[发明专利]含铅钢锭的浇铸方法的设备

说明书

本发明涉及一种含铅钢锭的浇铸方法。该方法使用一种盛钢水的中间罐，钢水在中间罐内被开口的或封口的进料槽与密闭的出料槽隔开，两个槽彼此相通并与一套实现此种工艺的设备相连。

一个世纪以来高速钢已闻名于世，30年代在美国就已得到应用。50年代以后它的制造工艺得到不断改进且应用领域得到不断扩大。近来，主要是在机器制造业和汽车工业，高速钢越来越多地用来制造高机械强度的部件和用于机械加工。当这些部件需要经过不同的加工工序时，制造这些部件所使用的钢必须对切削刀具及粗加工刀具不造成过分磨损，与普通钢相比允许采用较高的加工速度并有良好的工件表面精加工性。

具有这些特点的钢材要求加入通常在其它钢内不需要的元素，例如：硫，磷，铅和氮等。在这些元素中铅具有特殊的意义。

在已加硫的钢中（以及甚至在未加硫的钢中）加入铅，可以起到内部润滑剂的作用，并可降低切割工具和工件之间的摩擦。此外，它还有助于形成小块和小直径的切屑。然而，必须指出两个在生产铅合金钢时易出问题的因素：

1）这种金属在钢液中的可溶性低，因此加料和均匀分布困难;

2）释放出金属形式，尤其是氧化物形成的有毒气体，这是浇注过程中钢水和空气接触的结果，由此使效率降低，并需要复杂的价格昂贵的排气系统。

为了改善钢水铸入结晶器时的条件，最近开始采用中间罐。然而，使用这种中间罐，由于添加铅，给炼钢工带来了另一个困难，即在浇铸工作结束时材料凝固沉积在中间罐的底部。

为了解决这些问题，进行了各种试验，但只解决了部分的问题。在这些解决办法中，可以提一下新日铁的一篇论文“含铅钢的连铸工艺”，该文在巴西申请专利，申请号P18800949。

因此，本文的目的是提出一项方法和一种装置，以改善铅的使用效率及显著降低钢液中有毒气体向大气中的排放。

根据本发明的工艺，利用前面提到的中间罐可以达到这个目的，其特点是，始终在排料槽内加铅并进行均匀混合。

根据本发明的另一特点，钢水在排料槽内通过旋转运动来达到均匀混合。

其它类型的中间罐都是在给料槽或中间室内添加铅，而本发明的这种新工艺使用完全不同的方法，在排料槽内将铅加入到旋转流动的钢液中，因此可以达到快速均匀搅拌。由于避免了传统的中间罐内产生沉积的问题，可以改善铅的使用效率，同时排除了清理、维修和环境污染的问题。此外，采用了至今在别的设备上尚未使用的全密封结构，彻底排除了工作区域内有毒气体外泄的问题。

根据本发明的设备具有一个排料槽，它基本上为一个同心或不同心的圆锥-圆柱形状，在其底部设置一个水口，其上部被一个顶盖封封闭，顶盖上有一个孔，给料槽和排料槽由一条通道相连。

本发明设备的另一特点是连接通道不处在排料槽的径向位置，而是偏心设置，因此可以使钢水产生旋转运动。

附图描述了完成上述方法的设备的两种实施形式，其中：

图1是第一种方案的设备侧视图;

图2是图1中设备的俯视图;

图3是第二种方案的设备侧视图;

图4是图3中设备的俯视图。

本发明的基本特点是使用分成两部分或者说是两个槽的中间罐：

给料槽1和排料槽2，后者一般都是同心或不同心的圆锥-圆柱形。给料槽可以是敞口的，也可以为了更好地保护钢水而做成封闭的，而排料槽却总是用一个顶盖3封闭起来，以便防止与大气直接接触。顶盖3有一个孔，从中插入一套控制添加铅料的装置。铅料可以是粒状，线材或其它任一形状的。排料槽2的容量应以最大程度充分加以利用。为此，给料槽1应具有相应更大的容量，至少相当于排料槽2的2倍或3倍，以便不间断的给排料槽供料。出于同样的原因，位于两槽之间的给料通道5也大于排料槽的水口6。

如上所述，排料槽2有一个顶盖3，它可以防止气体进入大气。由此产生一个平衡压，这有助于改善铅的使用效率。此外，通过阀门7输入氩气或其它惰性气体给排料槽加压，也会有助于提高铅的使用效率。为了测量和监视钢水表面以上的压力，可以在排料槽的通风口8内安装专用装置。为了防止凝固金属在中间罐底部沉淀，如图1和图3所示将槽底设计成斜面。

圆柱状的排料槽2和给料通道5的非径向设计和偏心布置使得液体在排料槽中产生旋转运动。从而达到使钢水均匀化和使铅料理想分布的目的。因此也就可以取消在传统工艺中应用的电磁搅拌。

此外，为了使排料槽2内的钢水均匀化并使铅料得以更好的分布，可以通过另一个安装在排料槽2底部的阀门9输入氩气或其它惰性气体，并且/或者给排料槽2配置一个或多个排料口11（图3），它们与水口6相连接，最终汇合一起浇铸。

在图1所示的实施例中，使用了一种带塞头10b的杆10a，塞头带凹槽或不带凹槽。可以用滑阀或其它类型的阀门来监控从水口6排出的钢水。也可以用自熔性的塞头替代塞棒。为了防止钢水与大气产生反应，从排料槽2流出的钢水可以采用浸入式或在保护气氛下通过水口6进行浇铸。