[发明专利]一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法

说明书

本发明公开了一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法，所述引流砂为低碳纯净钢颗粒，其成分如下：C：≤0.12％；Si：≤0.20％；S：≤0.10％；P：≤0.10％；Mn：≦1.0％；Fe≧97％。将引流砂加入钢包的水口位置，在钢液进入钢包前，先关闭滑板，当钢液进入钢包的同时，向水口内吹入氩气并保持持续吹氩状态，在钢包开浇前关闭氩气，当钢包开浇时，打开滑板，钢包内钢液的静压力驱动引流砂流出水口，钢液也随之流出，开浇完成。本发明在保证钢包自开率的前提下避免引流砂污染钢液。

技术领域

本发明涉及连铸工艺技术领域，更具体地说，涉及一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法。

背景技术

钢包是钢铁企业炼钢单元重要装备之一，钢包的功能是承载纯净钢液至连铸工序浇注成板坯。在钢包承载钢液过程中，为防止钢液泄露，钢包底部的滑板处于关闭状态。如图1所示，连铸工序开始浇注时，滑板1打开，钢液2从水口3流出进行板坯浇注。

在纯净钢生产中，希望滑板打开后钢液自动通过水口流入中间包，进行板坯浇注作业，这个过程称之为钢包自开。但实际生产中，钢包水口内的钢液会凝固成固态，使滑板打开后钢液被水口内固态钢块堵住，无法通过水口进入板坯浇注环节，这时，需要人工通过往水口内吹氧的方法使固态钢块熔化，钢液才能通过水口进行板坯浇注，这个过程称之为钢包烧开，钢包烧开操作将增加钢液中的氧化物夹杂数量，影响了钢液的纯净度。为提高钢包自开率，传统方法为：钢包水口内预先充填流动性好的引流砂，防止钢液进入水口并凝固成钢块，当钢包滑板打开，钢包内钢液对引流砂形成压力时，引流砂流动进入中间包，钢液随之也流入中间包，自开成功。

但上述钢包引流砂方案存在两个不足：

1)引流砂是非金属材质颗粒，主要成分是Cr₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等，这也是典型的钢中夹杂物成分，在钢包自开的过程中，引流砂和钢液一起进入中间包，如果上浮不及时，引流砂将随钢液滞留在铸坯内部，对钢液的纯净度造成严重的负面影响，并在后工序生产过程中形成夹杂类缺陷，导致产品合格率下降；

2)引流砂在水口内受热会烧结，当受热时间延长，或者引流砂设计不合理时，烧结层厚度和强度均提高，形成强度很高的烧结块，钢包开浇时引流砂无法流动，也需要人工烧氧熔化烧结态引流砂才能让钢液进入中间包，这个过程中钢液接触空气，带来钢液的二次氧化，增加钢液中氧化物夹杂的含量，对钢液的纯净度造成负面影响，并在后工序生产过程中形成缺陷，导致产品合格率下降。

为解决第一个不足，如专利申请号201510526147.9提供了一种引流砂外排装置及连铸钢包开浇方法，在钢包浇注前先排空引流砂，再通过往水口内吹入氩气搅拌钢液防止钢液凝固从而保证钢包滑板自开的方法，该方法避免了钢包引流砂进入中间包污染钢液。但是，第一，钢包在浇注开始时打开滑板前还需经过一次滑板开关过程，对紧凑的生产节奏造成较大影响；第二，对于钢包打开排出引流砂但又要及时关闭防止钢液流出的时机把握比较困难，滑板关闭太早引流砂有残留，关闭太晚钢液流出形成冷钢对滑板面形成磨损，钢液存在渗出风险；第三，该方法无法避免引流砂的过度烧结问题，无法保证钢包自开。

为解决第二个不足，如专利申请号201810564619.3提供了一种底吹惰性气体提高钢包自开率的方法，为不使用钢包引流砂的钢包开浇方法，该方法完全避免了引流砂进入钢液形成氧化物夹杂污染钢液纯净度的问题。但是通过在钢包水口内持续吹氩来均匀水口附近钢液温度的方法在实际运用中存在氩气本身在水口内吸收热量导致水口内钢液趋向于凝固的问题，特别对于目前普遍使用的大型钢包，钢包自开率无法得到保证。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种钢包自开用引流砂及其钢包自开方法，在保证钢包自开率的前提下避免引流砂污染钢液。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：