[发明专利]一种清理中间包上水口结瘤物的装置和方法

说明书

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种清理中间包上水口结瘤物的装置和方法。在连铸过程中，出现中间包上水口结瘤现象时，调小塞棒的开口度，降低拉速至正常拉速的20％～30％，然后从中空塞棒向中间包上水口插入一段含钙芯的圆钢棒，钢液熔化掉凹点或凹线处的钢壳，圆钢棒的圆周表面上出现凹洞或缝隙，圆钢棒内部的钙芯受热变为气态，气态钙从凹洞或缝隙处喷出至中间包上水口中的Al₂O₃结瘤物处，Ca与Al₂O₃结瘤物发生反应。清理Al₂O₃结瘤物的时间仅为1～5分钟，远小于更换连铸浇次的时间，有利于连铸产量的提升；造成的生产损失远小于更换中间包所造成的损失。不会侵蚀塞棒，不会降低塞棒的使用寿命。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种清理中间包上水口结瘤物的装置和方法。

背景技术

连铸是冶金生产流程中重要工序，水口作为连接中间包和结晶器的重要耐火材料，被称为连铸的“脖颈”，具有承上启下的作用，是确保连铸稳定运行的重要环节。钢铁厂连铸过程中，中间包水口和浸入式水口经常出现结瘤并造成水口堵塞，影响连铸的浇注和铸坯质量。随着连铸工艺的改进和耐火材料的开发，水口的使用寿命有了显著提高，但是，在浇铸过程中会发生A1₂O₃及部分其它元素结瘤现象，尤其在浇铸Al镇静钢、含Al钢时堵塞现象很严重，一直困扰着连铸工序。水口结瘤或堵塞不仅降低了连铸机的生产效率，影响整个连铸过程，而且是引起钢铁产品缺陷的主要原因之一。

日本新日铁在绝缘材料制成的浸入式水口本体内加装芯板，浇注之前，将芯板通电加热，提高水口内壁温度，从而避免因钢水接触水口内壁温度急剧下降引起的Al₂O₃粘附。住友金属开发了利用中间包突出部分使钢水产生涡流的技术，平稳了钢水的流动，有效抑制了水口堵塞物的聚集。日本神户制钢研制出一种带有空冷和电磁搅拌装置的新型浸入式水口，水口外壁上加工有10mm深的环形沟槽以增加冷却表面积，可以实现全过程低过热度浇注，避免水口堵塞。美国Weirton钢铁厂开展了大量生产实验减轻浸入式水口堵塞，采取保护浇注等措施可以减少夹杂物的产生，从而提高钢水洁净度。

为满足高拉速薄板坯连铸的需要，田乃媛等([北京科技大学学报]2002，24(03)：262～265《薄板坯连铸机新型浸入式水口》)开发出一种被称为耗散型的四侧孔水口，降低了钢液和夹杂物的冲击深度，有利于夹杂物的上浮，能在一定程度上起到防止水口堵塞的作用。赵广荣等([本钢技术]1997(5):49～53《薄板坯连铸机新型浸入式水口》)认为合理设计水口内腔结构有利于改善水口内腔的堵塞，传统的直腔式水口内腔结构在引流过程中钢水与水口内壁直接接触面积大，A1₂O₃等夹杂物粘附几率也大，将其改进成阶梯环状式内腔水口及双环阶梯式水口，减轻了A1₂O₃等夹杂物粘附。陈崇峰等([云南冶金]1997,26(3):39～42《防止中间包堵塞新技术》)研究认为当表面粗糙度超过0.3mm时，钢水边界层的粘滞部分失效，粘滞层的保护作用消失，钢中的Al₂O₃等夹杂物易于富集，因此水口工作面应尽可能光滑。苏珑等([江苏冶金]2003,31(4):14～15《浸入式水口形状对铸坯质量影响的探讨》)从材质上研究认为，着力开发ZrB2、BN等非金属氧化物材料、ZrO-CaO-C材料、低碳材料(碳<5％)、无硅Al₂O₃-C材料以及无碳无硅材料等材质的水口，投入实践具有一定的防堵塞效果。

目前各种方法主要研究的是如何改善水口结构、如何预防和减缓水口结瘤，而对已结瘤水口考虑非常少，未从根本上解决水口结瘤堵塞的问题。