專利名稱：連鑄中間包座磚及采用該座磚的連鑄中間包的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋼水包，尤其是一種連鑄中間包座磚及采用該座磚的連鑄中間包。
背景技術(shù)：
連鑄中間包是鋼包和結(jié)晶器之間的中間貯存容器，也是煉鋼中盛裝液體鋼的最后一個(gè)容器，其具備貯鋼、穩(wěn)流、緩沖、分流和分渣的作用，通常采用鋼包焊接構(gòu)成殼體，并內(nèi)襯耐火層，作為目前較為常用的底注式或稱浸入式水口中間包，在包底還設(shè)置有座磚，座磚頂部同包底平齊、其上設(shè)置有截圓錐形的通孔，通過(guò)柱塞和座磚通孔的配合控制或截?cái)噤撘鹤⑷虢Y(jié)晶器。隨著用戶對(duì)鋼材質(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)鋼中夾雜物的去除問(wèn)題成為煉鋼工藝比較重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，而作為煉鋼中最后一個(gè)呈液體鋼的工序，中間包對(duì)提高鋼水潔凈度同樣發(fā)揮著重要的作用。由于中間包內(nèi)鋼水流動(dòng)是不均勻的，有的地方快，有的地方慢，尤其是中間包底部區(qū)域存在不活躍的鋼水停滯區(qū)，夾雜物上浮困難，因此如何改善中間包的分渣效果也一直是煉鋼工作者比較關(guān)注的問(wèn)題。目前較為常用的措施是在中間包內(nèi)設(shè)擋渣墻或壩，通過(guò)改善鋼水流動(dòng)軌跡，使鋼水流動(dòng)沿鋼渣界面進(jìn)行，縮短夾雜物上浮距離；促進(jìn)熱流分布合理，使水口處鋼水溫度差減少到最低程度；將鋼包注流沖擊所引起的強(qiáng)烈渦流限制在局部區(qū)域，防止紊流擴(kuò)散引起表面波動(dòng)而把熔渣卷入鋼水內(nèi)部。雖然通過(guò)擋渣墻或壩的設(shè)置，有利于中間包內(nèi)鋼水流場(chǎng)的合理分布和鋼水中夾雜物的上浮，提高鋼水純度。但，中間包內(nèi)平均流速仍較大，擋渣墻或壩無(wú)法較好的增加鋼水在中間包內(nèi)的停留時(shí)間；鋼液相對(duì)擋渣墻或壩表面的流速較大，對(duì)擋渣墻或壩的熔損嚴(yán)重， 因此對(duì)流場(chǎng)和分渣效果的改善并不能完全滿足實(shí)際的期望，同時(shí)也不能完全的消除中間包底部區(qū)域的死區(qū)。在連鑄過(guò)程中，中間包內(nèi)鋼水中的夾雜物不斷沉積，在中間包底部形成了一層富含 ^0、Μη0、Α1203、Μβ0等夾雜物的鋼水，F(xiàn)eO,MnO等氧化物對(duì)Al2O3起到一個(gè)粘結(jié)劑的作用，它們進(jìn)入到鋼水中，不但容易引起水口堵塞，而且容易形成大型夾雜物，殘留在鋼水中，對(duì)鋼水造成危害。目前，對(duì)于中間包分渣效果改善的研究也主要集中于擋渣墻或壩的結(jié)構(gòu)。目前，對(duì)于中間包座磚的研究主要集中于材料上的研究，如《新型水口座磚的研制與應(yīng)用》《耐火材料》1999年5月，第297頁(yè)，劉寶亮公開(kāi)了一種新型水口座磚，在座磚材質(zhì)上進(jìn)行了改進(jìn)，該磚具有強(qiáng)度高、耐沖刷、熱震穩(wěn)定性好等特性；《澆注成型鋁鎂質(zhì)座磚及上水口的研制與使用》《耐火材料》1998年6月，第6期，32卷，第339 340頁(yè)，李彩霞公開(kāi)了一種長(zhǎng)壽命鋼包座磚，該磚以電熔剛玉砂、剛玉細(xì)粉、Al2O3微粉、輕燒鎂粉、電熔鎂砂粉及純鋁酸鈣水泥為原料生產(chǎn)鋁鎂質(zhì)澆注料，制成的座磚及上水口在安鋼和重鋼鋼包上應(yīng)用，壽命可與包襯同步。而對(duì)于中間包座磚結(jié)構(gòu)方面的研究則主要集中于防滲漏、透氣磚方面，如公開(kāi)號(hào)為CN2230196Y的實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種整體呈臺(tái)階形的中間包座磚， 通過(guò)其臺(tái)階面能夠防止鋼水在座磚與鋼包澆注料接縫之間滲透，從而防止漏包；公開(kāi)號(hào)為CNM00455Y的實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種座磚，其內(nèi)部具有與上下兩端表面相通的氣流通道，屬于鋼包底吹氬用組合型透氣磚的底座磚。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，能改善擋渣效果的連鑄中間包座磚及采用該座磚的連鑄中間包。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是連鑄中間包座磚，設(shè)置有同柱塞相配合的通孔，所述通孔整體呈臺(tái)階形，由上部大孔和下部上小下大的截圓錐形孔構(gòu)成， 且所述大孔與截圓錐形孔連接處大孔截面大于截圓錐形孔截面。進(jìn)一步的，所述大孔采用等截面或上大下小的形狀。作為一種優(yōu)選，所述大孔為圓柱形；作為另一種優(yōu)選，所述大孔為上大下小的截圓錐形。進(jìn)一步的，所述大孔內(nèi)徑大于截圓錐形孔的最小內(nèi)徑25mm 85mm。進(jìn)一步的，所述大孔內(nèi)徑大于截圓錐形孔的最小內(nèi)徑 45mm 85mm。進(jìn)一步的，所述大孔的高度為20mm 100mm。作為一種最優(yōu)的采用該座磚的連鑄中間包，座磚的頂部高于中間包的包底。進(jìn)一步的，座磚頂部高于中間包包底20mm 100mm。進(jìn)一步的，座磚大孔與截圓錐形孔連接處的臺(tái)階面同包底平齊。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)大孔的設(shè)置，在大孔與截圓錐形孔連接處形成臺(tái)階面，中間包底部富含雜質(zhì)的鋼液被液流帶起，由座磚側(cè)面進(jìn)入通孔，靠近通孔孔壁，被臺(tái)階面阻擋并在臺(tái)階處形成渦流，富含雜質(zhì)的鋼液在渦流作用下沿大孔壁反沖出通孔，返回中間包底部，并進(jìn)一步避免后續(xù)富含雜質(zhì)的鋼液繞過(guò)渦流進(jìn)入截圓錐形孔，進(jìn)一步降低后續(xù)富含雜質(zhì)的鋼液進(jìn)入通孔的速度，從而阻止了富含雜質(zhì)的鋼液進(jìn)入水口，相應(yīng)的也避免了雜質(zhì)進(jìn)入水口。同時(shí)，將座磚的頂部設(shè)置為高于中間包的包底，通過(guò)座磚高于包底部分外側(cè)面的阻擋作用避免富含雜質(zhì)的鋼液進(jìn)入座磚通孔。因此，能改善擋渣效果，提高結(jié)晶器內(nèi)鋼水的潔凈度，提高鑄坯品質(zhì)，防止鋼中大型夾雜物的形成，降低水口堵塞幾率，保證連鑄澆注的順利。整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)鋼水流場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需控制，使用方便。

圖1是本實(shí)用新型座磚的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型連鑄中間包的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的連鑄中間包座磚，設(shè)置有同柱塞2相配合的通孔 1，所述通孔1整體呈臺(tái)階形，由上部大孔11和下部上小下大的截圓錐形孔12構(gòu)成，且所述大孔11與截圓錐形孔12連接處大孔11截面大于截圓錐形孔12截面。通過(guò)大孔11的設(shè)置，在大孔11與截圓錐形孔12連接處形成臺(tái)階面13，將進(jìn)入通孔1內(nèi)的鋼液被分為四周被臺(tái)階面13阻擋的液流、中部流入截圓錐形孔12內(nèi)并經(jīng)上小下大截圓錐形孔12加速流出的液流。中間包4底部富含雜質(zhì)的鋼液被液流帶起，由座磚3側(cè)面進(jìn)入座磚3通孔1因此靠近通孔1孔壁，其由中部液流通過(guò)粘滯力帶動(dòng)因此流速慢，在進(jìn)入通孔1后被臺(tái)階面13阻擋，并在臺(tái)階處形成渦流；中部液流通過(guò)截圓錐形孔12進(jìn)入結(jié)晶器，澆鑄過(guò)程中需要對(duì)澆鑄速度進(jìn)行控制，避免澆鑄液流出現(xiàn)紊流，因此能避免通孔1內(nèi)出現(xiàn)紊流，也即避免四周液流和中部液流之間的混合。因此，阻止了富含雜質(zhì)的鋼液進(jìn)入水口，相應(yīng)的也避免了雜質(zhì)進(jìn)入水口。為了保證臺(tái)階面13對(duì)富含雜質(zhì)鋼液的阻擋，四周的液流除包括富含雜質(zhì)鋼液外還包括部分正常成分的鋼液，因此大孔11與截圓錐形孔12連接處的截面差應(yīng)盡量大，但為了避免結(jié)構(gòu)過(guò)大，同時(shí)應(yīng)避免對(duì)正常成分的鋼液過(guò)多的阻擋，保證澆鑄的正常進(jìn)行，要避免截面差過(guò)大。為了保證四周液流在渦流作用下沿大孔11壁反沖出通孔1，返回中間包4底部，避免后續(xù)富含雜質(zhì)的鋼液繞過(guò)渦流進(jìn)入截圓錐形孔12，進(jìn)一步降低后續(xù)富含雜質(zhì)的鋼液進(jìn)入通孔1的速度，大孔11高度應(yīng)盡量低。進(jìn)一步的，作為一種最優(yōu)的采用上述座磚的連鑄中間包，座磚3的頂部高于中間包4的包底，通過(guò)座磚3高于包底4部分外側(cè)面的阻擋作用，避免富含雜質(zhì)的鋼液進(jìn)入座磚3通孔1，從阻擋效果來(lái)看，兩者高度差應(yīng)盡量大；同時(shí)，為了在阻擋富含雜質(zhì)的鋼液進(jìn)入座磚3通孔1的同時(shí)盡量降低座磚3高出包底部分對(duì)除底部富含雜質(zhì)的鋼液外鋼液流場(chǎng)的改變，避免對(duì)正常成分鋼液澆鑄的影響，減小對(duì)現(xiàn)有工藝控制的影響，避免對(duì)現(xiàn)有柱塞2位置、行程的適應(yīng)性修改，兩者高度差應(yīng)盡量小。為進(jìn)一步的避免對(duì)現(xiàn)有柱塞2位置、行程的適應(yīng)性修改，座磚3大孔11與截圓錐形孔12連接處的臺(tái)階面13同包底平齊。因此，對(duì)雜質(zhì)起阻擋作用的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是座磚3頂部和中間包4包底之間的高度差也即大孔11的高度、臺(tái)階面13大小也即大孔11與截圓錐形孔12連接處的截面差，而與大孔11的截面形狀無(wú)關(guān)。但為了保證四周液流在渦流作用下沿大孔11壁反沖出通孔1， 應(yīng)當(dāng)采用等截面或上大下小的形狀而避免采用上小下大的形狀，具體的截面形狀可以根據(jù)實(shí)際進(jìn)行選擇。與現(xiàn)有座磚3通孔圓形截面相適應(yīng)的，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，最好的，所述大孔11為圓柱形、或者述大孔11為上大下小的截圓錐形。根據(jù)當(dāng)前中間包的雜質(zhì)情況、澆鑄參數(shù)進(jìn)行估算，最好的，所述大孔11內(nèi)徑大于截圓錐形孔12的最小內(nèi)徑25mm 85mm，座磚3頂部高于中間包4包底20mm 100mm，相應(yīng)的，大孔11的高度為20 100mm。根據(jù)后述實(shí)施例的試驗(yàn)，最優(yōu)的，所述大孔11內(nèi)徑大于截圓錐形孔12的最小內(nèi)徑45mm 85mm。對(duì)于上大下小的截圓錐形大孔11，其最大、最小內(nèi)徑同截圓錐形孔12最小內(nèi)徑的內(nèi)徑差均應(yīng)在上述范圍內(nèi)，錐度較小，作用機(jī)理與圓柱形相似。由于液流對(duì)通孔1壁尤其是臺(tái)階處的強(qiáng)烈沖刷，為了保證座磚3的使用壽命，采用高鋁質(zhì)澆注致密成型。在某連鑄生產(chǎn)線采用上述中間包進(jìn)行了工程試驗(yàn)，座磚3整體呈外徑為320mm的圓柱形；截圓錐形孔12部分與現(xiàn)有座磚相同，最大內(nèi)徑155mm、最小內(nèi)徑124mm，高M(jìn)Omm。 大孔11形狀、尺寸如表2所示，其中截圓錐形大孔11的內(nèi)徑表示為最小 最大內(nèi)徑。所澆注鋼種的化學(xué)成分重量百分比如表1所示，鑄坯夾雜物評(píng)級(jí)如表2所示。表1、澆注鋼種的化學(xué)成分重量百分比
權(quán)利要求1.連鑄中間包座磚，設(shè)置有同柱塞( 相配合的通孔(1)，其特征在于所述通孔(1) 整體呈臺(tái)階形，由上部大孔(11)和下部上小下大的截圓錐形孔(1 構(gòu)成，且所述大孔(11) 與截圓錐形孔(1 連接處大孔(11)截面大于截圓錐形孔(1 截面。
2.如權(quán)利要求1所述的連鑄中間包座磚，其特征在于所述大孔(11)采用等截面或上大下小的形狀，
3.如權(quán)利要求2所述的連鑄中間包座磚，其特征在于所述大孔(11)為圓柱形。
4.如權(quán)利要求2所述的連鑄中間包座磚，其特征在于所述大孔(11)為上大下小的截圓錐形。
5.如權(quán)利要求3或4所述的連鑄中間包座磚，其特征在于所述大孔(11)內(nèi)徑大于截圓錐形孔(12)的最小內(nèi)徑25mm 85mm。
6.如權(quán)利要求5所述的連鑄中間包座磚，其特征在于所述大孔(11)內(nèi)徑大于截圓錐形孔(1 的最小內(nèi)徑45mm 85mm。
7.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的連鑄中間包座磚，其特征在于所述大孔(11)的高度為 20mm IOOmm0
8.采用如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述座磚的連鑄中間包，其特征在于座磚(3)的頂部高于中間包的包底。
9.如權(quán)利要求8所述的連鑄中間包，其特征在于座磚(3)頂部高于中間包(4)包底 20mm IOOmm0
10.如權(quán)利要求9所述的連鑄中間包，其特征在于座磚(3)大孔(11)與截圓錐形孔 (12)連接處的臺(tái)階面(13)同包底平齊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及鋼水包，提供了一種連鑄中間包座磚，設(shè)置有同柱塞相配合的通孔，通孔整體呈臺(tái)階形，由上部大孔和下部上小下大的截圓錐形孔構(gòu)成，且大孔與截圓錐形孔連接處大孔截面大于截圓錐形孔截面；及采用該座磚的連鑄中間包，座磚的頂部高于中間包的包底。通過(guò)座磚高于包底部分外側(cè)面阻擋富含雜質(zhì)的鋼液進(jìn)入通孔；在大孔與截圓錐形孔連接處形成臺(tái)階面，進(jìn)入通孔的富含雜質(zhì)的鋼液被臺(tái)階面阻擋并形成渦流，在渦流作用下沿大孔壁反沖出通孔。因此，能改善擋渣效果，提高結(jié)晶器內(nèi)鋼水的潔凈度，提高鑄坯品質(zhì)，防止鋼中大型夾雜物的形成，降低水口堵塞幾率，保證連鑄澆注的順利。整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)鋼水流場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需控制，使用方便。
文檔編號(hào)B22D41/50GK202045364SQ20112012600
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者吳國(guó)榮, 張敏, 曾建華, 段大富, 江南紅, 汪波, 陳天明, 陳永 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司