[发明专利]一种钢包出钢末期抑制涡流卷渣的方法

说明书

本发明公开了一种钢包出钢末期抑制涡流卷渣的方法，将电磁搅拌器封装在钢包下座砖的下部，在电磁搅拌器与下座砖的缝隙内填满隔热耐火材料，钢包底部外壳上设有电源线引出口和冷却管路引出口。在电磁搅拌器没有工作情况下，通过冷却管路吹入压力为0.3～0.5MPa的氮气对电磁搅拌器进行冷却。在出钢后，钢包内的钢水达到总高度的三分之一时，启动电磁搅拌器对出钢口内的钢水进行搅拌抑制旋涡的生成，电磁搅拌器功率在30～100kW，电源频率在5～20Hz，同时以0.5～0.8MPa的风压对电磁搅拌器进行冷却。钢水出完后，关闭出钢口同时关闭电磁搅拌器的电源，对电磁搅拌器继续进行风冷。通过该方法，可以抑制旋涡生成，减少旋涡卷渣。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种钢包出钢末期抑制涡流卷渣的方法。

背景技术

当溶体从一个容器注入另一个容器时，由于溶体积累的能量尤其是环绕容器的动能在液面降低时容易失稳，形成微小旋涡，称为汇流旋涡。这种汇流旋涡产生的涡流在钢包出钢过程中会出现卷渣现象，尤其是在出钢后期随着钢水液面的下降，会在出钢口上方钢液面产生贯通涡流，而且愈演愈烈促进渣钢乳化，使熔渣随钢流进入中间包，容易使中间包内钢液受到污染。此外，涡流还会卷入大量的空气并伴随钢液进入到中间包内部，涡流形成的卷渣及卷入的空气进入中间包后会与钢液发生氧化反应，不仅降低钢液洁净度，而且还会造成合金元素波动易出现成分不合。

随着用户对钢材质量要求的日益提高，需要不断的提高钢水质量，减少钢包出钢下渣量是提高钢水质量的一个重要指标。为了避免钢包中炉渣进入中间包，保证中间包中钢液的洁净度，许多生产优质钢的钢厂在连铸时采用了下渣检测的方法来防止炉渣进入到中间包内。目前，使用较多的减少钢包下渣主要方法有以下两种：

(1)电磁检测法

因为钢渣的磁导率显著低于钢水的磁导率，所以在钢渣中感应产生的磁场远远小于在钢水中产生的磁场。电磁检测法原理就是利用钢水与钢渣磁导率的不同来检测钢渣的。浇铸过程中，开始熔体全部为钢水，钢流中的磁场强度大，到浇钢的后期由于涡流使部分炉渣被卷入，形成钢水和炉渣混出，使熔体的磁导率下降，电磁场将减弱，在达到限定值时，示渣系统报警并关闭钢包的滑动水口。该方法虽然能够很好地控制钢包下渣，但钢包出钢末期钢渣混出初期，其检测信号比较微弱，部分炉渣已经进入到了中间包内，随着混渣量的增大，使检测信号达到关闭滑板的强度时，已经有相当的一部分炉渣流进中间包内。

(2)振动检测法

因为钢渣和钢水的比重相差较大，且其流动性也大不一样，所以在流经钢包长水口时，两者对长水口的冲刷作用必定有较大的差别。振动检测法就是利用钢水冲刷与钢渣冲刷引起的振动强度上的差异来监测长水口内钢水的流动状态，从而间接检测下渣。该法优点是设备简单，投资少，具有一定的防下渣作用。但不足是，由于各种环境振动与操作过程对振动的检测影响较大，检测的准确性受到一定的影响，容易产生误报现象。此外，该法与电磁检测法一样，在出钢末期，钢渣混出初期，其检测信号比较弱，部分炉渣已经进入到了中间包内，随着混渣量的增大，使检测信号达到关闭滑板的强度时，已经有相当的一部分炉渣流进中间包内。

从以上两种方法上来看，共同的弊端就是由于出钢末期旋涡的存在，导致检测信号检测有一个由弱变强的过程。在这一过程中，已经有部分炉渣进入到了中间包内，给钢液造成污染。如果将检测关闭滑板的信号设置过小，又势必会造成钢包内剩钢过多，增加了钢铁料消耗，使成本升高。可以看出，通过电磁检测、振动检测法等检测手段，再启动相关挡渣装置，可实现挡渣功能，但只能用于防止钢包下渣，不能防止钢包浇铸末期的旋涡卷渣现象。因此，为了消除钢包出钢下渣，消除涡流卷渣是关键。

为此，本发明提出了一种利用电磁力来抑制或抵消产生涡流的惯性力，进而降低产生涡流的临界高度或消除涡流的形成，从而达到减少钢包下渣为洁净钢生产创造条件。

发明内容