[发明专利]液态金属净化

说明书

本发明涉及一种净化液态金属的方法和装置，特别适用于连铸过程中净化钢水。为方便起见，下面专门以净化钢水为例对本发明进行说明。

在连续铸钢过程中，钢水从钢包通过中间容器注入连铸结晶器，中间容器被称为中间包，其作用如同一个具有恒定液面的储存器。

通常钢水刚刚被冶炼出来，在其进入钢包之前和/或进入钢包之后就进行处理以去除不需要的杂质或夹杂物，然后才将钢水注入中间包。这些处理一般被总称为二次精炼工艺，其中包括钢包渣去除、真空处理、惰性气体搅拌、熔剂处理或粉剂的惰性气体喷吹。

而且，可综合采用其中两种或多种处理工艺以获得高质量钢水，特别是高的钢水纯净度。然而，总有一部分杂质，不论是固态的还是液态的，要从钢包进入中间包。另外在钢水从钢包流入中间包的过程中，因与空气发生氧化作用会进一步生成夹杂物，如氧化物夹杂。

钢水在中间包中也很容易进一步增加杂质含量。因此，目前通常采用各种方法在中间包内去除钢水中的杂质，其中包括使钢水在中间包内流动过程中通过各种各样的挡墙、堰或隔板。挡墙、堰和隔板可由能够吸收夹杂物颗粒的耐火材料制成。

在日本专利文摘第5卷第43期(M-60)(715)和JP-A-56-001252中曾公开一种去除中间包液态金属中夹杂物的方法。液态金属通过布置在从入口区到出口区之间的一组上下间隔开的、水平伸展的耐火材料搁板，搁板可吸附夹杂物颗粒。在我们的欧洲专利0376523号(FS1410/1421)中公开了另一种类似的方法。所公开的净化金属方法包括使中间包中的钢水通过位于从钢包到中间包的钢水入口区到钢水离开中间包的出口区之间的一组垂直放置的隔板，这组隔板横跨在中间包内，隔板之间留有一定距离，钢液被限制在隔板之间的通道内流动。如果能使金属液，通常是钢水，在中间包内产生向上的流动，并采用一种表面覆盖的活性熔剂层，则前述的这一发明特别有用。这样的熔剂层本身可与钢水中的夹杂物反应并有效地捕捉它们，从而将其从钢流中去除。

可以理解，“夹杂物”一词包括内在夹杂物和外来夹杂物，夹杂物可以是彼此分离的，也可以是成群的。在任何情况下，中间包内钢水夹杂物都是有害的，或者附着在中间包下伸向结晶器的长水口内孔表面，或者进入结晶器内引起铸坯表面和内部质量恶化，从而对铸坯冶金特性产生不良影响。

除上述活性熔剂以外，人们都知道引用一种粉剂覆盖层覆盖中间包内钢水表面，其目的是使钢水与空气之间绝热以减少热损失。

还推荐采用两层或多功能中间包覆盖渣层，这样以便获得既可以保温，又可去除夹杂物的综合优点。典型的保温覆盖渣层的主要成分是氧化镁或硅酸铝，而去除夹杂物的活性熔剂层则含有诸如氧化铝、石灰和二氧化硅等成份。

人们将意识到活性熔剂层比单纯的保温层更贵些，因此，需要提供一种更经济的方法从诸如中间包一类的容器中去除夹杂物。

而且，我们发现活性表面覆盖层可在容器入口区引起一些问题，紊流和熔剂的存在会引起不希望有的反应并使该区内的熔剂形成结壳。另外当使用耐火材料塞棒以开闭容器的水口时，活性熔剂破坏塞棒的化学成份，从而缩短其有效使用寿命。

因此，本发明的目的就是提供一种通过去除有害夹杂物而使液态金属净化的更好的方法，该方法还可以克服上述问题或减少其影响。

所以，一方面本发明提供一种在液态金属处理容器中净化液态金属的方法，该容器具有一个液态金属入口区和一个出口区。其特点在于：在入口区和出口区之间构成一个净化区，使金属液从入口区通过净化区流到出口区，在净化区金属液的表面添加一层具有活性的夹杂物去除覆盖层。

另一方面，本发明提供一种包括金属液入口区和出口区的金属液处理容器。其特点在于：该容器在入口区和出口区之间有一净化区，并具有限制净化区金属液表面覆盖渣层的装置。

本发明特别适用于去除通过中间包的钢水中的夹杂物。如前所述，下面将结合具体实施例进一步说明。

将中间包分成所需要的若干区的装置最好是用适当耐火材料制成的堰，即耐火材料板，该耐火材料板悬挂在中间包的上方，其上端伸出钢水液面，下端伸向中间包底，并与包底之间留有足够的间隙以使钢水通过。在给定的实施例中，中间包由两个这样的堰分为三个区，两个堰沿中间包长度方向布置，每个堰均横跨中间包整个宽度。两堰之间构成中央净化区，净化区的一侧为入口区，另一侧是出口区。