[发明专利]一种连铸过程中金属钙的加入装置及加入方法

说明书

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，尤其涉及一种连铸过程中向中间包内加入金属钙的装置及其方法。

背景技术

众所周知，若钢中的夹杂物多，则不仅降低钢的成材率，而且影响钢材的力学性能。随着精炼技术的进步，从上世纪70年代开始，逐渐出现了钢水钙处理工艺。钙处理工艺能脱氧、脱硫、改变钢中夹杂物的形态和防止水口结瘤，清洁钢水，提高钢材的内在质量。其原理是：当钢中加入适量金属钙后，可以把由采用铝脱氧而产生的高熔点三氧化二铝夹杂物处理成为含钙量较高的低熔点钙铝酸盐球状夹杂物，从而防止了水口结瘤，促进了夹杂物上浮，清洁了水口。同时，由于金属钙与氧、硫的亲和力非常强，可以使钢中的FeS、MnS夹杂转换为高熔点（2400℃）的CaS夹杂或者具有高硫、高钙铝酸盐，冷却时形成双相夹杂，而这些夹杂在热轧时不易被拉长，从而提高钢材的组织性能。

目前，钢水钙处理的方法主要是在炉外精炼过程中采用喂线的方式将金属钙喂入钢液中，采用这种方法的主要缺陷是：在喂线过程中，由于喂入的钙包芯线要通过顶渣，在喂线结束后需进行吹氩搅拌，使钙的收得率降低，通常钙的收得率均低于25%；并且喂线过程很不稳定，极易造成断线而直接影响生产的顺利进行。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种简单易行，金属钙加入量可调，钙在钢中分布均匀，可缩小柱状晶区及偏析区，有效净化钢液，在钢水罐浇注过程中实现高效稳定控制钢液中钙含量的中间包金属钙的加入装置及其加入方法。

为达此目的，本发明所采取技术解决方案是：

一种连铸过程中金属钙的加入装置，由接头、金属三通管及卡箍组成；中空的接头呈上大下小阶梯型，接头上端与金属三通管直管一端连接，金属三通管斜管连接惰性气体管路，接头与一卡箍相连。

所述中空接头的内径为2～30 mm。

所述金属三通管直管与斜管的外径均为2～30mm，金属三通管直管轴线与斜管轴线之间的夹角为10°～170°。

一种应用上述连铸过程中稀土合金的加入装置的加入方法，是在钢水罐浇注过程中，对中间包长水口壁上进行钻孔，然后将上述加入装置的接头下部插入孔洞中，通过卡箍将接头固定在长水口壁上；向金属三通管斜管内吹入惰性气体，在惰性气体保护下，喂线机将硅钙包芯线或铁钙包芯线穿过金属三通管直管及接头喂入钢液中。

所述中间包长水口壁上的孔洞数量至少为1个。

所述的中间包长水口壁上的孔洞直径为4～40mm，孔洞轴线与长水口轴线间带有2°～80°夹角。

所述中间包长水口壁上的孔洞位置距长水口上端40～600 mm。

所述中间包长水口壁上的孔洞沿长水口轴向、径向或斜向均匀分布或不均匀分布。

所述惰性气体为Ar、N₂或Ar与N₂的混合气体。

所述吹入的惰性气体流量为10～300 L/min，气压为1～12atm。

本发明的有益效果为：

1、本发明在中间包长水口喂入的硅钙包芯线或铁钙包芯线在钢液中的熔化与溶解时间长，与钢液及其中的氧、硫、夹杂物的作用更充分，金属钙在钢中的分布更加均匀。形成的细小夹杂物易于上浮，对硫化物变质效果显著，柱状晶及偏析区域缩小，从而可有效净化钢液，提高钢的内在质量。

2、金属钙的加入量可根据需要随意调整，从而满足连铸各种宽厚比板坯的需要。

3、钢液中合金元素精确加入命中率可达到±10ppm，钙的收得率在30～45%之间。

4、本发明简单易行，便于掌握和控制，且操作成本低。

附图说明

附图为连铸过程中金属钙的加入装置装配示意图。

图中：接头1、金属三通管2、卡箍3、长水口4。

具体实施方式

由附图可见，本发明连铸过程中金属钙的加入装置主要是由接头1、金属三通管2及卡箍3所组成。接头1整体形状为一上大下小的阶梯型中空管件，接头1上端带有内螺纹，下部外壁上敷设有耐高温粘接剂；同时在接头1下端及阶梯台连接部位还设有石棉垫片，以便起到密封作用。金属三通管2分为直管部分和斜管部分，斜管一端焊接在直管中部，直管一端带有外螺纹，通过螺纹连接在接头1的上端；直管部分主要作用是输送硅钙或铁钙包芯线；斜管一端焊接在直管中部，另一端与外部的惰性气体管路连接。卡箍3为钢板弯制而成的环形片，环形片内径与中间包长水口4的外径相同，卡箍3与接头1相连，并负责将接头1固定在中间包长水口4的外壁上。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。