[发明专利]一种控制钢液卷渣的钢包工作衬

说明书

本发明涉及一种控制钢液卷渣的钢包工作衬。其技术方案是：在钢包壳体（7）的内壁砌筑有保温层（4），紧贴所述保温层（4）的内壁设置有固态氧化物燃料电池层（3）。在渣线以上的固态氧化物燃料电池层（3）的内壁设置有电磁线圈（2），紧贴电磁线圈（2）的内壁砌筑有渣线砖（1）。在包壁渣线以下的固态氧化物燃料电池层（3）的内壁设置有包壁砖（5）；在包底的固态氧化物燃料电池层（3）的内壁砌筑有座砖层（8）。所述固态氧化物燃料电池层（3）为平板式或为管式，其厚度为包壁砖（5）厚度的0.3~0.8倍；电磁线圈（2）的厚度为包壁砖（5）厚度的0.2~0.5倍。本发明具有能减少钢液卷渣、降低钢中夹杂物、提高钢品质和绿色节能的特点。

技术领域

本发明属于钢包工作衬技术领域。具体涉及一种控制钢液卷渣的钢包工作衬。

背景技术

钢包作为炉外二次精炼的主要设备之一，在炉外精炼过程中对钢液品质的提升具有极为重要的作用。钢包的主要功能有均化钢液中合金元素，对钢液进一步脱氧、脱硫以及去除钢中夹杂物等。而钢包熔渣与钢液之间的相互作用直接决定着脱硫、脱氧效率。为了强化两相之间的相互作用，常常采用钢包底吹氩气的方式。在吹氩过程中，气泡由下而上运动带动钢液流动，增加了钢液与渣层的反应面积，将熔渣中脱硫剂、脱氧剂带入钢液中，提高了脱硫脱氧的速率；并且钢包底部吹氩可以均匀钢水温度和成分，促进夹杂物上浮。于此同时，在不合理的吹氩参数下，吹氩过程也会从而造成钢液卷渣、钢液裸露面积过大而引起钢液二次氧化和热损过多等问题。其中钢液卷渣会使渣滴卷入到钢液内并残存于成品中，成为钢中大颗粒夹杂物，严重影响钢材的质量。例如在重轨钢中，当夹杂物尺寸大于26μm时，会使钢材在使用过程中产生疲劳裂纹；而发动机阀门弹簧钢则要求夹杂物尺寸小于15μm；并且钢液二次氧化会增加钢中的总氧含量，因而导致钢中氧化物夹杂的数量增多，例如对于低碳低硅钢，当钢中总氧含量升高时，会产生的过多非金属夹杂物，进而严重影响铸坯质量。但目前未能有效稳定地达到上述目标。

固态氧化物燃料电池属于第三代燃料电池，目前的固态氧化物燃料电池主要有两条市场化道路：一是与蒸汽涡轮机联用，在高于850℃的温度下工作，系统总效率高于70％，此类一般适合大功率电站，所面临的主要问题是高温对材料具有更为严苛的要求，制备成本较高；二是用在小功率场所，例如小型发电站，居住分散的家庭用电或者电动汽车等，但同样面临着燃料巨额的存贮、运输成本等问题。而固态氧化物燃料电池尚未应用在炼钢领域。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种能减少钢液卷渣、降低钢中夹杂物、提高钢品质和绿色节能的控制钢液卷渣的钢包工作衬。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：钢包工作衬包括渣线砖、电磁线圈、固态氧化物燃料电池层、保温层、包壁砖、座砖层和钢包壳体。钢包壳体由包壁壳体和包底壳体构成；在所述钢包壳体的内壁砌筑有保温层，紧贴所述保温层的内壁设置有固态氧化物燃料电池层。

在包壁渣线以上的所述固态氧化物燃料电池层的内壁设置有电磁线圈，紧贴所述电磁线圈的内壁砌筑有渣线砖。所述固态氧化物燃料电池层的正极和负极分别通过各自的导线与所述电磁线圈对应连接，正极导线连接有电流控制器。在包壁渣线以下的所述固态氧化物燃料电池层的内壁设置有包壁砖；在所述包底壳体的所述固态氧化物燃料电池层的内壁砌筑有座砖层。

在所述包底壳体沿铅垂线方向由外向内至所述座砖层的内壁分别砌筑有透气砖和出钢水口砖。

所述固态氧化物燃料电池层为平板式和管式中的一种；所述固态氧化物燃料电池层的厚度为包壁砖的厚度的0.3～0.8倍；所述固态氧化物燃料电池层的电解质为氧化钇稳定氧化锆、萤石结构掺杂的氧化铈、钙钛矿结构掺杂的LaGaO₃中的一种；所述固态氧化物燃料电池层的阴极材料为锰酸盐基氧化物、钴酸盐基氧化物、铁酸盐基氧化物、多孔铂、掺杂氧化镨的氧化锆中的一种；所述固态氧化物燃料电池层的阳极材料为镍粉弥散氧化钇稳定氧化锆、多孔铂中的一种。