铸锭的方法、设备、附件及精炼与铸锭一体化生产工艺技术

本发明专利技术公开了一种可改善铸锭质量的铸锭的方法、设备、附件及精炼与铸锭一体化生产工艺。该方法包括的步骤为：a、将浇注模和钢包置于真空环境中；b、在浇注模和钢包之间加载虹吸管并确保加载后该虹吸管上与浇注模对应的出口低于钢包中的钢液液面；c、触发钢包中的钢液通过该虹吸管而注入浇注模，所述触发方式包括在虹吸管的通道与钢包中钢液液面上部之间创造一个促使钢液上升的压差的操作；d、借助钢包和浇注模中钢液的液面高度差完成对浇注模的虹吸浇注并卸载虹吸管。利用虹吸原理实施真空上注，避免了钢包水口、保护渣、铸管砖、流钢砖等对钢液的污染，钢液的二次氧化大为减轻，虹吸钢流压力稳定，提高了钢锭组织的洁净度和内在质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸锭技术，具体涉及铸锭的方法、设备及专用附件；本专利技术还涉及ー种精炼与铸锭一体化生产エ艺。
技术介绍
在钢铁エ业化生产的实践中，鉴于高温钢液在浇注冷凝过程中的特性，尤其是对于高合金特殊用途的钢种，必须采取模注而非连铸的生产エ艺和方法。随着科技的飞跃发展，对钢种材料的洁净度及其由内部组织带来的性能特性有着越来越高的要求。生产高纯度钢，就是要减少钢中夹杂物，尤其是减少外来大颗粒夹杂。一直以来，冶金工作者已研究出多种方法来减少和控制钢液的内生夹杂和外来夹杂，得以纯净钢液，提高特殊钢种材料 的使用寿命和性能。但就模注钢锭(即铸錠)而言，至今都在钢液与空气、包衬、钢包水口、保护渣、铸管砖、流钢砖、水口充填物(引流砂)等方面导致钢液污染，形成外来大颗粒夹杂物，其有害气体和其它夹杂也在目前的冶金水平。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供ー种可改善铸锭质量的方法及设备。该铸锭的方法包括的步骤为a、将浇注模和钢包置于真空环境中；b、在浇注模和钢包之间加载虹吸管并确保加载后该虹吸管上与浇注模对应的出口低于钢包中的钢液液面；c、触发钢包中的钢液通过该虹吸管而注入浇注模，所述触发方式包括在虹吸管的通道与钢包中钢液液面上部之间创造一个促使钢液上升的压差的操作；d、借助钢包和浇注模中钢液的液面高度差完成对浇注模的虹吸浇注并卸载虹吸管。上述方法中，浇注模和钢包可置于同一真空环境下，这时浇注模口和钢包中钢液上部空间基本处于相同的真空度下；或者，浇注模和钢包也可置于不同的真空环境下，这时浇注模ロ的真空度和钢包中钢液上部空间的真空度可能是不同的。上述方法中所说的“真空环境”是指低于ー个标准大气压的环境，以便在整个浇注过程中能够避免钢液吸气而对铸锭品质的影响。当然，最好是达到一般炉外精炼中的真空脱气エ艺所需要的真空度。上述方法中所说的“加载”和“卸载”，指虹吸管的进ロ插入钢包的钢液中足够深度和抽出钢液的操作。显然，此处所说的“足够深度”应满足在虹吸浇注完成前钢包中钢液不会下降到虹吸管的进ロ以下。上述方法中除触发钢包中的钢液通过该虹吸管而注入浇注模的过程外，将钢包中的钢液输送到浇注模所依靠的是基于钢包和浇注模中钢液的液面高度所产生的势能。该方法利用虹吸原理实施真空上注，避免了钢包水口、保护渣、铸管砖、流钢砖、水口充填物(引流砂)对钢液的污染，钢液的二次氧化大为减轻，虹吸钢流压カ稳定，提高了钢锭组织的洁净度和内在质量。上述步骤c中在虹吸管的通道与钢包中钢液液面上部之间创造一个促使钢液上升的压差的操作可由不止ー种具体 方案来实现。通常能够想到的办法是在钢包上安装钢包盖，以使钢包中的钢液表面与钢包盖之间形成一个密闭的空腔，然后再向该空腔内通入惰性气体，从而在钢液表面产生一定的压力，虹吸管的出口直接敞开从而使虹吸管与外界真空环境导通，这样，随着钢液表面压カ增加虹吸管中的钢液逐渐上升并最终通过虹吸管的最高点，由此触发虹吸现象的产生。除上述方案外，也可以采取将浇注模和钢包置于不同真空度的环境之下来间接达到在虹吸管的通道与钢包中钢液液面上部之间创造ー个促使钢液上升的压差的目的。本申请优选的创造压差的方式包括通过设置于该虹吸管上的吸嘴对该虹吸管进行负压引流的操作。通过设置于虹吸管上的吸嘴对该虹吸管进行负压引流总可以使虹吸管内的真空度小于钢包中钢液液面上部的真空度，由此达到在虹吸管的通道与钢包中钢液液面上部之间创造促使钢液上升的压差的目的。步骤c中的触发方式最好还包括同时对钢包中的钢液进行吹气搅拌的操作。吹气搅拌的气体最好使用氩气，但也可采用氮气等。实际上，这里所指的吹气搅拌就是炉外精炼中采用的吹气搅拌。但炉外精炼时采用吹气搅拌的主要目的脱出钢液中的有害气体，而此处的吹气搅拌是为减小钢液的密度。在虹吸管的通道与钢包中钢液液面上部之间的压差一定的情况下，钢液的密度越小，钢液在虹吸管内上升的高度越高，更有利于促成虹吸现象的发生。对钢包中的钢液进行吹气搅拌最好通过钢包底吹来实现。最好按照使钢液朝虹吸管的进口上涌为条件来设定钢包底吹的位置，以便利用钢液上涌的动能来促进虹吸的实现。在选择通过设置于虹吸管上的吸嘴对该虹吸管进行负压引流的情况下，所述吸嘴最好是位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段与上升段之间的连接段上，并且至少在吸嘴位于所述下降段上的情况下需在钢液通过时堵住该吸嘴。为便于在钢液通过时堵住吸嘴，可采用的办法是将连接于该吸嘴出口上的管道采用易熔材料制作以便当钢液流经时自动熔断，当易熔材料熔断后立即用耐火材料堵住吸嘴的出ロ。当吸嘴位于连接段上吋，吸嘴可通过ー根连接于该连接段顶部的导管设置在连接段上方一定高度的位置上，这样就可以通过设定吸嘴高度而使钢液不会溢过吸嘴，这时吸嘴是并不需要封堵的。另外，在选择通过设置于虹吸管上的吸嘴对该虹吸管进行负压引流的情况下，步骤c中的触发方式最好还包括在负压引流前使虹吸管中位于吸嘴和出口之间的通道封闭以及当钢液通过时开放该通道的操作。在负压引流前使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之间的通道封闭可以防止从虹吸管的出ロ进入的残余气流干扰到钢液在虹吸管中的流动。最简单的办法是在虹吸管的出口安装一个软木塞(或由铝合金片等其他材料制作堵塞件)，当钢液通过时该软木塞被钢流烧损脱落，自然使通道开放。上述将浇注模和钢包置于真空环境中、通过设置于虹吸管上的吸嘴对虹吸管进行负压引流以及按照使钢液朝虹吸管的进口上涌为条件来设定钢包底吹的位置的技术手段结合后，使本专利技术兼备了“ VD”精炼和部分“RH”精炼效果，其铸锭过程相当于经过二次精炼，使有害气体在真空状态下钢液的冷凝中释放而终结了钢液吸气的机会，钢锭实物含氢量及有害气体呈几何数量级減少，同时又在吹气搅拌引起钢液上涌以及对出ロ密封的虹吸管进行负压引流的共同作用下使钢液通过虹吸管的最高点从而触发虹吸现象的产生，实现虹吸真空上注，省却了钢包座砖、滑动水口、引流砂和传统下注的保护渣、流钢砖、铸管砖、喇叭ロ砖等，原先钢液中的夹杂物得以去除，钢中夹杂物数量也成倍地下降，起到了ー举多得的效果。进ー步的，在虹吸浇注的过程中对钢包进行加热以使其中的钢液维持恒温状态。由此，通过钢包加热实现了恒温浇注，能够精确确定和控制所浇注钢种的过热度，再加上上注钢流的冲击作用，使钢锭无疏松、无缩孔和成分偏析减小及晶粒均匀。本专利技术的铸锭的设备包括用于装载浇注模和钢包的真空罐；由驱动机构控制从而在浇注模和钢包之间实现加载和卸载的虹吸管，加载后该虹吸管上与浇注模对应的出口低于钢包中的钢液液面；用于使钢包中的钢液通过虹吸管的触发装置，所述触发装置包括用于在虹吸管的通道与钢包中钢液液面上部之间创造一个促使钢液上升的压差的装置。进ー步的，所述触发装置包括与钢包连接的吹气搅拌装置。进ー步的，所述触发装置包括负压引流装置，该负压引流装置通过设置于虹吸管上的吸嘴与虹吸管连接。 进ー步的，所述吸嘴位于虹吸管的下降段上或位于虹吸管的下降段与上升段之间的连接段上，至少在吸嘴位于所述下降段上的情况下该吸嘴是可封堵的。进ー步的，所述吸嘴的出口与负压引流装置之间通过易熔材料连接。进ー步的，所述触发装置还包括在虹吸形成前后使虹吸管中位于吸嘴和出ロ之间的通道封闭和开放的密封装置。进ー步的，所述吹气搅拌装置采用钢包底吹装置。进ー步的，所述钢包底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何德武，桑曙光，
申请(专利权)人：攀枝花市立宇矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：