[发明专利]一种用于洁净钢连铸连轧生产的旋转式离心过滤中间包

说明书

一种用于洁净钢连铸连轧生产的旋转式离心过滤中间包，能够显著降低钢液夹杂物含量，提高钢洁净度。包括钢水桶、钢水桶旋转支撑轴、钢水桶旋转轴承、钢水桶旋转驱动装置、过滤器、高压氩气包、高压气嘴、环形集流槽、环形集流槽支撑台和加热器；钢水桶底壁设有出液口，钢水桶通过钢水桶安装台、旋转轴承与钢水桶旋转支撑轴转动配合；钢水桶旋转驱动装置设有驱动电机及传动机构，过滤器设于钢水桶底壁出液口中，高压氩气包设于钢水桶外部，高压氩气包通过高压气嘴对钢水桶内腔喷射氩气；环形集流槽用于承接由钢水桶出液口流出的的钢液，环形集流槽设于环形集流槽支撑台上，加热器设于环形集流槽外侧壁上，用于对环形集流槽加热。

技术领域

本发明涉及洁净钢生产连铸连轧工艺技术领域，尤其是涉及一种用于洁净钢连铸连轧生产的旋转式离心过滤中间包。

背景技术

随着科学技术的发展,对钢材性能要求日益严格，对钢材质量要求不断提高，如何进一步减少钢中夹杂含量,提高钢的洁净度,是本世纪十分重视的发展方向。

断裂力学对断裂韧性K_1c研究表明，当夹杂物小于5μm时,钢材在负荷条件下,裂纹扩展发生率将大大降低^[3]。目前的工业实践中，一些高端用途钢对夹杂物临界尺寸已有较严格的限制，如显像管阴罩用钢，夹杂物最大尺寸应不大于5μm，轴承、轴承座圈用钢，夹杂物最大尺寸应不大于10μm，滚珠轴承钢，夹杂物最大尺寸应不大于15μm^[1]。

现有钢连铸连轧生产工艺中，钢液净化最后阶段是在静止固定的中间包内完成，然后直接通过浸入式水口进入轧钢机结晶器。中间包钢液净化的基本方法是在中间包钢液表面加入覆盖剂，使细小夹杂物聚集上浮，进入表面覆盖剂中，为使夹杂物能顺利聚集上浮，根据流体力学与传热学原理对中间包结构进行设计，如在中间包内设挡坝、堰和带孔夹板等，使其有合理的湍流使夹杂物颗粒聚集，有合适的深度和宽截面以促进夹杂物颗粒的Stokes上浮^[1]。近年来，中间包吹氩技术发展较快，用在钢液中吹入细小密集的氩气泡使微小夹杂物依附于气泡表面上浮。

上述技术虽然可使钢液中的夹杂物较大幅度降低，但对难以聚集上浮的200μm以下微细夹杂物清除效果有限，常规情况下只可将夹杂物尺寸控制在50μm以内^[2]、[4]，因此仍然无法满足一些高端钢的要求。

近年来各种陶瓷过滤器广泛应用于铸造工业领域中的钢与高温合金液净化，最常用的有泡沫陶瓷过滤器、球体堆积粒状过滤器与网格或蜂窝陶瓷过滤器，由于这些陶瓷过滤器宏观具有特殊三维结构，材质为多孔质，对合金液流中的夹杂物具有机械阻挡、涡流捕捉、表面吸附的多重效应，对合金液中的固态夹杂物滤除效率很高，在泡沫陶瓷过滤器孔隙率与过滤器厚度选择得当的情况下，可以将合金液中夹杂物控制在10μm以下^[5]，而粒状过滤器在过滤球体直径与总体过滤器厚度选择得当的情况下，可以将合金液中夹杂物控制在5μm以下^[6]。蜂窝陶瓷组合也有可能将合金液夹杂物控制在30μm以下。

发明内容

本发明的目的主要是提供一种能够显著降低钢液夹杂物含量，提高钢洁净度的用于洁净钢连铸连轧生产的旋转式离心过滤中间包。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于洁净钢连铸连轧生产的旋转式离心过滤中间包，包括钢水桶、钢水桶旋转支撑轴、钢水桶旋转轴承、钢水桶旋转驱动装置、过滤器、高压氩气包、高压气嘴、环形集流槽、环形集流槽支撑台和加热器；