[發明專利]一種保護氣氛下帶避渣功能的中間包及使用方法

在審

• 申請號: 202110800121.4
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113510237A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 劉中秋;姜玖華;李寶寬
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D41/00
• 分類號: B22D41/00;B22D41/50;B22D11/111;B22D11/117
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種保護氣氛下帶避渣功能的中間包及使用方法，包括本體，本體頂部設置有上蓋板，上蓋板處安裝有避渣器，避渣器內套設有長水口，且避渣器底端延伸至加渣高度以下，避渣器正下方本體底板上表面設置有湍流抑制器。在中間包上蓋板兩端設置吹氬孔，通過吹氬孔和避渣器向中間包持續吹氬氣，排凈空氣，使中間包保持微正壓氬氣環境，形成保護氣氛；防止空氣對鋼液的二次氧化。此外，鋼液在澆注過程中可以卷吸氬氣，顯著減少中間包內死區體積，而氬氣泡的浮力利于夾雜物顆粒碰撞長大而排除，上浮的氣泡也可以捕獲夾雜物顆粒，并攜帶其一同上浮，增大微細夾雜物顆粒上浮速度，去除鋼液中的夾雜物，延長中間包的使用壽命，改善鋼液的純凈度，提高鑄坯質量。

技術領域

本發明屬于厚板坯連鑄生產技術領域，具體涉及一種保護氣氛下帶避渣功能的中間包及使用方法。

背景技術

中間包是連接鋼包與結晶器的一個重要冶金反應器，可以在換包期間儲存一定量鋼液并保證不停澆注，改善鋼液流動條件，延長鋼液的停留時間，盡可能去除鋼液中夾雜物；還可以控制鋼液溫度，保持合適過熱度，無論是對于連鑄操作的順利進行，還是提高鋼液的質量，中間包的作用都十分重要。

近年來，國內外的冶金工作者圍繞中間包的優化開展了大量工作，通過增大中間包的容量，調整中間包的長寬比，加設擋墻、壩和湍流抑制器等裝置，改善鋼液流動，均勻鋼液成分；同時增設湍流抑制器，將其設置在長水口正下方的中間包底面上，鋼液自長水口澆入，進入到湍流抑制器中，由于湍流抑制器上部設有凹槽，可以減緩長水口注流區的湍流程和注流對中間包內鋼液的沖擊作用，有利于提高的中間包使用壽命。

中間包作為過渡容器，鋼液在中間包內與壁面、渣、甚至空氣相接觸，也給鋼液質量帶來了負面影響。鋼液在流入中間包時沖刷、侵蝕中間包的壁面，會引入夾雜物，這些夾雜物一部分可以在中間包內上浮去除，一部分則留存在鋼液中，對鋼液造成污染。同時，鋼液原本直接由鋼包進入結晶器，由于中間包的存在，鋼液需經過更多環節，當鋼液沖擊湍流抑制器，造成流場不穩定時，保護渣層容易被卷混進入鋼液中，也可能使鋼液發生二次氧化，產生夾雜物，危害鋼材質量，對鋼的抗疲勞強度、塑性、切削性能都有不同程度的影響。

現有國內公開的報道，專利CN201120519476.8、CN201910617125.1只介紹了湍流抑制器的優化，未涉及二次氧化與卷渣現象的防護；專利CN 212094311 U只考慮了通過優化流動來提高鋼液質量；專利CN 202356615 U只考慮了通過湍流抑制器降低噴濺程度；專利CN213224273U只增添中間包密封蓋板防止氧化；其他國內公開的報道專利CN201911093110.6、CN201921169979.X、CN202110364740.3、CN202021495531.X只優化了防氧化的設計，但未能減弱鋼液噴濺和卷渣現象的危害。

發明內容

本發明的目的在于一種保護氣氛下帶避渣功能的中間包及使用方法，優化中間包的結構，避免二次氧化與卷渣，對改善鋼液質量有重大意義；促進了中間包的實用化發展。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種保護氣氛下帶避渣功能的中間包，包括本體、上蓋板、長水口、避渣器及湍流抑制器；所述本體頂部設置有上蓋板，上蓋板處安裝有避渣器，避渣器內套設有長水口，且避渣器底端延伸至加渣高度以下，避渣器正下方本體底板上表面設置有湍流抑制器。

所述上蓋板兩端對稱開設有吹氬孔，兩個吹氬孔之間上蓋板上對稱設置有排氣口，所述吹氬孔與排氣孔之間的上蓋板上開設有安裝避渣器的通孔。

所述本體的側板內壁設置有擋墻，本體的底板上表面設置有擋壩，所述本體底板遠離安裝湍流抑制器一端設置有浸入式水口。

所述擋墻與擋壩平行設置，且擋墻下表面低于擋壩上表面設置。

所述避渣器下端面與長水口下端面之間的距離為8～15cm。