基于電磁感應(yīng)加熱的新一代鋼包自動(dòng)開(kāi)澆技術(shù)研究.pdf

1、鋼包是鋼鐵廠用來(lái)銜接煉鋼和澆鑄作業(yè)盛裝鋼水的重要冶金容器，對(duì)連續(xù)平穩(wěn)地生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。鋼包自動(dòng)開(kāi)澆對(duì)穩(wěn)定連鑄操作工藝，提高連澆率，保證鋼水質(zhì)量十分重要。為了減少引流砂對(duì)鋼水造成污染，提高鋼包的自動(dòng)開(kāi)澆率及鋼液的潔凈度，從而滿足高效、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展要求，本文提出了一種用與鋼液成分相同或相近的鐵碳合金顆粒代替?zhèn)鹘y(tǒng)引流砂，在鋼包開(kāi)澆時(shí)，利用電磁感應(yīng)加熱的方式對(duì)鋼包上水口內(nèi)鐵碳合金形成的封堵層進(jìn)行快速全部或部分熔化，從而實(shí)現(xiàn)鋼包自動(dòng)開(kāi)

2、澆的新一代鋼包自動(dòng)開(kāi)澆技術(shù)。該技術(shù)與傳統(tǒng)的鋼包出鋼技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)能夠有效減少鋼液中夾雜物，提高鋼水的潔凈度，為高附加值鋼種開(kāi)發(fā)創(chuàng)造條件;(2)可以顯著提高鋼包的自動(dòng)開(kāi)澆率，使其達(dá)到100％;(3)可以減少浸入式水口的絮流，提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性;(4)避免因使用引流砂而形成水溶性有毒的Cr6+對(duì)環(huán)境造成的污染，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排綠色冶金生產(chǎn);(5)能夠在一定程度上緩解我國(guó)鉻礦資源短缺，大部分依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面;(6)避免外購(gòu)引流

3、砂，為企業(yè)減少生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;(7)能夠增加企業(yè)的自動(dòng)化程度，為企業(yè)的高效生產(chǎn)創(chuàng)造條件。
　　為了使鋼包電磁感應(yīng)加熱出鋼技術(shù)能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得以成功廣泛應(yīng)用，本文利用自行設(shè)計(jì)的熱態(tài)模擬出鋼實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)鋼包上水口內(nèi)固-液界面的位置控制、上水口封堵層厚度、開(kāi)澆效果、座磚內(nèi)溫度分布進(jìn)行了熱態(tài)實(shí)驗(yàn)研究，找出電磁出鋼技術(shù)中各參數(shù)的變化規(guī)律及控制方法。同時(shí)還對(duì)鋼包底部結(jié)構(gòu)、座磚、上水口進(jìn)行了改造和設(shè)計(jì)，從而以滿足鋼包電

4、磁出鋼的要求。在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)以驗(yàn)證電磁出鋼技術(shù)的可行性。通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)研究和工業(yè)試驗(yàn)得出了如下主要結(jié)論:
　　(1)在同一條件下，使用鑄鐵的鐵碳合金顆粒和使用鑄鋼的合金顆粒相比，上水口內(nèi)固-液界面的下移量要大，規(guī)則球形顆粒比不規(guī)則的棱角形顆粒對(duì)固-液界面位置影響要大，鋼液溫度為1600℃和1620℃時(shí)粒徑為2.0mm的鑄鐵顆粒作為上水口填充料其固-液界面位置能夠進(jìn)入有效加熱區(qū)，出鋼溫度為1550℃時(shí)粒徑為4.0mm的鑄

5、鐵顆粒作為上水口填充料其固-液界面位置能夠進(jìn)入有效加熱區(qū);
　　(2)封堵層厚度隨鐵碳合金顆粒碳含量的增加而變薄，隨著鐵碳合金顆粒尺寸的增大而增厚，不規(guī)則的棱角形顆粒比規(guī)則的球形顆粒形成的封堵層的厚度要厚，鋼液溫度的提高和停留時(shí)間的延長(zhǎng)，封堵層的厚度也隨著增厚，其厚度變化范圍在30～66mm之間;
　　(3)上水口填裝料的形狀為球形，成分為鑄鐵，大小為2.0mm時(shí)，開(kāi)澆時(shí)間最短為62s;電源功率在小于20kW范圍內(nèi)增加時(shí)，對(duì)

6、縮短電磁出鋼時(shí)間的效果要好于功率大于20kW時(shí)對(duì)縮短電磁出鋼時(shí)間的效果，其效果相差5倍多;線圈頂端距坩堝底端距離h與開(kāi)澆時(shí)間t的關(guān)系呈現(xiàn)出指數(shù)函數(shù)的變化規(guī)律;上水口材質(zhì)是石墨時(shí)其開(kāi)澆時(shí)間大約是高鋁質(zhì)水口開(kāi)澆時(shí)間的二分之一;
　　(4)設(shè)計(jì)出了一種鋼包座磚為內(nèi)外組合式，感應(yīng)加熱線圈為內(nèi)置式的可拆卸并能夠?qū)崿F(xiàn)在線維護(hù)的鋼包電磁出鋼裝置;
　　(5)工業(yè)試驗(yàn)中，線圈在0.6MPa的氣冷壓力條件下，基于電磁感應(yīng)加熱的新一代鋼包自動(dòng)開(kāi)