[发明专利]一种通道式电磁感应加热中间包的功能耐火材料实施方法

说明书

本发明公开了一种通道式电磁感应加热中间包的功能耐火材料实施方法，包括：1)使用20Mn23AlV无磁钢钢板焊接的整体式中间包外壳；2)使用功能耐火材料制成的线圈防护构件对电磁搅拌线圈进行防护；3)采用对称式双通道砖结构；4)中间包采用了分区结构，包括冲击区和浇注区，其中浇注区和冲击区用分体式功能耐火材料构件进行分隔；5)中间包耐火材料包衬使用双层设计，其中与钢质中间包连接的为浇注衬，使用整体打结成型工艺，与钢水接触的部位为工作衬；6)采用数值模拟对中间包浇注区的钢水流场进行优化设计。本发明能够实现使用通道式电磁感应加热的中间包的安全长寿命运行，以及钢液流场的均匀性，实现铸坯内部质量显著提升。

技术领域

本发明涉及冶金耐火材料领域，尤其涉及一种通道式电磁感应加热中间包的功能耐火材料实施方法。

背景技术

近年来电磁技术广泛应用于冶金领域中炼钢的精炼、连铸工序。尤其在中间包使用电磁感应加热技术后，因其高效能(一般升温2℃/min)、无接触的加热方式，可以根据钢包的钢水量、浇注时间、目标温度，并配合连续测温技术，实现恒温浇注和低温浇注(过热度10～20℃)，可有效扩大铸坯等轴晶区，提升铸坯均质化程度，进一步提升铸坯的内部质量。一些高等级的轴承钢、帘线钢都使用了中间包加热技术，使得产品质量得到了显著的提升，例如文献资料，发表于2014年《特殊钢》第35卷第6期的《特殊钢连铸生产中中间包感应加热的应用》和发表于2015年《炼钢品种、质量提升研讨会论文集》的《中间包感应加热在冶炼GCr15钢中的应用》等，都对中间包感应加热技术在轴承钢中的应用效果进行了说明。中间包电磁加热技术一般有通道式和侧壁式，相比较通道式加热技术较为成熟，在邢台钢厂、兴澄特钢等均有应用，但采用该技术需将感应线圈布置在中包钢液内，如何有效防护，并实现良好的钢液流场控制是关键核心问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种通道式电磁感应加热中间包的功能耐火材料实施方法，以实现使用通道式电磁感应加热的中间包的安全长寿命运行，以及钢液流场的均匀性，实现铸坯内部质量水平的显著提升。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种通道式电磁感应加热中间包的功能耐火材料实施方法，包括：

1)使用20Mn23AlV无磁钢钢板焊接的整体式中间包外壳；

2)使用功能耐火材料制成的线圈防护构件对电磁搅拌线圈进行防护；

3)采用对称式双通道砖结构；

4)中间包采用了分区结构，包括冲击区和浇注区，其中浇注区和冲击区用分体式功能耐火材料构件进行分隔，保证钢水全部经过流钢通道从冲击区进入浇注区；

5)中间包耐火材料包衬使用双层设计，其中与钢质中间包连接的为浇注衬，使用整体打结成型工艺，与钢水接触的部位为工作衬；

6)采用数值模拟对中间包浇注区的钢水流场进行优化设计，包括：流钢通道使用了错层设计，流钢通道在浇注区的出口，比浇注区包底高150～200mm；流钢通道在垂直方向上有2°～5°的上升角度；使用挡坝避免在中间包两端形成钢液“死区”。

进一步的，所述钢板材质按质量百分比包括如下元素：C:0.14％～0.20％， Mn:21.5％～25.0％，Al:1.50％～2.50％，Si:≤0.50％，S:≤0.03％，P:≤0.03％。

进一步的，所述线圈防护构件使用一次浇筑成型工艺制成。