一種連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置，包括電磁攪拌器、冷卻套和絕熱層，該電磁攪拌器安裝在上水口外側(cè)，且位于中間包的工作層下面的永久層內(nèi)；冷卻套包覆在電磁攪拌器外側(cè)；在冷卻套外包覆有絕熱層；在冷卻套上設(shè)有用來通冷卻氣體對電磁攪拌器進(jìn)行冷卻的進(jìn)氣口和出氣口。本實(shí)用新型同時實(shí)現(xiàn)控制連鑄中間包和結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動，并可實(shí)現(xiàn)中間包低液位澆注。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，提高了連鑄坯質(zhì)量和金屬收得率、降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]連鑄操作最重要的問題之一就是結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動模式。結(jié)晶器中鋼液的流動與其在結(jié)晶器內(nèi)的傳熱、凝固、夾雜物的上浮以及鑄坯的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動又直接影響到溫度的分布，進(jìn)而決定了鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量和組織結(jié)構(gòu)。大量的工業(yè)實(shí)踐研究表明:鑄坯近80%的表面缺陷起源于結(jié)晶器，與結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動密切相關(guān)。同時，結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動對初生坯殼溫度的均勻性有著重要影響，進(jìn)而影響到鑄坯的表面質(zhì)量。目前，連鑄結(jié)晶器鋼液流動控制技術(shù)主要有結(jié)晶器電磁制動和結(jié)晶器電磁攪拌，兩種技術(shù)雖然采用的磁場不同，但都將電磁設(shè)備安裝在結(jié)晶器外部，磁場需要穿過銅板，需要較大功率的電源控制系統(tǒng)才能起到效果。東北大學(xué)提出在浸入式水口外安裝電磁場，帶動浸入式水口內(nèi)的鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而控制結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動，由于現(xiàn)場空間和現(xiàn)場生產(chǎn)操作的限制，在生產(chǎn)中很難應(yīng)用。
[0003]在連鑄工藝中，中間包是連接鋼包和結(jié)晶器的中間環(huán)節(jié)，是由間歇操作轉(zhuǎn)向連續(xù)操作的銜接點(diǎn)，也是提高鋼產(chǎn)量和質(zhì)量的重要一環(huán)。無論對于連鑄操作的順利進(jìn)行，還是對于保證鋼液質(zhì)量，中間包的作用都是不容忽視。在連鑄澆注過程中，控制中間包內(nèi)鋼液流動，改變鋼液在中間包內(nèi)運(yùn)動路線，延長鋼液在中間包內(nèi)的停留時間，對于促進(jìn)夾雜物上浮排除，提高鋼液純凈度，減少鑄坯內(nèi)部夾雜、改變夾雜物形態(tài)具有重要意義。在中間包鋼液澆注時，上水口處鋼液流出時會產(chǎn)生漩渦，有經(jīng)驗可知，鋼液由垂直出口向下流動時，當(dāng)?shù)陀谀骋慌R界高度時，在出口上方會形成漩渦漏斗，即匯流渦流，該渦流的方向為順時針。鋼液流出過程形成的匯流漩渦能把中間包液面的覆蓋渣和鋼液中夾雜物卷入鋼液內(nèi)部，甚至卷入空氣，使鋼液發(fā)生二次氧化，影響鋼液純凈度，惡化鑄坯質(zhì)量。為了防止匯流漩渦對鑄坯質(zhì)量的影響，澆注末期通常在中間包內(nèi)留下一定高度的鋼液，當(dāng)液位下降至漩渦產(chǎn)生的臨界高度時，立刻關(guān)閉水口，這樣雖然可以避免渦流卷渣，但會使?jié)沧⒔K了的中間包內(nèi)殘留大量的鋼液，降低金屬收得率，增大生產(chǎn)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于連鑄中間包和結(jié)晶器鋼液流動的重要性，本實(shí)用新型的目的是提供一種連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置。該裝置安裝在中間包上水口外側(cè)，使上水口內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，所述磁場與通過上水口鋼液相互作用產(chǎn)生電磁力，使通過上水口的鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，控制通過浸入式水口進(jìn)入連鑄結(jié)晶器的鋼液流動，同時上水口內(nèi)鋼液的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以帶動中間包內(nèi)上水口附近的鋼液運(yùn)動，從而起到控制中間包內(nèi)鋼液運(yùn)動的效果。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置，其特征在于:該裝置包括電磁攪拌器、冷卻套和絕熱層，該電磁攪拌器安裝在上水口外側(cè)，且位于中間包的工作層下面的永久層內(nèi)；冷卻套包覆在電磁攪拌器外側(cè)；在冷卻套外包覆有絕熱層；在冷卻套上設(shè)有用來通冷卻氣體對電磁攪拌器進(jìn)行冷卻的進(jìn)氣口和出氣口，電磁攪拌器安裝在中間包上水口外偵牝且位于的工作層下面的永久層內(nèi)。
[0007]本實(shí)用新型中，冷卻套進(jìn)氣口高度空間位置高于出氣口高度空間位置；冷卻套由近上水口一側(cè)的奧氏體不銹鋼和遠(yuǎn)離上水口一側(cè)的銅焊接而成。
[0008]本實(shí)用新型中，電磁攪拌器在上水口內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場與通過上水口鋼液相互作用產(chǎn)生電磁力，使通過上水口的鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，控制通過浸入式水口進(jìn)入連鑄結(jié)晶器的鋼液流動，同時上水口內(nèi)鋼液的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以帶動中間包內(nèi)上水口附近的鋼液運(yùn)動，從而起到控制中間包內(nèi)鋼液運(yùn)動的效果。冷卻套設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，通以冷卻氣體，對電磁攪拌器進(jìn)行冷卻。
[0009]在連鑄澆注初期和中期，通過調(diào)整電流方向和電流強(qiáng)度使電磁攪拌器產(chǎn)生某一強(qiáng)度順時針或逆時針運(yùn)動磁場，使通過上水口的鋼液產(chǎn)生某一強(qiáng)度的順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，控制通過浸入式水口進(jìn)入連鑄結(jié)晶器的鋼液流動，同時上水口內(nèi)鋼液的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以帶動中間包內(nèi)上水口附近的鋼液運(yùn)動，從而起到控制中間包內(nèi)鋼液運(yùn)動的效果。
[0010]在連鑄澆注后期，改變電流方向和電流強(qiáng)度使電磁攪拌器產(chǎn)生某一強(qiáng)度的逆時針方向運(yùn)動磁場，使通過上水口的鋼液產(chǎn)生某一強(qiáng)度的逆時針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，帶動中間包內(nèi)上水口出口附件鋼液產(chǎn)生逆時針運(yùn)動，抵消由于中間包液位降低而產(chǎn)生的順時針匯流渦流，可以實(shí)現(xiàn)中間包低液位澆注。
[0011]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，通過旋轉(zhuǎn)磁場使通過上水口的鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，控制通過浸入式水口進(jìn)入連鑄結(jié)晶器的鋼液流動，可以同時實(shí)現(xiàn)控制連鑄中間包和結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動，并可在澆注末期實(shí)現(xiàn)中間包低液位澆注。本實(shí)用新型操作方便靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，提高了連鑄坯質(zhì)量、提高了金屬收得率、降低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型中連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]一種連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置，如圖1所示，包括電磁攪拌器7、冷卻套6、絕熱層2，電磁攪拌器安裝在上水口 I外側(cè)，位于中間包的工作層4下面的永久層5內(nèi)，電磁攪拌器放置在冷卻套內(nèi)，冷卻套外有隔熱層，冷卻套由奧氏體不銹鋼和銅焊接而成，在冷卻套靠近上水口一側(cè)(即冷卻套內(nèi)側(cè))為奧氏體不銹鋼，遠(yuǎn)離上水口一側(cè)為銅。為了調(diào)節(jié)電磁攪拌器的攪拌頻率和電流強(qiáng)度，該裝置設(shè)有用來調(diào)整電磁攪拌器頻率和電流強(qiáng)度的調(diào)整裝置。冷卻套設(shè)有進(jìn)氣口 3和出氣口 8，通以冷卻氣體，對電磁攪拌器進(jìn)行冷卻。
[0014]使用時，給電磁攪拌器通電，利用電磁攪拌器在上水口內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與通過上水口鋼液相互作用產(chǎn)生電磁力，使通過上水口的鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，控制通過浸入式水口進(jìn)入連鑄結(jié)晶器的鋼液流動，同時上水口內(nèi)鋼液的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以帶動中間包內(nèi)上水口附近的鋼液運(yùn)動，從而起到控制中間包內(nèi)鋼液運(yùn)動的效果，具體方法如下:
[0015]在連鑄澆注初期和中期，由于沒有匯流渦流存在，通過調(diào)整電流方向和電流強(qiáng)度使電磁攪拌器產(chǎn)生某一強(qiáng)度順時針或逆時針運(yùn)動磁場，使通過上水口的鋼液產(chǎn)生順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，控制通過浸入式水口進(jìn)入連鑄結(jié)晶器的鋼液流動，同時上水口內(nèi)鋼液的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以帶動中間包內(nèi)上水口附近的鋼液運(yùn)動，從而起到控制中間包內(nèi)鋼液運(yùn)動的效果，提高鋼液純凈度，改善連鑄坯質(zhì)量。根據(jù)中間包和結(jié)晶器內(nèi)鋼液運(yùn)動，調(diào)整電磁攪拌器的頻率和電流強(qiáng)度。
[0016]在連鑄澆注后期，為了防止匯流渦流的影響，改變電流方向和電流強(qiáng)度使電磁攪拌器產(chǎn)生某一強(qiáng)度的逆時針方向運(yùn)動磁場，使通過上水口的鋼液產(chǎn)生某一強(qiáng)度的逆時針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，帶動中間包內(nèi)上水口出口附件鋼液產(chǎn)生逆時針運(yùn)動，抵消由于中間包液位降低而產(chǎn)生的順時針匯流渦流，可以實(shí)現(xiàn)中間包低液位澆注，減少中間包殘留鋼液，提高金屬收得率。
【權(quán)利要求】
1.一種連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置，其特征在于:該裝置由電磁攪拌器(7)、冷卻套(6)和絕熱層(2)組成，電磁攪拌器(7)、冷卻套(6)和絕熱層(2)安裝在中間包內(nèi)，冷卻套(6 )包覆在電磁攪拌器(7 )外側(cè)，在冷卻套(6 )外包覆有絕熱層(2 )，在冷卻套(6)上設(shè)有用來通冷卻氣體對電磁攪拌器(7)進(jìn)行冷卻的進(jìn)氣口(3)和出氣口(8);電磁攪拌器(7)安裝在中間包上水口(I)外側(cè)，且位于的工作層(4)下面的永久層(5)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置，其特征在于:冷卻套(6)由近上水口(I) 一側(cè)的奧氏體不銹鋼和遠(yuǎn)離上水口(I) 一側(cè)的銅焊接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄中間包及結(jié)晶器鋼液流動控制裝置，其特征在于:冷卻套(6)進(jìn)氣口(3)高度空間位置高于出氣口(8)高度空間位置。
【文檔編號】B22D41/62GK203917905SQ201420240958
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】于湛, 吳利輝, 胡志勇, 于小方, 黨軍, 單以剛, 淦家余 申請人:南京鋼鐵股份有限公司