[发明专利]一种提高钢水洁净度的引流方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种提高钢水洁净度的引流方法及其装置。

背景技术

随着科学技术的发展，对钢材性能要求日益严格，对钢材质量要求不断提高，进一步减 少钢中夹杂含量，提高钢的洁净度，是本世纪钢铁生产的发展方向之一。随着新产品的不断 开发，钢的纯净度问题已经成为了生产高端冶金产品的瓶颈，因此，钢铁工业对钢的纯净度 问题也越来越重视，如何降低钢中的夹杂物的含量已经成为人们越来越关注的课题。

钢的生产过程主要分为炼钢和浇注两大环节。浇注作业就是将成分合格的钢水铸成适合 于轧钢和锻压加工所需要的一定形状的固体，是衔接炼钢和轧钢之间的一项特殊作业。它的 特殊性表现为把钢水转变为固体的凝固过程。当钢水一旦凝固成固体后，在以后的轧钢过程 中就很难对夹杂物的数量有本质上的影响了。因此，浇注作业对产品质量和成本有重大影响， 必须予以特别重视。

连铸生产过程中钢液能否从钢包或中间包中顺利并稳定地向中间包或结晶器连续地供 给，并与连铸机的拉坯速度相匹配，对于防止溢漏钢水事故的发生，减少钢流夹杂物，改善 铸坯的表面质量和内部缺陷以及提高连铸生产率有着重要的作用。因此，作为浇注过程中的 重要环节，出钢装置起着非常重要的作用。滑动水口浇注工艺，就是利用安装在钢包和中间 包底部铁壳外面的两块用耐火材料制成的平板(上面的称上滑板，下面的称下滑板)，并依靠 机械的力量把两块板靠紧，达到近乎没有间隙的程度。通过外部的驱动力量，移动下滑板， 使上、下滑板产生平行位移，由于上、下滑板上都有同样大小的浇注孔，且上滑板的浇注孔 连接上水口砖，直通钢包内的钢水，下滑板的浇注孔连接下水口砖。当上、下浇注孔在移动 中重合时，钢包内的钢水就可以通过上水口砖、上滑板、下滑板、下水口砖流出，进行浇注 作业。当上、下浇注孔错开时，则浇注口关闭，浇注作业停止。由于滑板的移动是和水口连 接在一起进行的，所以称之为滑动水口。

引流砂用于钢包底部注流孔处堵塞于引流，是钢包用必不可少的耐火材料，在注入钢水 于钢包前，先用引流砂来堵住注流孔，然后倒入钢水。对于引流砂的使用而言，现有的引流 砂一般有较好的高温烧结性能，即在钢液接触后可以迅速的结壳形成能够阻挡钢液下流的壳。 而在下部的引流砂更多的起到的是有一定的流动性能。钢包开浇时，打开水口，从而打开了 浇注的注流孔，孔中的引流砂能自动落下，而由于钢液的静压力的作用，破坏凝结的壳，从 而实现顺利开浇。

然而，工业中使用的引流砂是各种金属氧化物或非金属氧化物组成的混合物。引流砂的 使用，实现了顺利出钢的同时，也引入了对钢液有害的夹杂物，这些夹杂物在之后的工艺中 很难去除，并将会在中间包中被钢液中的[Al]还原为Al₂O₃夹杂，存在于钢液中，并最终成为 钢材成品中的有害夹杂物影响钢材的质量和性能。由于对于引流砂上部和下部的性质要求有 着明显的差别，有学者已经提出过利用两段式引流砂的方法提高钢包的自动开浇率(T.Suruga： Refractories，39(1987)，298.)。在此基础上，Tanaka(H.Tanaka：ISIJ，34(1994)，868)提出了用上段 为SiO₂为主的引流砂，而下段为Al₂O₃或者Al₂O₃-MgO尖晶石为主的引流砂。用Al₂O₃或者 Al₂O₃-MgO尖晶石为主的引流砂(较少与钢液中的[Al]反应)替代传统的Si质引流砂可以保 持钢液中的[Al]的含量，从而，减少引入引流砂对钢液的污染。然而，下段的引流物质的引 入，也将给钢液带来新的有害夹杂物，并未彻底改变下段引流砂的流入消除对钢液引入有害 夹杂物的问题。不仅如此，现有的连铸工艺中大量使用的硅质和铬质引流砂，都含有数量相 当的Cr₂O₃，会形成大量的6价Cr化合物，对环境会造成严重的污染。

发明内容

针对以上现有的技术问题，本发明提供一种提高钢水洁净度的引流方法及其装置；目的 在于在不影响自动开浇率的情况下，减少对钢液带来夹杂物和对环境有污染的引流砂使用量。