真空负压连铸法.pdf

本真空—负压连铸法是浇铸方法也是真空脱气方法。它包括保护渣及上端与容器密封配合下端浸入钢液的长水口；为了减小铸流对结晶器内钢液的冲击力，避免堵水口和出脱氧不良废品，使脱气与连铸同时同地同速进行杜绝组织协调等困难，本发明通过在中间包底部设置管道使钢液在长水口内脱气。本发明虽然十分简单，投入少，却解决了上述诸多问题，连铸顺行，降低脱氧剂和合金料消耗，提高铸坯质量和性能，并可方便地在一定范围内调温。

1.  真空-负压连铸法属于浇铸方法同时也属于真空脱气方法，它包括保护渣及上端与容器密封配合下端浸入钢液的长水口，其特征在于浸入式长水口通过设置的管道与抽气设备相通。

真空-负压连铸法
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。
为防止连铸操作不当下渣，可根据设计的真空度计算出钢液在浸入式水口内上升的高度，在液面上方留孔与真空储渣器相通。
本发明方法不仅适用于钢液连铸而且适用于所有液体浇铸。