[发明专利]真空-负压连铸法

说明书

本真空-负压连铸法属于浇铸方法，同时又是一种真空脱气方法。

在连铸过程中，为防止钢液二次氧化，在大包至中包及中包至结晶器间国内外广泛采用大 包长水口及结晶器浸入式水口配合保护渣保护浇铸，对大包长水口接逢吹氩保护，并开发了以 密封剂代替吹氩保护，但这些都不能解决连铸工艺存在的以下四个重要问题。

1.钢液流入结晶器的驱动力大，造成结晶器内钢液紊流严重，液面波动，液穴深，气体及 夹杂及乎不能上浮，出现铸坯质量缺陷甚至漏钢。

2.生产低碳钢终脱氧铝加少了铸坯就会出现大量多种废品，尤其是生产低碳低硅钢时甚至 会出现钢液在结晶器内沸腾的现象，被迫停浇；铝加多了水口结瘤堵塞。

3.钢液中含有较多的气体及夹杂物，使钢产生种种缺陷。

4.钢液温度波动影响可浇性及铸坯质量。

为解决第一个问题，英国钢铁公司特赛德[Teesside]钢厂开发了真空中间包工艺(《第十届全 国炼钢学术会议论文集》第28页1998.11中国金属学会炼钢学会编)，中间包水口上方做成封闭 的真空室。真空室浸在钢液中浸蚀严重污染钢液。为解决第2个问题，目前广泛采用硅钙合金 替代部分铝对钢水脱氧。但只有在Ca/Al等于0.1％～0.28％时才能改善钢水流动性，否则反而加 剧水口结瘤堵塞；而且铝和钙的收得率又难以控制，即使以喂线的方法加入也常常发生水口堵 塞，被迫停产。为解决第三个问题，国内外开发了许多真空脱气方法，目前与连铸配合的主要 有DH、RH和ASEA-SKF法。这些方法都必须在专用场地处理后再运到连铸，投资大，操作 麻烦，占用场地和时间，而且增加了生产环节，组织协调困难。针对上述缺点前苏联新利别茨 克钢铁公司开发了连铸在线钢流真空处理装置(《连续铸钢》第118页冶金工业出版社第1版)。 在线处理的真空室安放在钢包和中间包间，依靠两侧的液压缸控制升降，使真空室与钢包结合 在一起，真空室上有导出管以抽真空。为解决第4个问题，比利时冶金研究中心(CRM)研制 了水冷水口(《连续铸钢》第139页同上)。在这个水口中，中间包钢水沿一水冷的钢板流动， 然后经过一个由耐火材料制成的管子流入结晶器，该工艺只能降温。为提高钢水温度国内外开 发了多种方法，有物理方法，也有化学方法，成本都比较高，而且化学法还会污染钢液。显而 易见，以上方法都投资大，比较复杂。至今国内外没有一个方案可以同时解决上述四个问题， 本发明的目的是用一个简单易行的方法，不仅解决钢流防氧化问题，同时解决上述四个问题。

本发明的目的是这样实现的：使钢流保护水口上端与容器紧固密封，下端浸入覆盖着保护 渣的钢液；在该水口上方容器的底部安装一根管道与抽气设备相通。将水口内抽真空，钢水进 入后由于压力突然降低，钢中气体膨胀析出，钢水成滴状落下，因表面积特别大，所以脱气效 率高，故可以少加铝。又由于真空吸吮，中包水口钢液流速加大，故避免水口结瘤堵塞。水口 外围的钢液受大气的压力内部真空故液面上升，而且钢水成滴状落下，钢液流入结晶器的驱动 力小，气体及夹杂易上浮。钢液在长水口内降温，也可以通过煤气加热器[5]对水口保温或加热， 在一定的范围内调节温度。

本发明只是在容器的底部安装一根导管，简单，抽气设备小，占用场地小，设备及操作简 单，投资费用少，一技多能、高效与连铸同时同地同速进行。目前国内外连铸所采用的各种真 空脱气方法都不是在浇铸的最后时刻对钢液脱气，在之后的过程中钢液还会从周围吸收气体， 尤其是浇铸时，高速铸流在其周围造成负压将气体带入铸件，而本方法是在钢液凝固前的最后 时刻，能保住钢液处理后的纯洁状态。

附图为本发明的实施例。图中[1]为中间包，[2]为抽气管道，[6]为结晶器。管道与中间包下 水口[7]周围的环形管相通，环形管内弧开孔，周围焊上与浸入式水口托架[3]配合的挂钩，浸入 式水口[4]由托架[3]上的挂翘旋紧结构(氧枪快速接头结构)牢牢固定在中间包水口下方。浸入 式水口上端面有环形槽，槽内填充密封剂[槽的外延可有小沟]。[5]为环形煤气加热器，对浸入水 口预热使其上端接缝密封，即可开始浇铸。

本发明方法不仅可用于中间包至结晶器间也可用于大包至中间包间，还可以在两处同时采 用。使用时可视不同目的：为了避免堵水口，还是为了降低注流驱动力，还是为了对钢液真空 脱气处理确定使用位置并根据具体要求确定采用的真空度。真空浇注液穴深度小，可以使连铸 机冶金长度降低。