CN108176844A - 一种清理中间包上水口结瘤物的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种清理中间包上水口结瘤物的装置和方法。在连铸过程中，出现中间包上水口结瘤现象时，调小塞棒的开口度，降低拉速至正常拉速的20％～30％，然后从中空塞棒向中间包上水口***一段含钙芯的圆钢棒，钢液熔化掉凹点或凹线处的钢壳，圆钢棒的圆周表面上出现凹洞或缝隙，圆钢棒内部的钙芯受热变为气态，气态钙从凹洞或缝隙处喷出至中间包上水口中的Al₂O₃结瘤物处，Ca与Al₂O₃结瘤物发生反应。清理Al₂O₃结瘤物的时间仅为1～5分钟，远小于更换连铸浇次的时间，有利于连铸产量的提升；造成的生产损失远小于更换中间包所造成的损失。不会侵蚀塞棒，不会降低塞棒的使用寿命。

Description

一种清理中间包上水口结瘤物的装置和方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种清理中间包上水口结瘤物的装置和方法。

背景技术

连铸是冶金生产流程中重要工序，水口作为连接中间包和结晶器的重要耐火材料，被称为连铸的“脖颈”，具有承上启下的作用，是确保连铸稳定运行的重要环节。钢铁厂连铸过程中，中间包水口和浸入式水口经常出现结瘤并造成水口堵塞，影响连铸的浇注和铸坯质量。随着连铸工艺的改进和耐火材料的开发，水口的使用寿命有了显著提高，但是，在浇铸过程中会发生A1₂O₃及部分其它元素结瘤现象，尤其在浇铸Al镇静钢、含Al钢时堵塞现象很严重，一直困扰着连铸工序。水口结瘤或堵塞不仅降低了连铸机的生产效率，影响整个连铸过程，而且是引起钢铁产品缺陷的主要原因之一。

日本新日铁在绝缘材料制成的浸入式水口本体内加装芯板，浇注之前，将芯板通电加热，提高水口内壁温度，从而避免因钢水接触水口内壁温度急剧下降引起的Al₂O₃粘附。住友金属开发了利用中间包突出部分使钢水产生涡流的技术，平稳了钢水的流动，有效抑制了水口堵塞物的聚集。日本神户制钢研制出一种带有空冷和电磁搅拌装置的新型浸入式水口，水口外壁上加工有10mm深的环形沟槽以增加冷却表面积，可以实现全过程低过热度浇注，避免水口堵塞。美国Weirton钢铁厂开展了大量生产实验减轻浸入式水口堵塞，采取保护浇注等措施可以减少夹杂物的产生，从而提高钢水洁净度。

为满足高拉速薄板坯连铸的需要，田乃媛等([北京科技大学学报]2002，24(03)：262～265《薄板坯连铸机新型浸入式水口》)开发出一种被称为耗散型的四侧孔水口，降低了钢液和夹杂物的冲击深度，有利于夹杂物的上浮，能在一定程度上起到防止水口堵塞的作用。赵广荣等([本钢技术]1997(5):49～53《薄板坯连铸机新型浸入式水口》)认为合理设计水口内腔结构有利于改善水口内腔的堵塞，传统的直腔式水口内腔结构在引流过程中钢水与水口内壁直接接触面积大，A1₂O₃等夹杂物粘附几率也大，将其改进成阶梯环状式内腔水口及双环阶梯式水口，减轻了A1₂O₃等夹杂物粘附。陈崇峰等([云南冶金]1997,26(3):39～42《防止中间包堵塞新技术》)研究认为当表面粗糙度超过0.3mm时，钢水边界层的粘滞部分失效，粘滞层的保护作用消失，钢中的Al₂O₃等夹杂物易于富集，因此水口工作面应尽可能光滑。苏珑等([江苏冶金]2003,31(4):14～15《浸入式水口形状对铸坯质量影响的探讨》)从材质上研究认为，着力开发ZrB2、BN等非金属氧化物材料、ZrO-CaO-C材料、低碳材料(碳<5％)、无硅Al₂O₃-C材料以及无碳无硅材料等材质的水口，投入实践具有一定的防堵塞效果。

目前各种方法主要研究的是如何改善水口结构、如何预防和减缓水口结瘤，而对已结瘤水口考虑非常少，未从根本上解决水口结瘤堵塞的问题。

铝镇静钢水口结瘤物质可大致分为4类：氧化铝型、铝酸钙型、硫化钙型和尖晶石型。但其本质上主要是因为高熔点的氧化铝以及少量含氧化铝大型聚合物聚集在水口表面所引起的，钢水中Al₂O₃夹杂物不断在水口表面沉积，由最初的点状和颗粒状，逐渐聚集结合，最后烧结成片状，同时结瘤物内部越来越致密，钢水流动越来越困难，当塞棒杆位到最高值仍然不能满足通钢量要求时，就需要更换水口，但由于中间包上水口是埋在中间包包衬内的，在中间包砌筑过程中将其安装在内，连铸过程中无法在线更换中间包上水口，所以若由于Al₂O₃夹杂物沉积在中间包上水口而引起的水口结瘤则需要停浇或者热换中间包，停浇后再重新开浇约需1～2个小时，不利于连铸的高效运行，更换1个中间包的费用约为2～3万元，会造成生产成本的上升。

钙处理是高熔点的Al₂O₃夹杂物转变成低熔点的12CaO·7Al₂O₃夹杂物，12CaO(s)+7Al₂O₃(s)＝12CaO·7Al₂O₃(l)，钙处理后，钢水中夹杂物要控制在合适的熔点。钙处理不足，夹杂物熔点过高，容易引起水口堵塞，钙处理过量，夹杂物熔点低、液化和球化，但塞棒、水口易侵蚀，钢中钙对水口基体侵蚀，水口内壁粗糙，高熔点夹杂物容易沉淀粘附在水口内壁上，造成结瘤。

在精炼工序对钢水进行钙处理后，后续的连铸过程中，受二次氧化的影响，钢水中钙含量会逐渐降低，钙处理效果减弱，而且即使钙处理后的w(Ca)/w(Al_s)和w(Ca)/w(Al_in)的值控制在合理范围之内，但夹杂物绝对量大的话，钢水可浇性仍然较差，容易引起水口结瘤问题。目前国内钢厂生产超低碳铝镇静钢(C≤0.005％)的连浇炉数均小于10炉。

所以钙处理虽然能缓解水口结瘤现象，但在夹杂物绝对量大或者钙处理操作不当的情况下还是会引起水口结瘤现象。

发明内容

为解决以上问题，本发明针对已经结瘤的中间包上水口，提供一种从中空塞棒向中间包水口***含钙芯的钢棒来解决中间包上水口结瘤问题的方法。

在连铸过程中，出现中间包上水口结瘤现象时，调小塞棒的开口度，降低拉速至正常拉速的20％～30％，然后从中空塞棒向中间包上水口***一段含钙芯的圆钢棒，所述含钙芯的圆钢棒内部含单质Ca，外部为一层钢质圆管，钢质圆管的底部和顶部密封，钢质圆管的圆周表面密布凹点或凹线。钢液熔化掉凹点或凹线处的钢壳，圆钢棒的圆周表面上出现凹洞或缝隙，圆钢棒内部的钙芯受热变为气态(钙的沸点为1484℃，低于钢水温度)，气态钙从凹洞或缝隙处喷出至中间包上水口中的Al₂O₃结瘤物处，Ca与Al₂O₃结瘤物发生下列反应：

12Ca(g)+11Al₂O₃(s)＝8Al(l)+12CaO·7Al₂O₃(l)，

Ca与Al₂O₃反应生成低熔点的12CaO·7Al₂O₃，12CaO·7Al₂O₃的熔点约为1400℃，在钢液温度下为液态，随钢流流入结晶器内，生成的12CaO·7Al₂O₃夹杂物对铸坯质量有较大影响，做甩坯处理，将清理中间包上水口结瘤物的这段时间内结晶器生产出的铸坯切除。

本发明提供一种清理中间包上水口处Al2O3结瘤物的装置，包括含钙芯的圆钢棒、耐火材料棒、中空塞棒、水平夹持器和垂直升降架；垂直升降架与水平夹持器相连，通过垂直升降架可控制水平夹持器的垂直升降运动，水平夹持器与耐火材料棒的上端相连，通过水平夹持器可固定耐火材料棒，并带动耐火材料棒做垂直上下运动，耐火材料棒的外径与含钙芯的圆钢棒的外径相同，耐火材料棒的下端与含钙芯的圆钢棒相连，耐火材料棒和钙芯的圆钢棒的轴线相同，通过垂直升降架的上下升降运动可将耐火材料棒和含钙芯的圆钢棒***中空塞棒内或从中空塞棒内拔出。

优选的，含钙芯的圆钢棒的长度与中间包上水口的长度相同，圆钢棒内部含有50～300g钙，外部为一层钢质圆管，钢质圆管的壁厚为5～20mm，钢质圆管的底部和顶部密封，钢质圆管的圆周表面密布凹点或凹线，凹点或凹线的深度为4～19mm。

优选的，所述的中空塞棒为长圆柱形结构，中空塞棒的内部设有配合圆钢棒***的中空管，中空塞棒上端与水平夹持器固定。

优选的，所述的水平夹持器由塞棒水平夹持器和耐火材料棒水平夹持器组成，塞棒水平夹持器一端与垂直升降架相连，另一端与中空塞棒相夹持；耐火材料棒水平夹持器，一端与垂直升降架相连，另一端与耐火材料棒相夹持。

优选的，所述的垂直升降架由升降管和固定板组成，升降管与水平夹持器相连，固定板固定在中间包侧壁上，通过垂直升降架调整夹持器的高度。

本发明还提供一种处理中间包上水口处Al₂O₃结瘤物的方法，包括下列步骤：

A)判断中间包上水口发生结瘤现象：

在连铸拉速显著降低，且更换结晶器侵入式水口后也无法提高拉速的情况下，此时判断为发生了中间包上水口发生结瘤现象，

B)将含钙芯的圆钢棒***中间包上水口内：

此时降低拉速至正常拉速的20％～30％，并将含钙芯的圆钢棒***中间包上水口内，含钙芯的圆钢棒的上端与耐火材料棒连接，耐火材料棒的上端固定在水平夹持器上，调节垂直升降架，使钙芯的圆钢棒处于中间包上水口内；

C)Ca蒸气清理Al₂O₃结瘤物：

含钙芯的圆钢棒处在高温钢液环境中约5～15秒钟后，钢液会烧穿圆钢棒圆周表面密布的凹点或凹线处的钢壳，圆钢棒的圆周上出现凹洞或缝隙，圆钢棒内部的钙芯受热变为气态，气态钙从凹洞或缝隙处喷出至中间包上水口中的Al₂O₃结瘤物处，Ca与Al₂O₃结瘤物发生反应生成12CaO·7Al₂O₃，将Al₂O₃结瘤物清理掉。

D)将耐火材料棒拔出：

含钙芯的圆钢棒***钢液50～200秒后会被钢液全部熔化，此时提升垂直升降架，将耐火材料棒从钢液中拔出。

E)提升拉速：

将中间包上水口内的Al₂O₃结瘤物结瘤物清理干净后，缓慢提高连铸拉速至正常拉速。

F)切除不合格铸坯：

在铸坯定尺位置处，将清理中间包上水口结瘤物的这段时间内结晶器生产出的铸坯用火焰切割的方法切除。

Ca与Al₂O₃反应生成低熔点的12CaO·7Al₂O₃，12CaO·7Al₂O₃，的熔点约为1400℃，在钢液温度下为液态，生成的12CaO·7Al₂O₃夹杂物随钢流流入结晶器内，对铸坯质量有较大影响，做甩坯处理，在铸坯定尺位置处，将清理中间包上水口结瘤物的这段时间内结晶器生产出的铸坯用火焰切割的方法切除。

本发明的优点

1)本发明提出一种清理已经结瘤的中间包上水口内的Al₂O₃结瘤物的方法，清理结束后Al₂O₃结瘤物变为液态12CaO·7Al₂O₃夹杂流入结晶器内，连铸拉速能提升至正常拉速范围，中间包能继续浇注。清理Al₂O₃结瘤物的时间仅为1～5分钟，远小于更换连铸浇次的时间，有利于连铸产量的提升；清理Al₂O₃结瘤物时间内产生的不合格铸坯的重量仅为0.5～2.5吨，造成的生产损失远小于更换中间包所造成的损失。

2)在降低铸坯拉速至正常拉速的20％～30％的情况下，中间包上水口处的钢液流动速度仍然较快，速度达到0.1～0.3米/秒，在快速流动的钢液的带动下，未反应的Ca随钢流进入结晶器内，Ca不会侵蚀塞棒，不会降低塞棒的使用寿命。

附图说明

图1、一种解决中间包上水口结瘤问题的装置使用状态图。

图2、含钙芯的圆钢棒结构状态图。

图3、含钙芯的圆钢棒剖面图。

其中：1为钢水；2为结晶器；3为侵入式水口；4为含钙芯的圆钢棒；5为中间包上水口；6为耐火材料棒；7为中间包；8为中空塞棒；9为第一水平夹持器；10为第二水平夹持器；11为升降管；12为固定板；41为凹点或凹线；42为钢质圆管；43为钙芯。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。

采用如图1、图2、图3所示的设备来解决中间包上水口的结瘤问题，清理中间包上水口处Al2O3结瘤物的装置主要由含钙芯的圆钢棒4、耐火材料棒6、中空塞棒8、水平夹持器和垂直升降架组成。垂直升降架与水平夹持器相连，通过垂直升降架可控制水平夹持器的垂直升降运动，水平夹持器与耐火材料棒的上端相连，通过水平夹持器可固定耐火材料棒，并带动耐火材料棒做垂直上下运动，耐火材料棒的外径与含钙芯的圆钢棒的外径相同，耐火材料棒的下端与含钙芯的圆钢棒相连，耐火材料棒和钙芯的圆钢棒的轴线相同，通过垂直升降架的上下升降运动可将耐火材料棒和含钙芯的圆钢棒***中空塞棒内或从中空塞棒内拔出。

a:含钙芯的圆钢棒4的长度与中间包上水口5的长度相同，圆钢棒内部含有重量为50～300g钙芯43，外部为一层钢质圆管42，钢质圆管42的壁厚为5～20mm，钢质圆管42的底部和顶部密封，钢质圆管42的圆周表面密布凹点或凹线41，凹点或凹线的深度为4～19mm。

b:耐火材料棒6***中空塞棒8内，耐火材料棒6的外径与圆钢棒4的外径相同，耐火材料棒6的上端与第一水平夹持器9固定，下端与含钙芯的圆钢棒4相连。

c.所述的中空塞棒8为长圆柱形结构，中空塞棒8的内部设有配合圆钢棒4***的中空管，中空塞棒8上端与第二水平夹持器10固定；

d.所述的垂直升降架由升降管11和固定板12组成，升降管11与第一水平夹持器9、第二水平夹持器10相连，固定板12固定在中间包7的侧壁上，通过垂直升降架调整第一水平夹持器9和第二水平夹持器10的高度。

在连铸拉速显著降低，且更换结晶器侵入式水口后也无法提高拉速的情况下，此时判断为发生了中间包上水口发生结瘤现象，此时采取如下操作步骤清理中间包上水口内的结瘤物：

A将含钙芯的圆钢棒4***中间包上水口内：降低连铸拉速至正常拉速的20％～30％，并将含钙芯的圆钢棒4***中间包上水口5内，含钙芯的圆钢棒4的上端与耐火材料棒6连接，耐火材料棒6的上端固定在第一水平夹持器9上，调节垂直升降架，使钙芯的圆钢棒4处于中间包上水口5内

B.Ca蒸气清理Al₂O₃结瘤物：含钙芯的圆钢棒4处在钢水1的高温环境中约10秒钟后，钢水1会烧穿圆钢棒4圆周表面密布的凹点或凹线41处的钢壳，圆钢棒的圆周上出现凹洞或缝隙，圆钢棒4内部的钙芯43受热变为气态，气态钙从凹洞或缝隙处喷出至中间包上水口5中的Al₂O₃结瘤物处，Ca与Al₂O₃结瘤物发生反应生成12CaO·7Al₂O₃，将Al₂O₃结瘤物清理掉。

C.将耐火材料棒6拔出：含钙芯的圆钢棒4***钢水1中50～200秒后会被钢水1全部熔化，此时提升垂直升降架，将耐火材料棒6从钢水1中拔出。

D:提升拉速：将中间包上水口5内的Al₂O₃结瘤物结瘤物清理干净后，缓慢提高连铸拉速至正常拉速。

E:切除不合格铸坯：Ca与Al₂O₃反应生成低熔点的12CaO·7Al₂O₃，12CaO·7Al₂O₃，的熔点约为1400℃，在钢液温度下为液态，生成的12CaO·7Al₂O₃夹杂物随钢流流入结晶器2内，对铸坯质量有较大影响，做甩坯处理，在铸坯定尺的位置处，将清理中间包上水口5结瘤物的这段时间内结晶器生产出的铸坯用火焰切割的方法切除。

实施例1：

以下举例并配合装置示意图1、2、3对一种解决中间包上水口结瘤问题的方法做进一步说明。

连铸大包容量为：50吨，连铸设备为：矩形坯连铸机、三机三流、铸坯规格为180mm×220mm。

清理中间包上水口处Al2O3结瘤物的装置主要由含钙芯的圆钢棒4、耐火材料棒6、中空塞棒8、水平夹持器和垂直升降架组成。垂直升降架与水平夹持器相连，通过垂直升降架可控制水平夹持器的垂直升降运动，水平夹持器与耐火材料棒的上端相连，通过水平夹持器可固定耐火材料棒，并带动耐火材料棒做垂直上下运动，耐火材料棒的外径与含钙芯的圆钢棒的外径相同，耐火材料棒的下端与含钙芯的圆钢棒相连，耐火材料棒和钙芯的圆钢棒的轴线相同，通过垂直升降架的上下升降运动可将耐火材料棒和含钙芯的圆钢棒***中空塞棒内或从中空塞棒内拔出。

a:含钙芯的圆钢棒4的长度与中间包上水口5的长度相同，圆钢棒内部含有重量为50g钙芯43，外部为一层钢质圆管42，钢质圆管42的壁厚为5mm，钢质圆管42的底部和顶部密封，钢质圆管42的圆周表面密布凹点或凹线41，凹点或凹线的深度为4mm。

b:耐火材料棒6***中空塞棒8内，耐火材料棒6的外径与圆钢棒4的外径相同，耐火材料棒6的上端与第一水平夹持器9固定，下端与含钙芯的圆钢棒4相连。

c.所述的中空塞棒8为长圆柱形结构，中空塞棒8的内部设有配合圆钢棒4***的中空管，中空塞棒8上端与第二水平夹持器10固定；

d.所述的垂直升降架由升降管11和固定板12组成，升降管11与第一水平夹持器9、第二水平夹持器10相连，固定板12固定在中间包7的侧壁上，通过垂直升降架调整第一水平夹持器9和第二水平夹持器10的高度。

在连铸拉速显著降低，且更换结晶器侵入式水口后也无法提高拉速的情况下，此时判断为发生了中间包上水口发生结瘤现象，此时采取如下操作步骤清理中间包上水口内的结瘤物：

A将含钙芯的圆钢棒4***中间包上水口内：降低连铸拉速至正常拉速的20％，并将含钙芯的圆钢棒4***中间包上水口5内，含钙芯的圆钢棒4的上端与耐火材料棒6连接，耐火材料棒6的上端固定在第一水平夹持器9上，调节垂直升降架，使钙芯的圆钢棒4处于中间包上水口5内

B.Ca蒸气清理Al₂O₃结瘤物：含钙芯的圆钢棒4处在钢水1的高温环境中约10秒钟后，钢水1会烧穿圆钢棒4圆周表面密布的凹点或凹线41处的钢壳，圆钢棒的圆周上出现凹洞或缝隙，圆钢棒4内部的钙芯43受热变为气态，气态钙从凹洞或缝隙处喷出至中间包上水口5中的Al₂O₃结瘤物处，Ca与Al₂O₃结瘤物发生反应生成12CaO·7Al₂O₃，将Al₂O₃结瘤物清理掉。

C.将耐火材料棒6拔出：含钙芯的圆钢棒4***钢水1中50秒后会被钢水1全部熔化，此时提升垂直升降架，将耐火材料棒6从钢水1中拔出。

D:提升拉速：将中间包上水口5内的Al₂O₃结瘤物结瘤物清理干净后，缓慢提高连铸拉速至正常拉速。

E:切除不合格铸坯：Ca与Al₂O₃反应生成低熔点的12CaO·7Al₂O₃，12CaO·7Al₂O₃，的熔点约为1400℃，在钢液温度下为液态，生成的12CaO·7Al₂O₃夹杂物随钢流流入结晶器2内，对铸坯质量有较大影响，做甩坯处理，在铸坯定尺的位置处，将清理中间包上水口5结瘤物的这段时间内结晶器生产出的铸坯用火焰切割的方法切除。

清理Al₂O₃结瘤物的时间仅为1分钟，远小于更换连铸浇次的时间，有利于连铸产量的提升；清理Al₂O₃结瘤物时间内产生的不合格铸坯的重量仅为0.5吨，造成的生产损失远小于更换中间包所造成的损失。

在降低铸坯拉速至正常拉速的20％的情况下，中间包上水口5处的钢液流动速度仍然较快，速度达到0.1～0.3米/秒，在快速流动的钢液的带动下，未反应的Ca随钢流进入结晶器2内，Ca不会侵蚀塞棒，不会降低塞棒的使用寿命。

实施例2

以下举例并配合装置示意图1、2、3对一种解决中间包上水口结瘤问题的方法做进一步说明。

连铸大包容量为：120吨，连铸设备为：厚板坯坯连铸机、一机一流、铸坯规格为250mm×2200mm。

清理中间包上水口处Al2O3结瘤物的装置主要由含钙芯的圆钢棒4、耐火材料棒6、中空塞棒8、水平夹持器和垂直升降架组成。垂直升降架与水平夹持器相连，通过垂直升降架可控制水平夹持器的垂直升降运动，水平夹持器与耐火材料棒的上端相连，通过水平夹持器可固定耐火材料棒，并带动耐火材料棒做垂直上下运动，耐火材料棒的外径与含钙芯的圆钢棒的外径相同，耐火材料棒的下端与含钙芯的圆钢棒相连，耐火材料棒和钙芯的圆钢棒的轴线相同，通过垂直升降架的上下升降运动可将耐火材料棒和含钙芯的圆钢棒***中空塞棒内或从中空塞棒内拔出。

a:含钙芯的圆钢棒4的长度与中间包上水口5的长度相同，圆钢棒4内部含有重量为300g钙芯43，外部为一层钢质圆管42，钢质圆管42的壁厚为20mm，钢质圆管42的底部和顶部密封，钢质圆管42的圆周表面密布凹点或凹线41，凹点或凹线的深度为19mm。

b:耐火材料棒6***中空塞棒8内，耐火材料棒6的外径与圆钢棒4的外径相同，耐火材料棒6的上端与第一水平夹持器9固定，下端与含钙芯的圆钢棒4相连。

c.所述的中空塞棒8为长圆柱形结构，中空塞棒8的内部设有配合圆钢棒4***的中空管，中空塞棒8上端与第二水平夹持器10固定；

d.所述的垂直升降架由升降管11和固定板12组成，升降管11与第一水平夹持器9、第二水平夹持器10相连，固定板12固定在中间包7的侧壁上，通过垂直升降架调整第一水平夹持器9和第二水平夹持器10的高度。

在连铸拉速显著降低，且更换结晶器侵入式水口后也无法提高拉速的情况下，此时判断为发生了中间包上水口发生结瘤现象，此时采取如下操作步骤清理中间包上水口内的结瘤物：

A将含钙芯的圆钢棒4***中间包上水口内：降低连铸拉速至正常拉速的30％，并将含钙芯的圆钢棒4***中间包上水口5内，含钙芯的圆钢棒4的上端与耐火材料棒6连接，耐火材料棒6的上端固定在第一水平夹持器9上，调节垂直升降架，使钙芯的圆钢棒4处于中间包上水口5内

B.Ca蒸气清理Al₂O₃结瘤物：含钙芯的圆钢棒4处在钢水1的高温环境中约10秒钟后，钢水1会烧穿圆钢棒4圆周表面密布的凹点或凹线41处的钢壳，圆钢棒的圆周上出现凹洞或缝隙，圆钢棒4内部的钙芯43受热变为气态，气态钙从凹洞或缝隙处喷出至中间包上水口5中的Al₂O₃结瘤物处，Ca与Al₂O₃结瘤物发生反应生成12CaO·7Al₂O₃，将Al₂O₃结瘤物清理掉。

C.将耐火材料棒6拔出：含钙芯的圆钢棒4***钢水1中200秒后会被钢水1全部熔化，此时提升垂直升降架，将耐火材料棒6从钢水1中拔出。

D:提升拉速：将中间包上水口5内的Al₂O₃结瘤物结瘤物清理干净后，缓慢提高连铸拉速至正常拉速。

E:切除不合格铸坯：Ca与Al₂O₃反应生成低熔点的12CaO·7Al₂O₃，12CaO·7Al₂O₃，的熔点约为1400℃，在钢液温度下为液态，生成的12CaO·7Al₂O₃夹杂物随钢流流入结晶器2内，对铸坯质量有较大影响，做甩坯处理，在铸坯定尺的位置处，将清理中间包上水口5结瘤物的这段时间内结晶器生产出的铸坯用火焰切割的方法切除。

清理Al₂O₃结瘤物的时间仅为5分钟，远小于更换连铸浇次的时间，有利于连铸产量的提升；清理Al₂O₃结瘤物时间内产生的不合格铸坯的重量仅为2.5吨，造成的生产损失远小于更换中间包所造成的损失。

在降低铸坯拉速至正常拉速的20％的情况下，中间包上水口5处的钢液流动速度仍然较快，速度达到0.1～0.3米/秒，在快速流动的钢液的带动下，未反应的Ca随钢流进入结晶器2内，Ca不会侵蚀塞棒，不会降低塞棒的使用寿命。

Claims (6)

1.一种清理中间包上水口处Al2O3结瘤物的装置，包括含钙芯的圆钢棒、耐火材料棒、中空塞棒、水平夹持器和垂直升降架；其特征在于，垂直升降架与水平夹持器相连，通过垂直升降架可控制水平夹持器的垂直升降运动，水平夹持器与耐火材料棒的上端相连，通过水平夹持器可固定耐火材料棒，并带动耐火材料棒做垂直上下运动，耐火材料棒的外径与含钙芯的圆钢棒的外径相同，耐火材料棒的下端与含钙芯的圆钢棒相连，耐火材料棒和钙芯的圆钢棒的轴线相同，通过垂直升降架的上下升降运动可将耐火材料棒和含钙芯的圆钢棒***中空塞棒内或从中空塞棒内拔出。

2.如权利要求1所述的清理中间包上水口处Al₂O₃结瘤物的装置，其特征在于，含钙芯的圆钢棒的长度与中间包上水口的长度相同，圆钢棒内部含有50～300g钙，外部为一层钢质圆管，钢质圆管的壁厚为5～20mm，钢质圆管的底部和顶部密封，钢质圆管的圆周表面密布凹点或凹线，凹点或凹线的深度为4～19mm。

3.如权利要求1所述的清理中间包上水口处Al₂O₃结瘤物的装置，其特征在于，所述的中空塞棒为长圆柱形结构，中空塞棒的内部设有配合圆钢棒***的中空管，中空塞棒上端与水平夹持器固定。

4.如权利要求1所述的清理中间包上水口处Al₂O₃结瘤物的装置，其特征在于，所述的水平夹持器由塞棒水平夹持器和耐火材料棒水平夹持器组成，塞棒水平夹持器一端与垂直升降架相连，另一端与中空塞棒相夹持；耐火材料棒水平夹持器，一端与垂直升降架相连，另一端与耐火材料棒相夹持。

5.如权利要求1所述的清理中间包上水口处Al₂O₃结瘤物的装置，其特征在于，所述的垂直升降架由升降管和固定板组成，升降管与水平夹持器相连，固定板固定在中间包侧壁上，通过垂直升降架调整夹持器的高度。

6.一种处理中间包上水口处Al₂O₃结瘤物的方法，包括下列步骤：

A)判断中间包上水口发生结瘤现象：

在连铸拉速显著降低，且更换结晶器侵入式水口后也无法提高拉速的情况下，此时判断为发生了中间包上水口发生结瘤现象，

B)将含钙芯的圆钢棒***中间包上水口内：

此时降低拉速至正常拉速的20％～30％，并将含钙芯的圆钢棒***中间包上水口内，含钙芯的圆钢棒的上端与耐火材料棒连接，耐火材料棒的上端固定在水平夹持器上，调节垂直升降架，使钙芯的圆钢棒处于中间包上水口内；

C)Ca蒸气清理Al₂O₃结瘤物：

含钙芯的圆钢棒处在高温钢液环境中约5～15秒钟后，钢液会烧穿圆钢棒圆周表面密布的凹点或凹线处的钢壳，圆钢棒的圆周上出现凹洞或缝隙，圆钢棒内部的钙芯受热变为气态，气态钙从凹洞或缝隙处喷出至中间包上水口中的Al₂O₃结瘤物处，Ca与Al₂O₃结瘤物发生反应生成12CaO·7Al₂O₃，将Al₂O₃结瘤物清理掉；

D)将耐火材料棒拔出：

含钙芯的圆钢棒***钢液50～200秒后会被钢液全部熔化，此时提升垂直升降架，将耐火材料棒从钢液中拔出；

E)提升拉速：

将中间包上水口内的Al₂O₃结瘤物结瘤物清理干净后，缓慢提高连铸拉速至正常拉速；

F)切除不合格铸坯：

在铸坯定尺位置处，将清理中间包上水口结瘤物的这段时间内结晶器生产出的铸坯用火焰切割的方法切除。