一种具有吹氩去除钢水夹杂物功能的中间包的制作方法

1.本发明涉及炼钢技术领域，更具体地说，涉及一种具有吹氩去除钢水夹杂物功能的中间包。


背景技术：

2.中间包是钢水进入结晶器的最后一道冶金工序，如果钢水中含有的夹杂物和夹渣在中间包中不能上浮和去除，就会进入结晶器成为铸坯中杂质，进而影响钢材的质量和性能。中间包内夹杂物去除的机理主要是靠钢包长水口注流进入冲击区促进夹杂物的碰撞长大，钢流经过中间包的控流装置，增加钢水停留时间并形成液面附近的活塞流，进一步促进夹杂物的上浮和去除。湍流控制器是中间包控流结构的主要组成部分，湍流控制器的主要功能是缓冲长水口出流钢水的功能，防止长水口附近钢水液面翻动、液面裸露造成卷渣和二次氧化，其次是湍流控制能使长水口出流的钢水流股在湍流控制器内充分混合有利于夹杂物碰撞长大，大夹杂上浮几率更大。
3.在现有的相关专利申请中，如申请号200820004824.6公开了一种间断布缝的气幕挡墙，所述气幕挡墙内成型有气室和连通所述气室与所述气幕挡墙工作表面的气缝，其特征在于：在所述气幕挡墙工作表面上，位于同一条直线上气缝是间断的。优点在于改善钢水流场，均匀钢水温度和成分，气洗钢水效果好。但该专利不足：生产工艺复杂，成本高，气幕存在盲区，影响非金属夹杂物去除效果。
4.如申请号200820004821.2公开了一种中间包气幕挡墙和具有该气幕挡墙的中间包。该专利的优点在于：气幕挡墙安装固定透气本体的凸台，两者间固定更加牢固，更加安全可靠。缺点在于：存在气幕盲区，气幕造成液面波动，夹杂物又重新卷入到钢水中去。
5.又如申请号201710576129.0公开一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法。该专利的优点在于：采用优化的覆盖剂，降低液面波动，减少二次氧化，减少了气幕盲区长度。缺点在于：还是存在气幕盲区，盲区长度为30～40mm，无法彻底消除液面波动造成夹杂物重新卷入。


技术实现要素：

6.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具有吹氩去除钢水夹杂物功能的中间包，能够有效去除钢水夹杂物。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种具有吹氩去除钢水夹杂物功能的中间包，包括中间包壳体，所述中间包壳体的内表面上设有耐材工作层，所述中间包壳体的上方设有长水口，所述中间包壳体的底部连通有浸入式水口，所述中间包壳体的底部设有湍流控制器、堰板控流结构，所述湍流控制器上设有吹氩装置，所述堰板控流结构设于所述湍流控制器与所述浸入式水口之间，且所述堰板控流结构设于所述中间包壳体长度方向的1/2～1/4位置；
9.所述堰板控流结构将所述中间包壳体的内部分隔为混合区和浇铸区；
10.所述长水口、所述湍流控制器位于所述混合区，所述浸入式水口位于所述浇铸区。
11.所述湍流控制器由湍流控制器耐材制成，设置呈圆桶状或方桶状。
12.所述湍流控制器设置呈圆桶状，内径为300～600mm，高度为200～700mm，所述湍流控制器耐材的壁厚为50～150mm；
13.所述湍流控制器耐材的顶部设有向桶内沿伸的上沿，所述上沿的环径为80～200mm，厚度为50～150mm。
14.所述湍流控制器设置呈方桶状，边长为300～600mm，高度为200～700mm，所述湍流控制器耐材的壁厚为50～150mm；
15.所述湍流控制器耐材的顶部设有向桶内沿伸的上沿，所述上沿的宽度为80～200mm，厚度为50～150mm。
16.所述吹氩装置包括嵌入于所述湍流控制器顶部所述上沿的透气砖，所述湍流控制器顶部的所述上沿内部还设有气室，所述气室与所述透气砖连通，及与所述气室相连通的吹氩管路，所述吹氩管路与外部氩气源接通。
17.所述堰板控流结构包括堰板，所述堰板上开设有矩形或圆形的通钢孔，所述通钢孔贯通所述混合区和所述浇铸区。
18.所述堰板的厚度为20～200mm，所述通钢孔从所述混合区至所述浇铸区方向设置为向上倾角。
19.所述倾角的角度为0～80
°
。
20.所述通钢孔为矩形，其边长为50～300mm。
21.所述通钢孔为圆形，其直径为50～300mm。
22.所述堰板控流结构包括堰板和坝，所述堰板设于所述中间包壳体的上方，所述坝设于所述中间包壳体的底部且位于所述堰板与所述浸入式水口之间。
23.所述堰板的厚度为20～200mm，所述堰板的底部与所述中间包壳体的底部之间的垂直距离为30～600mm。
24.所述坝的厚度为50～200mm，高度为300～800mm，所述坝与所述堰板之间的水平距离为200～800mm。
25.所述吹氩管路为钢管，其内径为5～20mm，管壁厚3～10mm。
26.所述吹氩管路上设有压力和流量控制装置，生产过程中所述吹氩管路内的氩气工作压力为0.1～0.6mpa，吹氩量为0～30l/min。
27.所述透气砖的宽度为10～50mm，厚度为10～50mm，所述气室的截面为矩形，其边长和所述透气砖的贴合为10～30mm。
28.在上述的技术方案中，本发明所提供的一种具有吹氩去除钢水夹杂物功能的中间包，具有以下几点有益效果：
29.1)湍流控制器、吹氩装置结合堰板控流结构能够对中间包流场进行有效控制；
30.2)氩气围着湍流控制器一圈设置的透气砖吹入钢水总形成无盲区的气幕，能够对流入钢水进行全覆盖的气洗净化钢水；
31.3)能够净化钢水，有效去除钢水中50μm以上的夹杂物和钢包下渣等污染物；
32.4)吹入氩气量少，气泡不对液面产生波动造成二次氧化，而且能活跃长水口附近的钢液面，防止覆盖剂结壳；
33.5)实现安全生产。
附图说明
34.图1是本发明中间包实施例1的结构示意图；
35.图2是本发明中间包实施例1中湍流控制器、吹氩装置的俯视示意图；
36.图3是图2中b-b向的剖视示意图；
37.图4是图3中a-a向的剖视示意图；
38.图5是本发明中间包实施例2的结构示意图；
39.图6是本发明中间包实施例2中湍流控制器、吹氩装置的俯视示意图；
40.图7是图6中c-c向的剖视示意图。
具体实施方式
41.下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
42.实施例1
43.如图1至图4所示，本发明所提供的一种具有吹氩去除钢水夹杂物功能的中间包，包括中间包壳体1，中间包壳体1的内表面上铺有耐材工作层2，中间包壳体1的上方具有长水口3，中间包壳体1的底部连通有浸入式水口4，上述为现有技术部分，在此就不再赘述。与现有技术不同的是，中间包壳体1的底部还安装有湍流控制器5、堰板控流结构，湍流控制器5上安装有吹氩装置，堰板控流结构安装于湍流控制器5与浸入式水口4之间，且设于中间包壳体1长度方向的1/2位置上。
44.堰板控流结构将中间包壳体1的内部分隔为混合区100和浇铸区200。
45.长水口3、湍流控制器5位于混合区100，浸入式水口4位于浇铸区200。
46.湍流控制器5设置为方桶形状，内部挖空设置，边长均为500mm的正方形，高度为450mm，湍流控制器耐材501壁厚为80mm。湍流控制器5的顶部具有向桶内方向沿伸出的水平向上沿502，上沿502的宽度为100mm，厚度为80mm。
47.透气砖6设置在湍流控制器5的上沿502，围绕上沿502一圈布置，透气砖6的宽度为20mm，厚度为20mm。气室7紧贴着透气砖6设置，也是围绕湍流控制器5的上沿502一圈布置，气室7的截面为正方形，其边长与透气砖6贴合为15mm。
48.氩气管道8接入到气室7，为氩气装置提供气源，氩气管道8选用内径为10mm，壁厚为3mm的钢管，吹氩管路8上设有压力和流量控制装置。
49.堰板控流结构在只设置堰板9的情况下，堰板9的厚度为80mm，堰板9上开设有通钢孔10，通钢孔10将混合区100和浇铸区200之间贯通，通钢孔10的尺寸根据实际通钢量进行设计，通钢孔10设计为矩形，尺寸为长300mm
ⅹ
宽200mm，通钢孔10的倾角设置为向上45
°
。
50.开浇前，首先开启氩气管道8上的气源开关通气，调节氩气管道8内的氩气工作压力为0.2mpa，吹氩量为15l/min。开浇钢水从长水口3流入至安装在中间包壳体1内湍流控制器5，再流入混合区100，然后流经设于中间包壳体1长度方向的1/2位置的堰板9，通过通钢孔10进入浇铸区200，最后从浸入式水口4流出到结晶器。
51.围着湍流控制器5的上沿502一圈设置了吹氩装置，氩气经过氩气管道8进入气室7，再由透气砖6吹出氩气泡在湍流控制器5的上沿502一圈上方的钢水中形成了一圈无盲区
的气幕，长水口3出流的钢水经过气幕时进行全面气洗，能够净化钢水，有效去除钢水中50μm以上的夹杂物和钢包下渣等污染物。由于吹入氩气量少，气泡不会对钢水液面产生波动造成二次氧化，而且还能活跃长水口3附近的钢水液面，防止覆盖剂结壳。
52.通过向钢水中吹入氩气泡，氩气泡在钢水中膨胀上浮，上浮过程中可以捕捉钢水中的夹杂物，并携带夹杂物颗粒一同上浮去除，达到净化钢水的作用。
53.实施例2
54.如图1至图4所示，本发明所提供的一种具有吹氩去除钢水夹杂物功能的中间包，包括中间包壳体1，中间包壳体1的内表面上铺有耐材工作层2，中间包壳体1的上方具有长水口3，中间包壳体1的底部连通有浸入式水口4，上述为现有技术部分，在此就不再赘述。与现有技术不同的是，中间包壳体1的底部还安装有湍流控制器5、堰板控流结构，湍流控制器5上安装有吹氩装置，堰板控流结构安装于湍流控制器5与浸入式水口4之间，且设于中间包壳体1长度方向的1/4位置上。
55.堰板控流结构将中间包壳体1的内部分隔为混合区100和浇铸区200。
56.长水口3、湍流控制器5位于混合区100，浸入式水口4位于浇铸区200。
57.湍流控制器5设置为圆桶形状，内部挖空设置，内径为500mm，高度为500mm，湍流控制器耐材501壁厚为100mm。湍流控制器5的顶部具有向桶内方向沿伸出的水平向上沿502，上沿502的环径为120mm，厚度为80mm。
58.透气砖6设置在湍流控制器5的上沿502，围绕上沿502一圈布置，透气砖6的宽度为30mm，厚度为30mm。气室7紧贴着透气砖6设置，也是围绕湍流控制器5的上沿502一圈布置，气室7的截面为正方形，其边长与透气砖6贴合为15mm。
59.氩气管道8接入到气室7，为氩气装置提供气源，氩气管道8选用内径为15mm，壁厚为5mm的钢管，吹氩管路8上设有压力和流量控制装置。
60.堰板控流结构包括堰板9和坝11，堰板9的厚度为50mm，堰板9的底部距离中间包壳体1的底部为300mm，坝11的厚度为50mm，高度为500mm，堰板9和坝11之间的水平距离为300mm。
61.开浇前，首先开启氩气管道8上的气源开关通气，调节氩气管道8内的氩气工作压力为0.3mpa，吹氩量为20l/min。开浇钢水从长水口3流入至安装在中间包壳体1内湍流控制器5，再流入混合区100，然后流经设于中间包壳体1长度方向的1/4位置的堰板9、坝11进入浇铸区200，最后从浸入式水口4流出到结晶器。
62.围着湍流控制器5的上沿502一圈设置了吹氩装置，氩气经过氩气管道8进入气室7，再由透气砖6吹出氩气泡在湍流控制器5的上沿502一圈上方的钢水中形成了一圈无盲区的气幕，长水口3出流的钢水经过气幕时进行全面气洗，能够净化钢水，有效去除钢水中50μm以上的夹杂物和钢包下渣等污染物。由于吹入氩气量少，气泡不会对钢水液面产生波动造成二次氧化，而且还能活跃长水口3附近的钢水液面，防止覆盖剂结壳。
63.通过向钢水中吹入氩气泡，氩气泡在钢水中膨胀上浮，上浮过程中可以捕捉钢水中的夹杂物，并携带夹杂物颗粒一同上浮去除，达到净化钢水的作用。
64.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。