[发明专利]铸锭的方法、设备、附件及精炼与铸锭一体化生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铸锭技术，具体涉及铸锭的方法、设备及专用附件；本发明还涉及一种精炼与铸锭一体化生产工艺。

背景技术

在钢铁工业化生产的实践中，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工艺和方法。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(即铸锭)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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一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，这时浇注模口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”是指低于一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工艺所需要的真空度。

上述方法中所说的“加载”和“卸载”，指虹吸管的进口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口以下。

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，虹吸钢流压力稳定，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一种具体方案来实现。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，随着钢液表面压力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一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。