[发明专利]一种提高水平连铸钢液纯净度的冶金方法及中间包

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，特别是采用中间包提高水平连铸钢液纯净度的冶金方法及采用此方法的中间包。

背景技术

中间包是连续铸钢过程中钢包与结晶器之间重要的连接设备，在连铸生产过程中起着十分重要的作用。在连铸生产初期，中间包只是钢包与结晶器之间的过渡设备，随着连铸生产的不断发展，连铸技术水平的不断提高，中间包功能产生了变化，不再把中间包作为一个简单容器使用，而是将中间包作为钢水进入结晶器前的最后一道精炼手段，利用中间包冶金来提高水平连铸钢液纯净度，因此中间包的结构设计是非常重要的。

现有的水平连铸中间包(如图1所示)，它为一个上端开口的矩形锥体容器，由中间包包底1、中间包前壁5、中间包后壁3、和中间包两侧面6、7组成，中间包前壁5的下方设有中间包水口2。现有的水平连铸中间包有如下缺陷：①熔池较深，容量较小，夹杂物上浮距离长，夹杂物缺少足够的上浮时间。②水平连铸结晶器是水平放置，并且与中间包密封联接，从钢包进入中间包的钢液夹杂物没有任何上浮机会就直接进入铸坯。③冲击区离中间包水口通道非常近，钢包中的钢液从长水口流出进入中间包后，还没来得及和周围钢液混匀就直接从中间包水口流出进入结晶器中。④钢包长水口4距中间包直立面距离较近，钢水注流对中间包水口及中间包包壁冲刷侵蚀严重，冲刷侵蚀的耐火材料会直接进入结晶器中，从而影响铸坯洁净度，同时导致水平连铸中间包寿命缩短。⑤中间包钢液中的死区很大，这是因为水平连铸中间包内的流场与弧形连铸相比有很大的差别，由于水平连铸生产的铸坯规格相对较小，因此，水平连铸中间包单位体积在单位时间内流出的钢液较少，这使得水口对内部钢液的抽引作用较小，中间包内钢液通过抽引力搅动很小，这造成水平连铸中间包的死区明显高于弧形连铸中间包，水平连铸中间包周围来不及扩散的区域都成了死区。死区内的钢液没有相互扩散均匀，钢液中夹杂物缺少碰撞长大的机会，不利于夹杂物的上浮去除。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供的一种采用中间包提高水平连铸钢液纯净度的冶金方法及采用此方法的中间包，它是在现有中间包基础上，克服现有中间包在促进钢液中夹杂物上浮去除功能上的不足，依据实验室的数模研究和水力模型研究，通过对中间包的结构及形状进行设计，从而对中间包内钢液流动进行控制，改变中间包内钢液流场，使钢水流动更加合理(液面保持稳定、尽量减轻湍流的干扰、减少死区体积)，增加钢液在中间包内的停留时间，利于夹杂物上浮分离去除，提高钢水洁净度，同时提高水平连铸中间包的寿命。

本发明的技术方案是：一种提高水平连铸钢液纯净度的冶金方法，包括：

a、在现有的中间包后壁增加与中间包等高的浇注冲击区，冲击区底面底板与水平方向的夹角R2为18-22度，在冲击区底部前缘加设有挡坝，挡坝与水平面的夹角R1为70-75度。

b、将长水口浇注位置放置在冲击区。

一种提高水平连铸钢液纯净度的中间包，它包括一个上端开口的矩形锥体容器，由中间包包底、中间包前壁、中间包后壁、和中间包两侧面组成，中间包前壁的下方设有中间包水口。在现有的中间包后壁上增加一个与中间包等高的浇注冲击区，浇注冲击区为一个上端开口的凹槽，浇注冲击区的底面有一块与水平方向成18-22度夹角的底板，在浇注冲击区底部前缘加设有一块与水平面成70-75度夹角的挡坝。

由于浇注位置的的设计及冲击区底面、挡坝的钢液阻挡设计新颖，使得浇注位置离中间包水口通道的距离延长了，冲击区底面及挡坝与水平方向的角度设置合理，中间包内钢液的流动更加活跃了，挡坝使得钢液能够向上扬起，遇到挡坝扬起的钢液带动周围钢液形成了大循环区，并且给夹杂物的碰撞上浮创造了很好的动力学条件。最终使滞止时间和实际平均停留时间延长，死区减少，使中间包能有效地排除钢液中的夹杂物。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

①在现有的中间包后壁增加与中间包等高的浇注冲击区，将钢包长水口浇注位置放置于此，使得浇注位置离中间包水口通道的距离延长，减轻了中间包水口和中间包前壁直立面受冲刷侵蚀程度，避免了由于它们受到冲刷侵蚀的耐火材料直接进入钢液，同时大大延长了中间包的寿命。中间包浇注区分离后有利于减轻大包下渣对中间包覆盖剂的冶金性能，这种浇注区域的设计有利于电磁搅拌的技术改造，增加水平连铸中间包的冶金功能。