水控流去除夹杂并防止水口絮流的 装置及其方法。
【背景技术】
[0002] 洁净钢的发展要求中间包除了控制钢液温度、成分、流速以外，还需在该容器内尽 可能的提高钢水洁净度。为了达到这一目的，各钢厂开展了许多研究工作，并取得了较好地 效果。其中采用最多的手段是中间包内设置湍流器、挡墙火中间包过滤器等。湍流器的作 用是将钢包注流引起的强烈湍流控制在湍流区，并尽可能地去除转炉的脱氧产物、钢包渣 和二次氧化产物，从而改善钢的清洁度。中间包挡墙的目的是改善钢液流动特性流场，延长 钢液在中间包停留时间，使夹杂物能够充分上浮，来达到净化钢液的目的。中间包过滤器顾 名思义，即通过吸附钢液中的夹杂物以减少钢中夹杂物。钢液通过这些手段净化后注入中 间包上水口。当钢液注入上水口时，在其上方会形成一个涡流区，这个涡流区导致钢水流动 发生变化，某些上浮的夹杂物可能会重新卷入钢水中。尤其在低液位浇注状态下，不可避免 的将夹杂物或覆盖剂卷入到钢水中，这些夹渣卷入到结晶器而又来不及上浮，从而导致了 铸坯的表面缺陷；当浇注超低碳钢、铝脱氧钢时，由于钢水中A1 203等夹杂无法完全去除，常 把中间包上水口和浸入式水口絮死，直接影响了连铸生产的顺利进行。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种中间包控流装置及方法。其目的旨在通过控制上水口处的钢水流 动方式，减少夹杂和水口絮流，提高钢水的洁净度，保证浇注的顺利进行。
[0004] 为此，本发明所米取的解决方案是：
[0005] -种中间包控流装置，其特征在于，所述控流装置为中空的圆筒形结构，圆筒顶面 封闭，沿圆筒内壁圆周切线方向等间距设有至少2排控流孔，圆筒外壁包裹有一层薄外壳。
[0006] 所述控流装置的圆筒高度为300~500mm，圆筒顶面和侧壁的厚度均为7~15mm， 圆筒的内径是中间包上水口内径的4~8倍。
[0007] 所述控流孔的截面形状为圆形、梅花形或菱形，控流孔总面积是中间包上水口内 腔横断面面积的5~10倍。
[0008] 所述控流孔设置在距圆筒顶面100mm以下、圆筒底面50mm以上范围内。
[0009] 所述薄外壳采用厚度为1~5mm钢板加工而成。
[0010] 所述圆筒顶面和侧壁材质为铝锆碳质材料。
[0011] -种应用上述中间包控流装置的方法，其特征在于：
[0012] 将控流装置的圆筒轴线与中间包上水口中心线对正后扣放在中间包上水口上面， 即可进行钢水浇注；钢水浇注初期，在薄外壳的包裹下，钢水中的大颗粒夹杂物被阻挡在控 流装置外而无法直接进入结晶器；同时消除了低液位浇注时上水口上方产生涡流的动力学 条件，使覆盖剂也无法卷入钢水中；当注入中间包的钢水达到一定高度后，随着控流装置薄 外壳逐步被熔化，钢水通过控流孔进入控流装置，切向进入的钢水在控流装置内将形成旋 流，使钢水在中间包内停留时间增加，夹杂物得到进一步上浮，且钢水中部分夹杂物被控流 孔壁吸附，从而抑制了中间包上水口絮流和浸入水口絮流的形成，使钢质得到净化；浇注末 期低液位浇注时与浇注初期具有相同的原理和作用。
[0013] 本发明的有益效果为：
[0014] 1、控流装置外层钢板到钢水浇注一定高度后熔化过程中，可以避免开浇时携带大 颗粒夹杂物的初期钢水直接进入结晶器，提高头坯洁净度。
[0015] 2、能够控制中间包内钢水流动方式，延长夹杂物上浮时间，同时吸附夹杂，净化钢 液。
[0016] 3、浇注末期中间包低液位浇注时，由于其控流作用可以防止覆盖剂卷入钢水，一 定范围内实现拉速不变情况下的连续浇注，提高钢水收得率，并减少拉速变化引起的保护 渣卷渣等对连铸坯质量的影响。整个浇注过程中钢水被进一步净化，减少了中间包上水口 和浸入式水口絮流产生几率，为稳定连铸坯质量和保证生产顺行提供了一条可行的技术途 径。
【附图说明】
[0017] 图1是控流装置使用状态示意图；
[0018] 图2是控流装置A-A截面图。
[0019] 图中：中间包1、控流装置2、控流孔3、薄外壳4、上水口 5。
【具体实施方式】
[0020] 中间包控流装置2整体为一中空的圆筒形结构，筒顶封闭，筒度为350~450mm，筒 顶和侧壁厚度均为8~10_，圆筒内径是中间包上水口内径的4~8倍，筒顶和侧壁均为铝 锆碳质材料。沿圆筒内壁圆周切线方向等间距设有4排控流孔3,控流孔3第一排距圆筒 顶面100mm、第四排距圆筒底面50mm，控流孔3的截面形状为圆形，控流孔3总面积是中间 包1上水口 5内腔横断面面积的10倍。圆筒外壁包裹有一层厚度为3_钢板加工而成的 薄外壳4。
[0021] 将控流装置2的圆筒轴线与上水口 5中心线对正扣在上水口 5的上面，钢水浇注 初期，在薄外壳4的包裹下，钢水中的大颗粒夹杂物被阻挡在控流装置2外而无法直接进入 结晶器；同时消除了低液位浇注时上水口 5上方产生涡流的动力学条件，使覆盖剂也无法 卷入钢水中。当注入中间包1的钢水达到一定高度后，随着控流装置2薄外壳4逐步被熔 化，钢水通过控流孔3进入控流装置2,切向进入的钢水在控流装置2内将形成旋流，使钢水 在中间包1内停留时间增加，夹杂物得到进一步上浮，且钢水中部分夹杂物被控流孔3的孔 壁吸附，从而抑制了上水口 5絮流和浸入水口絮流的形成，使钢质得到净化。浇注末期低液 位浇注时与浇注初期具有相同的原理和作用。
[0022] 表1实施例控流装置的主要参数
[0023]
[0024] 对比分析常规方法与本发明方法的连铸坯洁净度指标：所取试样为开浇后2米的 头还（非稳态）和稳态还：头还检测饶注〇. 5m、1. 0m、2m三个位置的T. 0 (ppm)和大型夹杂物 (大于50 μ m)个数二项指标，连铸还取样要有代表性。夹杂物检测试样总面积为9000mm2， 实施例和对比例结果见表1。稳态坯检测选择第2罐钢第2、3块和第3罐钢第2块连铸坯， 同样分析T.O (ppm)和大型夹杂物（大于50 μ m)个数二项指标，连铸还取样要有代表性，夹 杂物分析检测面积为5000mm2,实施例和对比例结果见表3。
[0025] 表2浇注2米头坯洁净度对比
[0026]
[0027] 表3稳态连铸还洁净度对比
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[0029] 与常规方法比较，采用本发明方法生产的连铸坯T.0含量降低，大型夹杂物数量 减少，钢质洁净度明显提高。
【主权项】
1. 一种中间包控流装置，其特征在于，所述控流装置为中空的圆筒形结构，圆筒顶面封 闭，沿圆筒内壁圆周切线方向等间距设有至少2排控流孔，圆筒外壁包裹有一层薄外壳。2. 根据权利要求1所述的中间包控流装置，其特征在于，所述控流装置的圆筒高度为 300~500mm，圆筒顶面和侧壁的厚度均为7~15mm，圆筒的内径是中间包上水口内径的 4~8倍。3. 根据权利要求1所述的中间包控流装置，其特征在于，所述控流孔的截面形状为圆 形、梅花形或菱形，控流孔总面积是中间包上水口内腔横断面面积的5~10倍。4. 根据权利要求1所述的中间包控流装置，其特征在于，所述控流孔设置在距圆筒顶 面100mm以下、圆筒底面50mm以上范围内。5. 根据权利要求1所述的中间包控流装置，其特征在于，所述薄外壳采用厚度为1~ 5mm钢板加工而成。6. 根据权利要求1所述的中间包控流装置，其特征在于，所述圆筒顶面和侧壁材质为 铝锆碳质材料。7. -种应用权利要求1所述中间包控流装置的方法，其特征在于： 将控流装置的圆筒轴线与中间包上水口中心线对正后扣放在中间包上水口上面，即可 进行钢水浇注；钢水浇注初期，在薄外壳的包裹下，钢水中的大颗粒夹杂物被阻挡在控流 装置外而无法直接进入结晶器；同时消除了低液位浇注时上水口上方产生涡流的动力学条 件，使覆盖剂也无法卷入钢水中；当注入中间包的钢水达到一定高度后，随着控流装置薄外 壳逐步被熔化，钢水通过控流孔进入控流装置，切向进入的钢水在控流装置内将形成旋流， 使钢水在中间包内停留时间增加，夹杂物得到进一步上浮，且钢水中部分夹杂物被控流孔 壁吸附，从而抑制了中间包上水口絮流和浸入水口絮流的形成，使钢质得到净化；浇注末期 低液位浇注时与浇注初期具有相同的原理和作用。
【专利摘要】本发明提供一种中间包控流装置及方法，控流装置为中空的圆筒形，顶面封闭，沿圆筒内壁圆周切线方向等间距设有至少2排控流孔，圆筒外壁包裹有一层薄外壳。将控流装置扣放在上水口上面；钢水浇注初期，钢水中的大颗粒夹杂物被阻挡在控流装置外而无法直接进入结晶器，避免了上水口上方产生涡流，使覆盖剂也无法卷入钢水中，提高了头坯洁净度。当注入中间包的钢水达到一定高度后，薄外壳逐步被熔化，切向进入的钢水在控流装置内将形成旋流，使钢水在中间包内停留时间增加，夹杂物得到进一步上浮，且钢水中部分夹杂物被控流孔壁吸附，从而抑制了中间包上水口絮流和浸入水口絮流的形成，使钢质得到净化，有利于实现连续浇注，提高钢水收得率。
【IPC分类】B22D41/00
【公开号】CN105710357
【申请号】CN201410734565
【发明人】吕志升, 栗红, 康伟, 张晓光, 廖相巍, 曹亚丹, 孙群, 赵晨光
【申请人】鞍钢股份有限公司