一种台阶式中间包及其浇铸控制方法与流程

1.本申请涉及钢铁冶金领域，特别是涉及一种台阶式中间包及其浇铸控制方法。


背景技术：

2.中间包作为连接钢包与结晶器之间的冶金设备，在连铸过程中发挥着越来越重要的作用。中间包通过降低液位高度减小钢水静压力，稳定注流；利用控流装置促进夹杂物上浮、去除，净化钢水；在多流连铸机上，通过中间包将钢水分配到各个结晶器中；在多炉连浇过程中，利用中间包储存的钢水保证不断浇，实现多炉连浇，提高作业率。另外还具有均匀温度、成分，加热升温和实现恒温浇铸等功能。
3.通常，一个中间包的容量在20
‑
70t之间，常见的中间包容量为40
‑
60t。一个浇次的浇铸末期，中间包内的钢水液位不断下降，静压力持续减小，流股波动频繁，极易产生漩涡，发生卷渣、下渣现象，造成尾坯质量下降甚至不合格。为了保证良好的尾坯质量，浇铸末期封顶前中间包内必须保留一定量的钢水，使得中间包钢水液位高度大于临界卷渣高度，这部分钢水即是钢水铸余量、浇铸残钢量。中间包大量的浇铸余钢量会降低金属收得率、增加生产成本。
4.现有技术中，为了减少停浇过程中间包余钢量，专利cn201310157003公开了“连铸中间包及浇铸控制方法”，该方法包括优化了中间包控流装置和流场，稳定浇铸过程，减小卷渣临界高度。专利cn201320712018公开了“一种连铸中间包”，通过对包型优化设计，保证上水口区钢水高度，减小其他区域钢水高度达到了减少停浇过程中间包余钢量的目的。虽然能够在一定程度上减少停浇过程中间包余钢量，但是为了保证停浇过程不产生漩涡，减小卷渣、下渣的情况，凸台上仍然会存在冷钢，仍然存在余钢量较大或者停浇过程浇铸控制难、要求高的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种台阶式中间包及其浇铸控制方法，台阶式中间包包底存在的坡度在停浇过程使钢液及覆盖剂渣层在保持塞棒及上水口碗部周围熔池深度的情况下逐渐向塞棒方向聚集，聚集的渣层变厚抑制漩涡的形成，减少卷渣、下渣。同时穿过挡坝中间孔的钢液流股冲击、扰动碗部附近的钢液，也可起到抑制漩涡形成的作用；同时，停浇过程分阶段逐步降低拉速，使得熔池起旋高度进一步降低，余钢量减少。本发明大大减小了停浇过卷渣、下渣的临界起旋高度，减少了中间包余钢量。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种台阶式中间包，包括：包体、长水口、抑湍器、上挡墙、挡坝和塞棒，所述长水口与塞棒固定于包体上，所述抑湍器安装于长水口下方，所述上挡墙与挡坝位于塞棒和长水口之间，所述上挡墙位于靠近长水口一侧，所述包体底部位于塞棒与挡坝之间设置有台阶部，所述包体包底沿抑湍器一侧至所述台阶部一侧向下倾斜，倾斜角度为2
‑3°
。
7.优选的，所述上挡墙下端距离所述包体包底的距离为150
‑
300mm。
8.在该技术方案中，所述上挡墙下端距离所述包体包底的优选距离为200
‑
250mm。
9.优选的，所述挡坝与上挡墙的水平距离为1000
‑
1200mm。
10.在该技术方案中，所述挡坝与上挡墙的最优水平距离为1100mm。
11.优选的，所述挡坝安装于包体底部，且所述挡坝与水平面垂直，所述挡坝高度为200
‑
350mm，所述挡坝中段开设有导流孔。
12.优选的，所述台阶部的高度为100
‑
180mm。
13.优选的，所述台阶部高度为150mm。
14.优选的，沿所述包体底部从上挡墙一侧至塞棒一侧，所述挡坝包括有第一挡坝和第二挡坝，所述第一挡坝高于第二挡坝，所述第一挡坝与上挡墙的水平距离为200
‑
300mm，所述第一挡坝与第二挡坝的水平距离为2400
‑
3000mm。
15.优选的，所述塞棒通过可上下移动的支架安装于包体上。
16.在该技术方案中，塞棒通过上下活动的支架与上水口的碗部配合控制上水口的通钢量。
17.为实现本发明的另一目的，提供一种台阶式中间包的浇铸控制方法，包括：步骤1，钢水通过长水口进入包体；
18.步骤2，钢水在抑湍器与上挡墙的作用下在冲击区充分混匀，间歇性的向冲击区加入覆盖剂；
19.步骤3，所述步骤2中的钢水进入浇铸区，通过塞棒与上水口碗部的开合度控制钢液流速及通钢量；
20.步骤4，钢包滑板关闭，所述长水口停止供应钢水；
21.步骤5，当所述包体内塞棒附近钢水深度降低至≦500mm后，将拉速降低至0.79
‑
0.8m/min；当所述包体内钢水深度降低至380
‑
400mm时，将拉速降低至0.59
‑
0.6m/min；当所述包体内钢水深度降低至280
‑
300mm时，将拉速降低至0.39
‑
0.4m/min，并进行扒渣操作；当所述包体内钢水深度降低至＜150mm时，将拉速降低至0.29
‑
0.3m/min，关闭所述塞捧，并进行扒渣操作直至完全清除保护渣。
22.与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：
23.1、本发明中中间包包底2
‑3°
的坡度设计使得停浇过程中间包内钢水和渣层逐渐向浇铸区聚集，浇铸区渣层变厚，伴随着拉速逐步降低以及通过低挡坝中间孔的钢液流股冲击、扰动作用阻止浇铸区形成漩涡卷渣、下渣，保证了中间包浇铸后期结晶器内钢水和尾坯质量，使得中间包内余钢量降至台阶以下，仅剩余塞棒和碗部附近残留少量余钢，最大限度地减少了中间包内停浇余钢量。
24.2、本发明将连铸中间包设计为包底带有坡度和挡坝中间开孔的台阶式中间包，并配合停浇过程逐步降低拉速的操作方法用到该中间包的使用当中，抑制、阻止停浇过程漩涡的形成，防止卷渣、下渣的发生，可使余钢厚度降至＜150mm，能够显著地减少了停浇过程中间包余钢量且操作简单。
附图说明
25.为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明具体实施例1的台阶式中间包的结构示意图；
27.图2为本发明具体实施例2的台阶式中间包的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例1
30.结合图1所示，一种双流台阶式中间包，包括：包体1、长水口2、抑湍器3、上挡墙4、挡坝5、塞棒6和上水口碗部8，长水口2与塞棒6固定于包体1上，抑湍器3安装于长水口2下方，上挡墙4与挡坝5位于塞棒6和长水口2之间，上挡墙位于靠近长水口2一侧，包体1底部位于塞棒6与挡坝5之间设置有台阶部7，包体1包底沿抑湍器3一侧至台阶部7一侧向下倾斜，倾斜角度为2
‑3°
。上挡墙4包括有对称安装于长水口2两侧的两个上挡墙；挡坝5包括安装于上挡墙4与塞棒6之间的对称设置于长水口两侧的两个挡坝5；挡坝5与水平面垂直安装于包体1包底上。上挡墙4下端距离包体1包底的距离为150
‑
300mm。上挡墙4下端距离包体1包底的优选距离为200
‑
250mm。挡坝5与上挡墙4的水平距离为1000
‑
1200mm。挡坝5与上挡墙4的最优水平距离为1100mm。挡坝5高度为200
‑
350mm，挡坝5的最优高度为250
‑
300mm。挡坝5中段开设有导流孔。塞棒6通过可上下移动的支架安装于包体1上。
31.本申请的一种台阶式中间包的浇铸控制方法，包括：步骤1，钢水通过长水口2进入包体1；
32.步骤2，钢水在抑湍器3与上挡墙4的作用下在冲击区充分混匀，间歇性的向冲击区加入覆盖剂；
33.步骤3，步骤2中的钢水进入浇铸区，通过塞棒6与上水口碗部8的开合度控制钢液流速及通钢量；具体的当塞棒6升高时，塞棒6与上水口碗部8的间距扩大，通钢量及钢液流速提升。
34.步骤4，钢包滑板关闭，长水口2停止供应钢水；
35.步骤5，当包体1内塞棒6附近钢水深度降低至≦500mm后，将拉速降低至0.79
‑
0.8m/min；当包体1内钢水深度降低至380
‑
400mm时，将拉速降低至0.59
‑
0.6m/min；当包体1内钢水深度降低至280
‑
300mm时，将拉速降低至0.39
‑
0.4m/min，并进行扒渣操作；当包体1内钢水深度降低至＜
36.150mm时，将拉速降低至0.29
‑
0.3m/min，关闭塞捧，并进行扒渣操作直至完全清除保护渣。
37.采用本实施例的台阶式中间包，塞棒附近台阶部为上底长1000mm，上底宽1150mm，下底长850mm，下底宽1050mm，高150mm的梯形，其钢水量为：(1*1.15+0.85*1.05)*0.15/2*7.3＝1.12吨。由此可知，两侧台阶部余钢量总计2.24吨。现有技术中，停浇余钢量16吨，相比之下采用本申请的台阶式中间包减少余钢量13.76吨。
38.以两个车间每月使用双流中间包650个计，以铸坯与废钢差价1280元/吨计算，则每月减少余钢量产生的经济效益为：13.76*650*1280＝1145万元。累计全年可提升经济效益：1.37亿元。
39.实施例2
40.结合图2所示，一种单流台阶式中间包，包括：包体1、长水口2、抑湍器3、上挡墙4、挡坝、塞棒6和上水口碗部8，长水口2与塞棒6固定于包体1上，抑湍器3安装于长水口2下方，上挡墙4与第一挡坝501、第二挡坝502位于塞棒6和长水口2之间，上挡墙4位于靠近长水口2一侧，包体1底部位于塞棒6与第二挡坝502之间设置有台阶部7，包体1包底沿抑湍器3一侧至台阶部7一侧向下倾斜，倾斜角度为2
‑3°
。上挡墙4下端距离包体1包底的距离为150
‑
300mm。上挡墙4下端距离包体1包底的优选距离为200
‑
250mm。上挡墙4与塞棒6之间设置有第一挡坝501和第二挡坝502，第一挡坝501与上挡墙4的水平距离为200
‑
300mm。第一挡坝501与上挡墙4的最优水平距离为250mm。第一挡坝501高度为200
‑
300mm，第一挡坝501的最优高度为250mm。第二挡坝502高度为200
‑
250mm，第二挡坝502的最优高度为200mm。第一挡坝501与第二挡坝502的水平距离为
41.2400
‑
3000mm。第一挡坝501与第二挡坝502的最优水平距离为2600
‑
2700mm。挡坝中段开设有导流孔。塞棒6通过可上下移动的支架安装于包体1上。
42.采用本实施例的台阶式中间包，塞棒附近台阶部为上底长1050mm，上底宽1160mm，下底长880mm，下底宽1060mm，高150mm的梯形，其钢水量为：(1.05*1.16+0.88*1.06)*0.15/2*7.3＝1.18吨。由此可知，台阶部余钢量约1.2吨。现有技术中，停浇余钢量14吨，相比之下采用本申请的台阶式中间包减少余钢量12.8吨。
43.以三台厚板连铸机每月使用单流中间包450个计，以铸坯与废钢差价1280元/吨计算，则每月减少余钢量产生的经济效益为：12.8*450*1280＝737万元。累计全年可产生经济效益：8847万元。
44.综上所述，本申请的台阶式中间包及其浇筑控制方法可以大大减少钢包中钢水的余钢量，大大的提高了经济效益。
45.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
46.以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。