一种连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置，包括电磁搅拌器、冷却套和绝热层，该电磁搅拌器安装在上水口外侧，且位于中间包的工作层下面的永久层内；冷却套包覆在电磁搅拌器外侧；在冷却套外包覆有绝热层；在冷却套上设有用来通冷却气体对电磁搅拌器进行冷却的进气口和出气口。本实用新型同时实现控制连铸中间包和结晶器内钢液流动，并可实现中间包低液位浇注。本实用新型结构简单，操作方便，适应性强，提高了连铸坯质量和金属收得率、降低了生产成本。
【专利说明】一种连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于钢铁冶金【技术领域】，具体地说是一种连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置。
【背景技术】
[0002]连铸操作最重要的问题之一就是结晶器内钢液流动模式。结晶器中钢液的流动与其在结晶器内的传热、凝固、夹杂物的上浮以及铸坯的质量有着密切的关系，结晶器内钢液流动又直接影响到温度的分布，进而决定了铸坯的内部质量和组织结构。大量的工业实践研究表明:铸坯近80%的表面缺陷起源于结晶器，与结晶器内钢液流动密切相关。同时，结晶器内钢液流动对初生坯壳温度的均匀性有着重要影响，进而影响到铸坯的表面质量。目前，连铸结晶器钢液流动控制技术主要有结晶器电磁制动和结晶器电磁搅拌，两种技术虽然采用的磁场不同，但都将电磁设备安装在结晶器外部，磁场需要穿过铜板，需要较大功率的电源控制系统才能起到效果。东北大学提出在浸入式水口外安装电磁场，带动浸入式水口内的钢液产生旋转运动，从而控制结晶器内钢液流动，由于现场空间和现场生产操作的限制，在生产中很难应用。
[0003]在连铸工艺中，中间包是连接钢包和结晶器的中间环节，是由间歇操作转向连续操作的衔接点，也是提高钢产量和质量的重要一环。无论对于连铸操作的顺利进行，还是对于保证钢液质量，中间包的作用都是不容忽视。在连铸浇注过程中，控制中间包内钢液流动，改变钢液在中间包内运动路线，延长钢液在中间包内的停留时间，对于促进夹杂物上浮排除，提高钢液纯净度，减少铸坯内部夹杂、改变夹杂物形态具有重要意义。在中间包钢液浇注时，上水口处钢液流出时会产生漩涡，有经验可知，钢液由垂直出口向下流动时，当低于某一临界高度时，在出口上方会形成漩涡漏斗，即汇流涡流，该涡流的方向为顺时针。钢液流出过程形成的汇流漩涡能把中间包液面的覆盖渣和钢液中夹杂物卷入钢液内部，甚至卷入空气，使钢液发生二次氧化，影响钢液纯净度，恶化铸坯质量。为了防止汇流漩涡对铸坯质量的影响，浇注末期通常在中间包内留下一定高度的钢液，当液位下降至漩涡产生的临界高度时，立刻关闭水口，这样虽然可以避免涡流卷渣，但会使浇注终了的中间包内残留大量的钢液，降低金属收得率，增大生产成本。
【发明内容】
[0004]鉴于连铸中间包和结晶器钢液流动的重要性，本实用新型的目的是提供一种连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置。该装置安装在中间包上水口外侧，使上水口内产生旋转磁场，所述磁场与通过上水口钢液相互作用产生电磁力，使通过上水口的钢液产生旋转运动，控制通过浸入式水口进入连铸结晶器的钢液流动，同时上水口内钢液的旋转运动可以带动中间包内上水口附近的钢液运动，从而起到控制中间包内钢液运动的效果。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]一种连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置，其特征在于:该装置包括电磁搅拌器、冷却套和绝热层，该电磁搅拌器安装在上水口外侧，且位于中间包的工作层下面的永久层内；冷却套包覆在电磁搅拌器外侧；在冷却套外包覆有绝热层；在冷却套上设有用来通冷却气体对电磁搅拌器进行冷却的进气口和出气口，电磁搅拌器安装在中间包上水口外侦牝且位于的工作层下面的永久层内。
[0007]本实用新型中，冷却套进气口高度空间位置高于出气口高度空间位置；冷却套由近上水口一侧的奥氏体不锈钢和远离上水口一侧的铜焊接而成。
[0008]本实用新型中，电磁搅拌器在上水口内产生旋转磁场，磁场与通过上水口钢液相互作用产生电磁力，使通过上水口的钢液产生旋转运动，控制通过浸入式水口进入连铸结晶器的钢液流动，同时上水口内钢液的旋转运动可以带动中间包内上水口附近的钢液运动，从而起到控制中间包内钢液运动的效果。冷却套设有进气口和出气口，通以冷却气体，对电磁搅拌器进行冷却。
[0009]在连铸浇注初期和中期，通过调整电流方向和电流强度使电磁搅拌器产生某一强度顺时针或逆时针运动磁场，使通过上水口的钢液产生某一强度的顺时针或逆时针旋转运动，控制通过浸入式水口进入连铸结晶器的钢液流动，同时上水口内钢液的旋转运动可以带动中间包内上水口附近的钢液运动，从而起到控制中间包内钢液运动的效果。
[0010]在连铸浇注后期，改变电流方向和电流强度使电磁搅拌器产生某一强度的逆时针方向运动磁场，使通过上水口的钢液产生某一强度的逆时针旋转运动，带动中间包内上水口出口附件钢液产生逆时针运动，抵消由于中间包液位降低而产生的顺时针汇流涡流，可以实现中间包低液位浇注。
[0011]本实用新型结构简单，通过旋转磁场使通过上水口的钢液产生旋转运动，控制通过浸入式水口进入连铸结晶器的钢液流动，可以同时实现控制连铸中间包和结晶器内钢液流动，并可在浇注末期实现中间包低液位浇注。本实用新型操作方便灵活，适应性强，提高了连铸坯质量、提高了金属收得率、降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型中连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]一种连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置，如图1所示，包括电磁搅拌器7、冷却套6、绝热层2，电磁搅拌器安装在上水口 I外侧，位于中间包的工作层4下面的永久层5内，电磁搅拌器放置在冷却套内，冷却套外有隔热层，冷却套由奥氏体不锈钢和铜焊接而成，在冷却套靠近上水口一侧(即冷却套内侧)为奥氏体不锈钢，远离上水口一侧为铜。为了调节电磁搅拌器的搅拌频率和电流强度，该装置设有用来调整电磁搅拌器频率和电流强度的调整装置。冷却套设有进气口 3和出气口 8，通以冷却气体，对电磁搅拌器进行冷却。
[0014]使用时，给电磁搅拌器通电，利用电磁搅拌器在上水口内产生旋转磁场与通过上水口钢液相互作用产生电磁力，使通过上水口的钢液产生旋转运动，控制通过浸入式水口进入连铸结晶器的钢液流动，同时上水口内钢液的旋转运动可以带动中间包内上水口附近的钢液运动，从而起到控制中间包内钢液运动的效果，具体方法如下:
[0015]在连铸浇注初期和中期，由于没有汇流涡流存在，通过调整电流方向和电流强度使电磁搅拌器产生某一强度顺时针或逆时针运动磁场，使通过上水口的钢液产生顺时针或逆时针旋转，控制通过浸入式水口进入连铸结晶器的钢液流动，同时上水口内钢液的旋转运动可以带动中间包内上水口附近的钢液运动，从而起到控制中间包内钢液运动的效果，提高钢液纯净度，改善连铸坯质量。根据中间包和结晶器内钢液运动，调整电磁搅拌器的频率和电流强度。
[0016]在连铸浇注后期，为了防止汇流涡流的影响，改变电流方向和电流强度使电磁搅拌器产生某一强度的逆时针方向运动磁场，使通过上水口的钢液产生某一强度的逆时针旋转运动，带动中间包内上水口出口附件钢液产生逆时针运动，抵消由于中间包液位降低而产生的顺时针汇流涡流，可以实现中间包低液位浇注，减少中间包残留钢液，提高金属收得率。
【权利要求】
1.一种连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置，其特征在于:该装置由电磁搅拌器(7)、冷却套(6)和绝热层(2)组成，电磁搅拌器(7)、冷却套(6)和绝热层(2)安装在中间包内，冷却套(6 )包覆在电磁搅拌器(7 )外侧，在冷却套(6 )外包覆有绝热层(2 )，在冷却套(6)上设有用来通冷却气体对电磁搅拌器(7)进行冷却的进气口(3)和出气口(8);电磁搅拌器(7)安装在中间包上水口(I)外侧，且位于的工作层(4)下面的永久层(5)内。
2.根据权利要求1所述的连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置，其特征在于:冷却套(6)由近上水口(I) 一侧的奥氏体不锈钢和远离上水口(I) 一侧的铜焊接而成。
3.根据权利要求1所述的连铸中间包及结晶器钢液流动控制装置，其特征在于:冷却套(6)进气口(3)高度空间位置高于出气口(8)高度空间位置。
【文档编号】B22D41/62GK203917905SQ201420240958
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】于湛, 吴利辉, 胡志勇, 于小方, 党军, 单以刚, 淦家余 申请人:南京钢铁股份有限公司