一种外接钢包引流砂装置及引流方法与流程

1.本发明涉及钢铁冶炼特别是连铸技术领域，尤其涉及一种外接钢包引流砂装置及引流方法。


背景技术：

2.引流砂是为了减少烧氧，提高钢包自开率，在钢包滑动水口和座砖处填入的一种耐火度高、流动性好的耐火材料。钢包开浇时引流砂首先流出，在钢水静压力作用下，引流砂上层渣壳压碎，随后钢液流出。每次换包开浇过程中，钢包内的引流砂都会流入到中间包内。
3.钢包引流砂成分主要以sio2、cr2o3、fe2o3为主，这些成分均会氧化钢水，使钢水纯净度发生恶化，因此，对于纯净度要求高的钢种如轴承钢，应避免引流砂流入到钢中。
4.目前，尽管部分钢厂在专利或文献中介绍了一些接引流砂装置，但是在实际应用中总存在一些问题。目前国内许多钢厂采用人工接引流砂，即操作工人使用一件较长的柱状结构，其头部安装有一储存罐，在钢包水口打开后操作工人手动将储存罐放置到水口下方，待水口出现红色钢水手动撤出储存罐，由于水口流出钢水至手动撤出储存罐这一阶段响应时间很短，钢水很容易落到储存罐导致钢水四溅，操作人员为了避免被飞溅的钢水烫伤，实际操作时均会提前撤出储存罐，导致储存罐只能接到部分引流砂。
5.中国专利申请号cn201510502066.5“连铸外接大包引流砂装置的操作方法”也提出一种人工接引流砂方法，即引流砂操作人员双手紧握钢包外接引流砂引流槽的手持棒，当引流砂的颜色由黑色变成红色，引流砂操作人员立即通知大包工关闭钢包水口，以此实现引流砂与钢液的分离。这种方法带来两个问题，首先，关闭钢包水口后再打开会影响钢包自开率，通过烧氧等方式使钢包重新自开反而加剧钢水二次氧化；其次，引流砂由黑色变为红色这一阶段相应时间很短，大包工在收到要关闭钢包水口时钢液已落向接引流砂装置中，此时钢液很容易发生飞溅，操作人员很容易被飞溅过来的钢水烫伤。
6.中国专利申请号cn202111203679.0“一种伸缩式钢包引流砂接收装置”选用1个引流槽，一端放在长水口下方，另一端对着内衬用耐火材料做的接砂罐，采用该方法虽然可以全部接到引流砂，但是每次接引流砂时，不可避免的会接到很多钢液，引流砂与钢水很难实现分离，导致这一装置只能一次性使用，很难大规模应用到实际生产中。
7.综上，如何有效接钢包引流砂成为了本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本发明提供一种外接钢包引流砂装置及引流方法，可有效接钢包引流砂，并减少引流砂对钢水的污染。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种外接钢包引流砂装置，设置在长水口下方，长水口下方还设有中间包冲击区，包括接引流砂装置，所述的接引流砂装置包括依次连接可击穿区和收集区，所述的中间包冲击区位于可击穿区下方，引流砂通过可击
穿区后进入收集区，钢液随引流砂流至可击穿区时击破可击穿区后落入中间包冲击区。
10.优选的，为了保证引流砂可通过可击穿区，而钢液能在进入可击穿区时有效击穿并落入下方中间包冲击区，所述的可击穿区的熔点大于引流砂温度并小于钢液温度。
11.进一步的，所述的可击穿区和收集区均为槽型结构，其中收集区的槽底为铁制，可击穿区的槽底则为铝制。
12.更进一步的，所述的可击穿区的铝制槽底的厚度为0.7mm至0.9mm。过薄的槽底，即使熔点高于引流砂温度，但是收到引流砂冲击，存在击穿风险。过厚的槽底，则存在钢液下落不能第一时间击穿可击穿区的风险。
13.再进一步的，为了便于引导引流砂导向下落，减少飞溅，所述的可击穿区的铝制槽底与水平面夹角为40
°
，所述的可击穿区的槽底与收集区的槽底之间具有夹角，所述的收集区下方支撑具有支撑接引流砂装置的铁棒。
14.优选的，为了降低成本，可击穿区的槽底设计为插接的结构，每次引流接砂仅需消耗一张铝片，所述的可击穿区包括槽型结构的支架和铝片，所述的支架前端开有卡槽，铝片插接在卡槽内构成铝制槽底，铝片厚度为0.7mm至0.9mm，所述的铝制槽底与收集区的铁制槽底连接。
15.为了便于引流后的引流砂可被良好收集，所述的可击穿区与收集区之间还连接有过渡区，所述的过渡区也为槽型结构，所述的过渡区平滑连接在可击穿区后端，过渡区的槽底与收集区的槽底之间具有夹角。
16.具体的，所述可击穿区的槽型长度为250mm、宽度为300mm，所述的过渡区的槽型长度为120mm、宽度为300mm，所述的收集区的槽型长度为200mm、宽度为300mm。
17.一种外接钢包引流砂的引流方法，利用钢包开浇时引流砂与钢液的温度不同，设置不同熔点的可击穿区和收集区，可击穿区的熔点大于引流砂温度并小于钢液温度，钢包开浇时引流砂通过可击穿区后进入收集区，位于引流砂后方的钢液随引流砂流动，钢液进入可击穿片区时击破可击穿区，而后钢液进入中间包冲击区，钢包开浇。
18.本发明的有益效果是，本发明提供的一种外接钢包引流砂装置及引流方法，设计合理，利用可击穿区的熔点，在引流砂落下时，引流砂不会融化可击穿区，可通过可击穿区后被收集，而钢液的温度高则可冲击融化可击穿区，击破可击穿区后进入中间包冲击区；仅需开浇前将接砂装置摆放到位，不需要人工手动接引流砂，利用引流砂不能击穿可击穿区但钢液瞬间击穿可击穿区这一原理，实现引流砂与钢液分离，巧妙的将引流砂全部接住，同时，整个接砂过程不会发生喷溅，更不会引发任何安全问题。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
20.图1是本发明最优实施例的结构示意图。
21.图中1、铝片 2、支架 3、卡槽 4、过渡区 5、收集区 6、铁棒。
具体实施方式
22.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，
上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
23.如图1所示的一种外接钢包引流砂装置，利用钢包开浇时引流砂与钢液的温度不同，设置不同熔点的可击穿区和收集区5，可击穿区的熔点大于引流砂温度并小于钢液温度，钢包开浇时引流砂通过可击穿区后进入收集区5，位于引流砂后方的钢液随引流砂流动，钢液进入可击穿片区时击破可击穿区，而后钢液进入中间包冲击区，钢包开浇。
24.具体的，该装置包括接引流砂装置，接引流砂装置设置在长水口下方，长水口下方还设有中间包冲击区。接引流砂装置包括依次连接可击穿区、过渡区4和收集区5。
25.中间包冲击区位于可击穿区下方，引流砂通过可击穿区后进入收集区5，钢液随引流砂流至可击穿区时击破可击穿区后落入中间包冲击区。收集区5下方支撑具有支撑接引流砂装置的铁棒6。铁棒6可选型使用直径为15mm、长度3000mm的铁制棒材。
26.可击穿区和收集区5均为槽型结构。收集区5的槽底为铁制，可击穿区的槽底则为铝制。在实际设计中，为了减少成本，实现装置的可持续利用，将可击穿区的槽底设计为插接的结构，可击穿区包括槽型结构的支架2和铝片1，支架2前端开有卡槽3，铝片1插接在卡槽3内构成铝制槽底，铝片1厚度为0.7mm至0.9mm。每次引流接砂仅需消耗一张铝片1。铝片1能否被击穿，通常需要考量两个条件，一是经过的引流砂或者钢液的温度，二是下落冲击对铝片1造成的冲击力。为了保证引流砂不会击穿可击穿区，引流砂能通过可击穿区进入收集区5，而钢液能在进入可击穿区时有效击穿并落入下方中间包冲击区。可击穿区的熔点需大于引流砂温度并小于钢液温度。过薄的槽底，即使熔点高于引流砂温度，但是收到引流砂冲击，存在击穿风险。过厚的槽底，则存在钢液下落不能第一时间击穿可击穿区，钢液进入收集区5的风险。
27.经过多次试验，在实际选材时铝片1的厚度优选为0.8mm。在铝片1的选型中，也存在超过0.8mm厚的铝片1，例如1.0mm的铝片1也能满足使用需求，但是在本发明中，铝片1是消耗品，越厚的铝片1成本造价越高，出于成本考虑，将铝片1厚度优选为0.8mm。
28.同时便于引导引流砂导向下落，减少飞溅，可击穿区的铝制槽底与水平面夹角为40
°
。可击穿区与收集区5之间还连接有过渡区4，过渡区4也为槽型结构，过渡区4平滑连接在可击穿区后端，收集区5的槽底则通常为垂直于水平方向设置，与可击穿区铝制槽底同平面的过渡区4的槽底与收集区5的槽底之间夹角为130
°
。
29.具体的，可击穿区的槽型长度为250mm、宽度为300mm，过渡区4的槽型长度为120mm、宽度为300mm，收集区5的槽型长度为200mm、宽度为300mm。除可击穿区的槽底采用0.8mm的铝片1支撑，其他槽型结构的槽底和槽侧均采用铁皮制作，铁皮厚度可优选为1.0mm至1.2mm。
30.采用上述的装置和引流方法，进行多次实验引流，并记录如下。
31.第一次实验引流：
32.接砂钢种:轴承钢。
33.选择在一个浇次的第3炉接引流砂，待大包长水口套好后，操作人员将接引流砂装置摆放到中间包冲击区上方，长水口正对装置中的铝片1。待操作人员离开后，大包工开始缓慢打开钢包滑板，引流砂随之从长水口中落到铝片1并被铁盒(收集区5)收集，随后钢液
落向铝片1并瞬间击穿铝片1进入到中间包冲击区。钢包开浇后，操作人员再上前将装置和引流砂一并拿走，接引流砂操作完成。
34.第二次实验引流：
35.接砂钢种:轴承钢。
36.选择在一个浇次的第1炉接引流砂，待大包长水口套好后，操作人员将接引流砂装置摆放到中间包冲击区上方，长水口正对装置中的铝片1。待操作人员离开后，大包工开始缓慢打开钢包滑板，引流砂随之从长水口中落到铝片1并被铁盒(收集区5)收集，随后钢液落向铝片1并瞬间击穿铝片1进入到中间包冲击区。钢包开浇后，操作人员再上前将装置和引流砂一并拿走，接引流砂操作完成。
37.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。