专利名称：一种提高水平连铸钢液纯净度的冶金方法及中间包的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶金领域，特别是采用中间包提高水平连铸钢液纯净度 的冶金方法及采用此方法的中间包。
背景技术：
中间包是连续铸钢过程中钢包与结晶器之间重要的连接设备，在连铸生 产过程中起着十分重要的作用。在连铸生产初期，中间包只是钢包与结晶器 之间的过渡设备，随着连铸生产的不断发展，连铸技术水平的不断提高，中 间包功能产生了变化，不再把中间包作为一个简单容器使用，而是将中间包 作为钢水进入结晶器前的最后一道精炼手段，利用中间包冶金来提高水平连 铸钢液纯净度，因此中间包的结构设计是非常重要的。
现有的水平连铸中间包(如图l所示)，它为一个上端开口的矩形锥体容
器，由中间包包底1、中间包前壁5、中间包后壁3、和中间包两侧面6、 7 组成，中间包前壁5的下方设有中间包水口 2。现有的水平连祷中间包有如 下缺陷①熔池较深，容量较小，夹杂物上浮距离长，夹杂物缺少足够的上 浮时间。②水平连铸结晶器是水平放置，并且与中间包密封联接，从钢包进 入中间包的钢液夹杂物没有任何上浮机会就直接进入铸坯。③冲击区离中间 包水口通道非常近，钢包中的钢液从长水口流出进入中间包后，还没来得及 和周围钢液混匀就直接从中间包水口流出进入结晶器中。④钢包长水口 4距 中间包直立面距离较近，钢水注流对中间包水口及中间包包壁冲刷侵蚀严重， 冲刷侵蚀的耐火材料会直接进入结晶器中，从而影响铸坯洁净度，同时导致 水平连铸中间包寿命縮短。⑤中间包钢液中的死区很大，这是因为水平连铸 中间包内的流场与弧形连铸相比有很大的差别，由于水平连铸生产的铸坯规 格相对较小，因此，水平连铸中间包单位体积在单位时间内流出的钢液较少， 这使得水口对内部钢液的抽引作用较小，中间包内钢液通过抽引力搅动很小， 这造成水平连铸中间包的死区明显高于弧形连铸中间包，水平连铸中间包周 围来不及扩散的区域都成了死区。死区内的钢液没有相互扩散均匀，钢液中 夹杂物缺少碰撞长大的机会，不利于夹杂物的上浮去除P
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供的一种采用中间包提高 水平连铸钢液纯净度的冶金方法及采用此方法的中间包，它是在现有中间包 基础上，克服现有中间包在促进钢液中夹杂物上浮去除功能上的不足，依据 实验室的数模研究和水力模型研究，通过对中间包的结构及形状进行设计， 从而对中间包内钢液流动进行控制，改变中间包内钢液流场，使钢水流动更 加合理(液面保持稳定、尽量减轻湍流的干扰、减少死区体积)，增加钢液在 中间包内的停留时间，利于夹杂物上浮分离去除，提高钢水洁净度，同时提 高水平连铸中间包的寿命。
本发明的技术方案是 一种提高水平连铸钢液纯净度的冶金方法，包括:
a、 在现有的中间包后壁增加与中间包等高的铙注冲击区，冲击区底面底
板与水平方向的夹角R2为18-22度，在冲击区底部前缘加设有挡坝，挡坝与 水平面的夹角Rl为70-75度。
b、 将长水口浇注位置放置在冲击区。
一种提高水平连铸钢液纯净度的中间包，它包括一个上端开口的矩形锥 体容器，由中间包包底、中间包前壁、中间包后壁、和中间包两侧面组成， 中间包前壁的下方设有中间包水口 。在现有的中间包后壁上增加一个与中间 包等高的浇注冲击区，浇注冲击区为一个上端开口的凹槽，浇注冲击区的底
面有一块与水平方向成18-22度夹角的底板，在浇注冲击区底部前缘加设有 一块与水平面成70-75度夹角的挡坝。
由于浇注位置的的设计及冲击区底面、挡坝的钢液阻挡设计新颖，使得 浇注位置离中间包水口通道的距离延长了，冲击区底面及挡坝与水平方向的 角度设置合理，中间包内钢液的流动更加活跃了，挡坝使得钢液能够向上扬 起，遇到挡坝扬起的钢液带动周围钢液形成了大循环区，并且给夹杂物的碰 撞上浮创造了很好的动力学条件。最终使滞止时间和实际平均停留时间延长， 死区减少，使中间包能有效地排除钢液中的夹杂物。
本发明与现有技术相比具有如下特点
① 在现有的中间包后壁增加与中间包等高的浇注冲击区，将钢包长水口 浇注位置放置于此，使得浇注位置离中间包水口通道的距离延长，减轻了中 间包水口和中间包前壁直立面受冲刷侵蚀程度，避免了由于它们受到冲刷侵 蚀的耐火材料直接进入钢液，同时大大延长了中间包的寿命。中间包浇注区 分离后有利于减轻大包下渣对中间包覆盖剂的冶金性能，这种浇注区域的设 计有利于电磁搅拌的技术改造，增加水平连铸中间包的冶金功能。
② 冲击区底面底板与水平方向成18-22度夹角，在冲击区底部前缘加设 与水平面成70-75度夹角的挡坝。新型中间包由于冲击区的底面底板带18-22 度的角度，当注流钢液冲到包底时，由于角度的存在使得注流加速，这样提
高了钢液遇到挡坝后扬起的高度。同时由于挡坝与水平方向呈70-75度的角 度，遇挡坝而上扬的钢液主导了流场，向上运动的钢液会到达中间包工作区 液面，并沿着液面做稳定的水平流动，然后沿着中间包直立面向下运动，形 成较大的循环流运动，使得较小的夹杂物能够聚集长大，并在水平流动的过 程中去除。另一方面，由于冲击区挡板的设置以及冲击区角度的设置，使得 钢液在直冲至包底后速度加大，从而能够使注流遇底板后扬起还具有一定动 能，这可以使得液面很深的钢液活跃起来，克服了水平连铸中间包液面深导 致死区较大的缺点。实验室水力模型数据表明新型中间包使钢液滞止时间由 17s增加到46s,增加170. 58%;钢水在中间包内平均停留时间由489s增加 到1041s，增加112.88%;死区的体积分数由61.80%减少到37.32%，减少 24. 48%。
总之，新型中间包由于浇注位置的变化及冲击区底面、挡坝的设置，使 得浇注位置离中间包水口通道的距离延长，冲击区底面及挡坝与水平方向合 适角度的设置，使得中间包内钢液的流动更加活跃，挡坝的阻挡起到了主导 的作用，使得钢液能够向上扬起，遇到挡坝扬起的钢液带动周围钢液形成了 大循环区，并且给夹杂物的碰撞上浮创造了很好的动力学条件，最终目的在 于减轻中间包水口及包壁的侵蚀，使钢液在中间包包中的滞止时间和实际平 均停留时间延长，死区减少，使中间包能有效地排除钢液中的夹杂物。
以下结合附图和具体实施方式
对发明的详细结构作进一步描述。
附图l为现有的水平连铸中间包结构示意图； 附图2为本发明提供的水平连铸中间包结构示意图。
具体实施例方式
一种提高水平连铸钢液纯净度的冶金方法，包括
a、 在现有的中间包后壁增加与中间包等高的浇注冲击区，冲击区底面底 板与水平方向的夹角R2为20度，在冲击区底部前缘加设有挡坝，挡坝与水 平面的夹角Rl为72度。
b、 将长水口浇注位置放置在冲击区。
一种提高水平连铸钢液纯净度的中间包，它包括一个上端开口的矩形锥 体容器，由中间包包底l、中间包前壁5、中间包后壁3、和中间包两侧面6、 7组成，中间包前壁5的下方设有中间包水口 2。在现有的中间包后壁3上增 加一个与中间包等高的浇注冲击区8，浇注冲击区8为一个上端开口的凹槽， 浇注冲击区8的底面设有一块底板9，底板9与水平方向的夹角R2为20度， 在浇注冲击区8底部前缘加设有一块高度为250mm的挡坝10，挡坝10与水 平面的夹角R1为72度。
权利要求
1、一种提高水平连铸钢液纯净度的冶金方法，其特征是a、在现有的中间包后壁增加与中间包等高的浇注冲击区，冲击区底面底板与水平方向的夹角R2为18-22度，在冲击区底部前缘加设有挡坝，挡坝与水平面的夹角R1为70-75度；b、将长水口浇注位置放置在冲击区。
2、 一种提高水平连铸钢液纯净度的中间包，它包括一个上端开口的矩形 锥体容器，由中间包包底、中间包前壁、中间包后壁、和中间包两侧面组成， 中间包前壁的下方设有中间包水口，其特征是中间包后壁上增加一个与中 间包等高的浇注冲击区，浇注冲击区为一个上端开口的凹槽，浇注冲击区的 底面有一块与水平方向成18-22度夹角的底板，在浇注冲击区底部前缘加设 有一块与水平面成70-75度夹角的挡坝。
全文摘要
一种提高水平连铸钢液纯净度的冶金方法及采用此方法的中间包，在现有的中间包后壁增加与中间包等高的浇注冲击区，冲击区底面底板与水平方向的夹角R2为18-22度，在冲击区底部前缘加设有挡坝，挡坝与水平面的夹角R1为70-75度，将长水口浇注位置放置在冲击区。中间包包括一个上端开口的矩形锥体容器，由中间包包底、中间包前壁、中间包后壁、和中间包两侧面组成，中间包前壁的下方设有中间包水口。在中间包后壁上增加一个与中间包等高的浇注冲击区，浇注冲击区为一个上端开口的凹槽，浇注冲击区的底面有一块与水平方向成18-22度夹角的底板，在浇注冲击区底部前缘加设有一块与水平面成70-75度夹角的挡坝。
文档编号B22D11/103GK101362194SQ20071003555
公开日2009年2月11日 申请日期2007年8月11日 优先权日2007年8月11日
发明者刘光穆, 宁建成, 著 左, 石绍清, 钟春生 申请人:衡阳华菱连轧管有限公司