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
技術領域：
本實用新型涉及鋼水包，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：
連鑄中間包是鋼包和結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容器，其具備貯鋼、穩流、緩沖、分流和分渣的作用，通常采用鋼包焊接構成殼體，并內襯耐火層，作為目前較為常用的底注式或稱浸入式水口中間包，在包底還設置有座磚，座磚頂部同包底平齊、其上設置有截圓錐形的通孔，通過柱塞和座磚通孔的配合控制或截斷鋼液注入結晶器。隨著用戶對鋼材質量要求的不斷提高，對鋼中夾雜物的去除問題成為煉鋼工藝比較重要的技術環節，而作為煉鋼中最后一個呈液體鋼的工序，中間包對提高鋼水潔凈度同樣發揮著重要的作用。由于中間包內鋼水流動是不均勻的，有的地方快，有的地方慢，尤其是中間包底部區域存在不活躍的鋼水停滯區，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注的問題。目前較為常用的措施是在中間包內設擋渣墻或壩，通過改善鋼水流動軌跡，使鋼水流動沿鋼渣界面進行，縮短夾雜物上浮距離；促進熱流分布合理，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烈渦流限制在局部區域，防止紊流擴散引起表面波動而把熔渣卷入鋼水內部。雖然通過擋渣墻或壩的設置，有利于中間包內鋼水流場的合理分布和鋼水中夾雜物的上浮，提高鋼水純度。但，中間包內平均流速仍較大，擋渣墻或壩無法較好的增加鋼水在中間包內的停留時間；鋼液相對擋渣墻或壩表面的流速較大，對擋渣墻或壩的熔損嚴重， 因此對流場和分渣效果的改善并不能完全滿足實際的期望，同時也不能完全的消除中間包底部區域的死區。在連鑄過程中，中間包內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，FeO,MnO等氧化物對Al2O3起到一個粘結劑的作用，它們進入到鋼水中，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，對鋼水造成危害。目前，對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構。目前，對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用》《耐火材料》1999年5月，第297頁，劉寶亮公開了一種新型水口座磚，在座磚材質上進行了改進，該磚具有強度高、耐沖刷、熱震穩定性好等特性；《澆注成型鋁鎂質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，李彩霞公開了一種長壽命鋼包座磚，該磚以電熔剛玉砂、剛玉細粉、Al2O3微粉、輕燒鎂粉、電熔鎂砂粉及純鋁酸鈣水泥為原料生產鋁鎂質澆注料，制成的座磚及上水口在安鋼和重鋼鋼包上應用，壽命可與包襯同步。而對于中間包座磚結構方面的研究則主要集中于防滲漏、透氣磚方面，如公開號為CN2230196Y的實用新型專利公開了一種整體呈臺階形的中間包座磚， 通過其臺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；公開號為CNM00455Y的實用新型專利公開了一種座磚，其內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。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、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。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是連鑄中間包座磚，設置有同柱塞相配合的通孔，所述通孔整體呈臺階形，由上部大孔和下部上小下大的截圓錐形孔構成， 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。作為一種優選，所述大孔為圓柱形；作為另一種優選，所述大孔為上大下小的截圓錐形。進一步的，所述大孔內徑大于截圓錐形孔的最小內徑25mm 85mm。進一步的，所述大孔內徑大于截圓錐形孔的最小內徑 45mm 85mm。進一步的，所述大孔的高度為20mm 100mm。作為一種最優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。進一步的，座磚頂部高于中間包包底20mm 100mm。進一步的，座磚大孔與截圓錐形孔連接處的臺階面同包底平齊。本實用新型的有益效果是通過大孔的設置，在大孔與截圓錐形孔連接處形成臺階面，中間包底部富含雜質的鋼液被液流帶起，由座磚側面進入通孔，靠近通孔孔壁，被臺階面阻擋并在臺階處形成渦流，富含雜質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，并進一步避免后續富含雜質的鋼液繞過渦流進入截圓錐形孔，進一步降低后續富含雜質的鋼液進入通孔的速度，從而阻止了富含雜質的鋼液進入水口，相應的也避免了雜質進入水口。同時，將座磚的頂部設置為高于中間包的包底，通過座磚高于包底部分外側面的阻擋作用避免富含雜質的鋼液進入座磚通孔。因此，能改善擋渣效果，提高結晶器內鋼水的潔凈度，提高鑄坯品質，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。整體結構簡單，通過鋼水流場實現，無需控制，使用方便。

圖1是本實用新型座磚的結構示意圖；圖2是本實用新型連鑄中間包的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1、圖2所示，本實用新型的連鑄中間包座磚，設置有同柱塞2相配合的通孔 1，所述通孔1整體呈臺階形，由上部大孔11和下部上小下大的截圓錐形孔12構成，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。通過大孔11的設置，在大孔11與截圓錐形孔12連接處形成臺階面13，將進入通孔1內的鋼液被分為四周被臺階面13阻擋的液流、中部流入截圓錐形孔12內并經上小下大截圓錐形孔12加速流出的液流。中間包4底部富含雜質的鋼液被液流帶起，由座磚3側面進入座磚3通孔1因此靠近通孔1孔壁，其由中部液流通過粘滯力帶動因此流速慢，在進入通孔1后被臺階面13阻擋，并在臺階處形成渦流；中部液流通過截圓錐形孔12進入結晶器，澆鑄過程中需要對澆鑄速度進行控制，避免澆鑄液流出現紊流，因此能避免通孔1內出現紊流，也即避免四周液流和中部液流之間的混合。因此，阻止了富含雜質的鋼液進入水口，相應的也避免了雜質進入水口。為了保證臺階面13對富含雜質鋼液的阻擋，四周的液流除包括富含雜質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連接處的截面差應盡量大，但為了避免結構過大，同時應避免對正常成分的鋼液過多的阻擋，保證澆鑄的正常進行，要避免截面差過大。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，避免后續富含雜質的鋼液繞過渦流進入截圓錐形孔12，進一步降低后續富含雜質的鋼液進入通孔1的速度，大孔11高度應盡量低。進一步的，作為一種最優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，通過座磚3高于包底4部分外側面的阻擋作用，避免富含雜質的鋼液進入座磚3通孔1，從阻擋效果來看，兩者高度差應盡量大；同時，為了在阻擋富含雜質的鋼液進入座磚3通孔1的同時盡量降低座磚3高出包底部分對除底部富含雜質的鋼液外鋼液流場的改變，避免對正常成分鋼液澆鑄的影響，減小對現有工藝控制的影響，避免對現有柱塞2位置、行程的適應性修改，兩者高度差應盡量小。為進一步的避免對現有柱塞2位置、行程的適應性修改，座磚3大孔11與截圓錐形孔12連接處的臺階面13同包底平齊。因此，對雜質起阻擋作用的主要結構參數是座磚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的截面形狀無關。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， 應當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實際進行選擇。與現有座磚3通孔圓形截面相適應的，為簡化結構，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。根據當前中間包的雜質情況、澆鑄參數進行估算，最好的，所述大孔11內徑大于截圓錐形孔12的最小內徑25mm 85mm，座磚3頂部高于中間包4包底20mm 100mm，相應的，大孔11的高度為20 100mm。根據后述實施例的試驗，最優的，所述大孔11內徑大于截圓錐形孔12的最小內徑45mm 85mm。對于上大下小的截圓錐形大孔11，其最大、最小內徑同截圓錐形孔12最小內徑的內徑差均應在上述范圍內，錐度較小，作用機理與圓柱形相似。由于液流對通孔1壁尤其是臺階處的強烈沖刷，為了保證座磚3的使用壽命，采用高鋁質澆注致密成型。在某連鑄生產線采用上述中間包進行了工程試驗，座磚3整體呈外徑為320mm的圓柱形；截圓錐形孔12部分與現有座磚相同，最大內徑155mm、最小內徑124mm，高MOmm。 大孔11形狀、尺寸如表2所示，其中截圓錐形大孔11的內徑表示為最小 最大內徑。所澆注鋼種的化學成分重量百分比如表1所示，鑄坯夾雜物評級如表2所示。表1、澆注鋼種的化學成分重量百分比
權利要求1.連鑄中間包座磚，設置有同柱塞( 相配合的通孔(1)，其特征在于所述通孔(1) 整體呈臺階形，由上部大孔(11)和下部上小下大的截圓錐形孔(1 構成，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)內徑大于截圓錐形孔(12)的最小內徑25mm 85mm。
6.如權利要求5所述的連鑄中間包座磚，其特征在于所述大孔(11)內徑大于截圓錐形孔(1 的最小內徑45mm 85mm。
7.如權利要求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)連接處的臺階面(13)同包底平齊。
專利摘要本實用新型涉及鋼水包，提供了一種連鑄中間包座磚，設置有同柱塞相配合的通孔，通孔整體呈臺階形，由上部大孔和下部上小下大的截圓錐形孔構成，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。通過座磚高于包底部分外側面阻擋富含雜質的鋼液進入通孔；在大孔與截圓錐形孔連接處形成臺階面，進入通孔的富含雜質的鋼液被臺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，提高結晶器內鋼水的潔凈度，提高鑄坯品質，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。整體結構簡單，通過鋼水流場實現，無需控制，使用方便。
文檔編號B22D41/50GK202045364SQ20112012600
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月26日 優先權日2011年4月26日
發明者吳國榮, 張敏, 曾建華, 段大富, 江南紅, 汪波, 陳天明, 陳永 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司, 攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司