一种保护气氛下带避渣功能的中间包及使用方法与流程

1.本发明属于厚板坯连铸生产技术领域，具体涉及一种保护气氛下带避渣功能的中间包及使用方法。


背景技术：

2.中间包是连接钢包与结晶器的一个重要冶金反应器，可以在换包期间储存一定量钢液并保证不停浇注，改善钢液流动条件，延长钢液的停留时间，尽可能去除钢液中夹杂物；还可以控制钢液温度，保持合适过热度，无论是对于连铸操作的顺利进行，还是提高钢液的质量，中间包的作用都十分重要。
3.近年来，国内外的冶金工作者围绕中间包的优化开展了大量工作，通过增大中间包的容量，调整中间包的长宽比，加设挡墙、坝和湍流抑制器等装置，改善钢液流动，均匀钢液成分；同时增设湍流抑制器，将其设置在长水口正下方的中间包底面上，钢液自长水口浇入，进入到湍流抑制器中，由于湍流抑制器上部设有凹槽，可以减缓长水口注流区的湍流程和注流对中间包内钢液的冲击作用，有利于提高的中间包使用寿命。
4.中间包作为过渡容器，钢液在中间包内与壁面、渣、甚至空气相接触，也给钢液质量带来了负面影响。钢液在流入中间包时冲刷、侵蚀中间包的壁面，会引入夹杂物，这些夹杂物一部分可以在中间包内上浮去除，一部分则留存在钢液中，对钢液造成污染。同时，钢液原本直接由钢包进入结晶器，由于中间包的存在，钢液需经过更多环节，当钢液冲击湍流抑制器，造成流场不稳定时，保护渣层容易被卷混进入钢液中，也可能使钢液发生二次氧化，产生夹杂物，危害钢材质量，对钢的抗疲劳强度、塑性、切削性能都有不同程度的影响。
5.现有国内公开的报道，专利cn201120519476.8、cn201910617125.1只介绍了湍流抑制器的优化，未涉及二次氧化与卷渣现象的防护；专利cn 212094311 u只考虑了通过优化流动来提高钢液质量；专利cn 202356615 u只考虑了通过湍流抑制器降低喷溅程度；专利cn213224273u只增添中间包密封盖板防止氧化；其他国内公开的报道专利cn201911093110.6、cn201921169979.x、cn202110364740.3、cn202021495531.x只优化了防氧化的设计，但未能减弱钢液喷溅和卷渣现象的危害。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于一种保护气氛下带避渣功能的中间包及使用方法，优化中间包的结构，避免二次氧化与卷渣，对改善钢液质量有重大意义；促进了中间包的实用化发展。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种保护气氛下带避渣功能的中间包，包括本体、上盖板、长水口、避渣器及湍流抑制器；所述本体顶部设置有上盖板，上盖板处安装有避渣器，避渣器内套设有长水口，且避渣器底端延伸至加渣高度以下，避渣器正下方本体底板上表面设置有湍流抑制器。
9.所述上盖板两端对称开设有吹氩孔，两个吹氩孔之间上盖板上对称设置有排气口，所述吹氩孔与排气孔之间的上盖板上开设有安装避渣器的通孔。
10.所述本体的侧板内壁设置有挡墙，本体的底板上表面设置有挡坝，所述本体底板远离安装湍流抑制器一端设置有浸入式水口。
11.所述挡墙与挡坝平行设置，且挡墙下表面低于挡坝上表面设置。
12.所述避渣器下端面与长水口下端面之间的距离为8～15cm。
13.所述避渣器下端面与湍流抑制器上端面之间的距离为8～15cm。
14.一种保护气氛下带避渣功能的中间包的使用方法，包括以下步骤：
15.步骤1：关闭浸入式水口9，打开吹氩孔4与通孔5，并将通孔的开度调到全开的一半，通过吹氩孔4和避渣器3向本体中持续吹氩气，并通过通孔将本体内的空气排净，并形成保护气氛，使中间包压强略大于标准大气压，制造微正压氩气环境，防止空气对钢液的二次氧化；
16.步骤2：通过长水口2向中间包浇注钢液，直至钢液没过避渣器3下部，到加渣高度10；
17.步骤3：调整通孔5至全开，通过通孔5向中间包加入保护渣，加渣完毕后关小通孔5至全开的一半；
18.步骤4：打开浸入式水口9，使中间包内钢液浇入连铸结晶器中。
19.所述中间包压强为1.3～1.5
×
105pa。
20.本发明的技术效果为：
21.1、在中间包上部盖板两端设置吹氩孔，通过吹氩孔和避渣器向中间包持续吹氩气，排净空气，使中间包保持微正压氩气环境，形成保护气氛；防止空气对钢液的二次氧化。此外，钢液在浇注过程中可以卷吸氩气，可以显著减少中间包内死区体积，而氩气泡的浮力有利于夹杂物颗粒碰撞长大而排除，上浮的气泡也可以捕获夹杂物颗粒，并携带其一同上浮，增大微细夹杂物颗粒上浮的速度，去除钢液中的夹杂物，延长中间包的使用寿命，改善钢液的纯净度，提高铸坯质量。
22.2、在长水口插入位置设置避渣器，并使其插入到加渣高度以下，避免钢液射流接触保护渣层，防止卷渣。
23.3、避渣器下端出口靠近湍流抑制器，减弱了钢液喷溅程度和对本体侧壁的冲刷作用，防止由侵蚀壁面导致钢液夹杂物含量提升，优化中间包内部流场。此外，避渣器也可以减少钢液对湍流抑制器的冲击，使钢流注入的动能减小，改善钢液流动，控制冲击区的大小，减弱了中间包保护渣层被卷入钢液而重新形成夹杂的行为，促进夹杂物的碰撞和上浮。
24.4、通孔既可以作为排气孔，又可以作为加渣口，加入的保护渣层可以保温，防止空气对钢液的二次氧化，吸附钢液中上浮的夹杂物、并与夹杂物反应，提高钢液的纯净度，提高铸坯质量。
附图说明
25.图1本发明一种保护气氛下带避渣功能的中间包结构示意图；
[0026]1‑
上盖板，2
‑
长水口，3
‑
避渣器，4
‑
吹氩孔，5
‑
排气口，6
‑
湍流抑制器，7
‑
挡坝，8
‑
挡墙，9
‑
浸入式水口，10
‑
加渣高度，11
‑
本体。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0028]
如图1所示，一种保护气氛下带避渣功能的中间包，包括本体、上盖板、长水口、避渣器及湍流抑制器；所述本体11顶部设置有上盖板1，上盖板1的通孔处安装有避渣器3，避渣器3内同轴套设有长水口2，且避渣器3底端延伸至加渣高度10以下，避免钢液射流接触保护渣层，防止钢液发生二次氧化，减少了钢液与保护渣层接触产生夹杂物的可能，避免钢液受到污染，防止卷渣，避渣器3正下方本体11底板上表面设置有湍流抑制器6，改变射流冲击到湍流抑制器的流动，减弱喷溅程度，优化中间包内的流场，且避渣器3与湍流抑制器6正对设置，同时湍流抑制器6轴线与避渣器3轴线重合；本发明可以有效地防止钢液氧化，去除钢液中的夹杂物，抑制钢液射流冲击卷渣，延长中间包的使用寿命，改善钢液的纯净度，提高铸坯质量。
[0029]
所述上盖板1两端对称开设有吹氩孔4，两个吹氩孔4之间上盖板1上对称设置有排气口5，所述吹氩孔4与排气口5之间的上盖板1上开设有安装避渣器的通孔。
[0030]
所述本体11的侧板内壁设置有挡墙8，本体11的底板上表面设置有挡坝7，所述本体11底板远离安装湍流抑制器6一端设置有浸入式水口9。
[0031]
所述挡墙8与挡坝7平行设置，且挡墙8下表面低于挡坝7上表面设置。
[0032]
所述避渣器3下端面与长水口2下端面之间的距离为10cm。
[0033]
所述避渣器3下端面与湍流抑制器6上端面之间的距离为10cm。
[0034]
一种保护气氛下带避渣功能的中间包的使用方法，包括以下步骤：
[0035]
步骤1：关闭浸入式水口9，打开吹氩孔4与排气口5，并将排气口5的开度调到全开的一半，通过吹氩孔4和避渣器3向本体11中持续吹氩气，并通过排气口5将本体11内的空气排净，并形成保护气氛，使中间包压强为1.4
×
105pa，制造微正压氩气环境，防止空气对钢液的二次氧化；
[0036]
步骤2：通过长水口2向中间包浇注钢液，直至钢液没过避渣器3下部，到加渣高度10；
[0037]
步骤3：调整排气口5至全开，通过排口口5向中间包加入保护渣，加渣完毕后关小排气口5至全开的一半；
[0038]
步骤4：打开浸入式水口9，使中间包内钢液浇入连铸结晶器中，钢液在浇注过程中可以卷吸氩气，而氩气泡的浮力有利于夹杂物颗粒碰撞长大而排除，提高钢液的纯净度。