【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁生产中的炼钢连铸领域，尤其涉及一种应用于炼钢连铸工艺用辅助材料-保护渣的加热装置。
技术介绍
1、目前，在钢铁制造领域的炼钢连铸工艺中经常会使用到保护渣，保护渣是一种覆盖在炼钢工序连铸机结晶器内钢水表面的炼钢辅助用功能材料，它具有绝热保温、防止钢水氧化、吸收钢水中上浮的夹杂、润滑结晶器铜板与铸坯间相对运动以及控制传热等多种功能，是炼钢过程控制铸坯表面质量的重要工艺要素。
2、以成分来说明的话，保护渣是一种混合型无机硅酸盐材料，呈粉末或颗粒状，以cao、sio2二元系为主，外配caf2、na2o、li2o等助熔剂，以及少量的al2o3、mgo等组元和其它一些不可避免的杂质组成。保护渣的熔化温度通常在1100±100℃的范围内，为了控制保护渣在钢水表面缓慢熔化，还必须配入一定量的炭质材料，如碳黑和石墨，因为炭质材料具有很高的熔点，能有效阻止保护渣液滴的聚集，从而有效控制保护渣的熔化速度，且炭质材料又能完全燃烧变为气体，对保护渣不造成污染，因此是一种既廉价又实用的骨架材料。
3、现有技术下的保护渣是通过人工或加渣机的方式加入到结晶器钢水表面的，使其在钢水的高温作用下逐渐熔化，在钢水表面由上而下形成了粉渣层、烧结层和液渣层三层结构，其中，粉渣层主要起着绝热保温的作用，液渣层主要用来防止钢水氧化和吸收上浮的夹杂，并为铸坯与结晶器铜板缝隙之间提供充足的液态熔渣，这些液态渣在结晶器的周期性振动作用下，连续流入铸坯与铜板缝隙，并形成固渣膜和液渣膜双层结构，液渣膜起着润滑作用，防止铸坯拉裂，固渣膜对控制结
4、而一般情况下钢水的浇注温度在1500±50℃，能够为保护渣的熔化提供足够的热量，但对于一些特殊情况的钢种，保护渣的温度问题就比较突出：
5、(1)高合金钢：由于其合金含量高，液相线温度很低，浇注温度在1400℃左右，保护渣的熔化就显得很吃力，经常出现润滑不良导致的各种缺陷；
6、(2)高铝钢：钢水中含有一定量的al等强还原性元素，会与保护渣中以sio2为主的氧化物发生如下置换反应，导致保护渣中sio2明显下降，al2o3快速增加，直接导致熔渣变性，粘度和熔点大幅上升，严重恶化了保护渣的熔化，轻者铸坯表面质量不好，缺陷增加，重者产生漏钢事故，导致连铸工序无法正常连续生产，因此危害作用巨大；
7、(3)不吹氩钢种：正常情况下，连铸过程在浸入式水口要向钢中次入一定量的氩气，一来防止水口内壁结瘤，堵塞钢水流动通道，二来氩气泡在结晶器内的上浮可提高钢水表面温度，这非常有利于保护渣的熔化。但对于气泡缺陷敏感的钢种，吹氩量是有严格限制的，甚至完全不吹氩。这就导致这一类钢种在连铸过程中保护渣熔化不良，熔渣层过薄，铸坯表面易产生夹渣缺陷，甚至发生漏钢报警事故，打乱了生产节奏；
8、(4)高等级冷轧薄板钢：这种薄板钢的钢水在结晶器弯月面处受温场的影响，一旦保温状况欠佳，初生坯壳就呈钩状结构，极易捕获上浮的夹杂，从而形成皮下夹杂缺陷。对于高等级冷轧薄板钢，这些皮下夹杂严重影响了产品质量。
9、现有技术下为了解决保护渣温度控制的问题，提出了以下技术：
10、专利wo2007148939a、cn200780022880.0、cn201410817669.x、cn201420689270.3、cn201521089951.7等都提出了一种液态渣技术，即将保护渣事先完全熔化，然后再加入到结晶器钢水表面，这样就不需要钢水提供额外的热源来实现保护渣的熔化。这种技术不但极大改善了保护渣在钢水表面的熔化，而且弯月面温度足以抑制初生坯壳钩状凝固前沿的生成。
11、但从现场操作工人的实际应用反馈中发现，这种方法难以实现大规模工业化应用，因为有一项瓶颈技术尚无法突破，那就是熔化状态下的液渣的容器材料的问题：
12、1.采用非金属耐材制成的容器，则易受熔化状态下的液渣的溶损，不但寿命短，而且其材质会污染液渣；
13、2.采用普通金属、石墨等材料制成耐材，则存在氧化问题，寿命也很短；
14、3.采用贵金属材料制成耐材，则其成本非常昂贵，根本无法工业化应用。
15、此外，除了上述问题，液渣对加热系统、输送系统要求很高，温度一旦不够就易发生熔渣凝固、结块及粘附问题，维护成本反而大大提高，而且保护渣因含有一定量的氟化物，氟化物原本的目的是为了改善连铸保护渣的性能而加入的助熔剂,可以降低保护渣的粘度和熔化温度,改善结晶性能以满足生产要求,但氟化物在熔融状态下挥发严重，对环境危害很大，不符合我国环保要求，以上这些问题都是在实际应用中总结发现，也是必须需要考虑的现实问题。
16、所以，相比之下，在连铸过程中使用高温固态保护渣更有可操作性，既能使保护渣携带相当的热量进入结晶器内，也能很好地弥补钢水温降和促进保护渣的熔化，且固态渣输送比液态渣难度小，可实施性更强。但保护渣是一种绝热材料，由多种不同成分的粉剂混合而成的材料，内含粘结剂、碳黑(燃点300℃左右)、石墨(燃点500℃左右)等易燃材料和纯碱、碳酸锂、硼砂、玻璃粉等低熔点材料，隔热能力非常强，才能在钢水表面起着非常重要的保温作用。而长时间加热会导致炭质材料的烧失以及低熔点物质微熔引发的保护渣板结等问题，其中，炭质材料的严重烧损会引发保护渣功能失效；板结导致保护渣铺展性失效。另外，正常连铸过程中，每台板坯铸机每流对保护渣的消耗量大约为1～2kg/min，而且是相对连续的消耗，不能长时间间断，也不能一次加太多。虽然现有技术也有提出将保护渣的加热装备采用单向加热的方法，加热室厚度为0.1～0.5m，加热源温度最高800℃(必须低于铜板熔点200℃以上)，不过实际操作中发现，这种装备的加热室所需空间大，想要在短时间内将本身就是绝热材料的保护渣整体温度快速提高，没有数小时的持续加热是不可能的，根本无法满足现实钢水连铸的工业生产节奏，不具备实际应用价值。
17、综上所述，现迫切需要一种新型的保护渣加热装置及配套的方法，能有效、快速的加热，且能应对持续消耗。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术针对高合金钢、高铝钢、不吹氩钢种、高等级冷轧薄板钢等钢种在连铸过程中，保护渣熔化不良及对钢水保温能力不足的现象，提供了一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，其通过对自动加渣机的末端输渣管实施感应加热，实现对管内保护渣的快速升温，既能保持原有的颗粒态物料特征，又能携带足够的热量进入结晶器钢水表面，在继续保证保温、隔热、吸附夹杂、控热、润滑五大功能的同时，极大改善上述钢种在连铸过程中保护渣的熔化不良问题，从而降低钢种夹渣、气泡等缺陷的发生率。
2、本专利技术的一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置和加热方法，其具体结构和方案如下所述：
3、一种应用于自动加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，包括可移动的运渣小车(1)，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，其特征在于，所述的感应加热组件(A)包括保护渣输入软管(A1)、加热炉体(A2)、加热管(A3)、感应加热线圈(A4)和分叉式布料管(A5)，其中，保护渣输入软管的一端与外部的自动加渣机连接，保护渣输入软管的另一端则与设置在加热炉体处的加热管连接，该加热管具体为沿着圆柱体状的加热炉体的轴心线布置的管路，且加热管的两端分别伸出加热炉体，感应加热线圈与变压器(2)联通，感应加热线圈则呈缠绕式的布置在加热炉体内的加热管管路段上，加热管的一端与保护渣输入软管连接，而加热管的另一端则与设置在加热炉体外部的分叉式布料管连接，分叉式布料管的2处出渣口(A5a)则布置在水口的两侧、结晶器的正上方处。
3.如权利要求2所述的一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，其特征在于，所述的加热炉体(A2)呈下倾角15°布置，加热炉体往保护渣输入软管(A2)的方向为入渣端，而往分叉式布料管(A5)的方向为出渣端，即，入渣端的高度大于出渣端的高度
4.如权利要求2所述的一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，其特征在于，所述的加热炉体(A2)的内部空间填充有隔热材料层(A2a)。
5.如权利要求2所述的一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，其特征在于，所述的加热管(A3)的内径为30～60mm，加热管的管壁厚度为3～8mm，加热管的长度为1～2m。
6.一种应用于自动加渣机的保护渣加热方法，基于上述任一权利要求的一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，其具体步骤如下：
7.如权利要求6所述的一种应用于自动加渣机的保护渣加热方法，其特征在于，所述的步骤2)中，分叉式布料管(A5)的2处出渣口(A5a)处设置有渣气分离嘴。
8.如权利要求6所述的一种应用于自动加渣机的保护渣加热方法，其特征在于，所述的步骤3)中，如加热炉体的布置高度低于结晶器平台的高度，则通过在运渣小车的下部安装垫块的方式来抬高感应加热组件(A)的整体高度。
9.如权利要求6所述的一种应用于自动加渣机的保护渣加热方法，其特征在于，所述的步骤7)中保护渣的加热温度以保护渣在加热管(A2)内不发生烧结为标准，其温度为1000～1200℃。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，包括可移动的运渣小车(1)，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，其特征在于，所述的感应加热组件(a)包括保护渣输入软管(a1)、加热炉体(a2)、加热管(a3)、感应加热线圈(a4)和分叉式布料管(a5)，其中，保护渣输入软管的一端与外部的自动加渣机连接，保护渣输入软管的另一端则与设置在加热炉体处的加热管连接，该加热管具体为沿着圆柱体状的加热炉体的轴心线布置的管路，且加热管的两端分别伸出加热炉体，感应加热线圈与变压器(2)联通，感应加热线圈则呈缠绕式的布置在加热炉体内的加热管管路段上，加热管的一端与保护渣输入软管连接，而加热管的另一端则与设置在加热炉体外部的分叉式布料管连接，分叉式布料管的2处出渣口(a5a)则布置在水口的两侧、结晶器的正上方处。
3.如权利要求2所述的一种应用于自动加渣机的保护渣加热装置，其特征在于，所述的加热炉体(a2)呈下倾角15°布置，加热炉体往保护渣输入软管(a2)的方向为入渣端，而往分叉式布料管(a5)的方向为出渣端，即，入渣端的高度大于出渣端的高度。
4.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晨，蔡得祥，胡会军，胡暑名，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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