CN1548257A - 一种金属液体中合金加入方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种金属液体中合金加入方法，金属液体通过浸入式排出管从金属液体存放器浇注入结晶器，在浸入式排出管中，采用喷射或喂线方式向金属液注流中加入合金材料。加入装置包括浸入式排出管、气体密封装置、至少一个导管、感应加热器；其中，浸入式排出管两端分别与金属液体存放器和结晶器相连通，其上开有至少一个导孔；气体密封装置设置于导孔处，包括本体，其上设有至少一气管；导管连通于浸入式排出管上的导孔；感应加热器设置于导管上。合金材料在浸入式排出管中金属液注流高温下很快熔化，并得到强大的注流动量，与金属液极好的混合，杜绝了合金元素的氧化；且大大提高稀土元素在钢中的均匀性，提高稀土的回收率，消除水口结瘤现象。
Description
技术领域
本发明涉及金属连铸和合金化技术，特别涉及合金添加技术。
背景技术
我国是世界稀土资源和产量大国，在低合金钢、合金钢中加入微量稀土，提高钢材质量，早已获得冶金工作者的普遍认识。然而，迄今为止稀土钢的产量还十分有限。其主要原因之一就是还没有掌握合适的钢中稀土加入方法。钢液中加入稀土后会生成高熔点的硫氧化物夹杂，当这些夹杂的含量达到一定数量后，会造成浇注过程中中间包水口堵塞，影响钢液正常浇注，并造成连铸坯报废。另外，稀土元素与氧的亲和力极强，既使用喂丝的方法向钢液中加入稀土，稀土合金回收率仍相当低，且变化很大。为了解决水口堵塞和稀土合金回收率相当低等问题，采用了在结晶器内喂稀土丝的方法，但是由于结晶器内钢液流动等冶炼条件确定了稀土夹杂物和稀土元素在钢中分布不均匀，特别是弧形板坯连铸机，横截面上稀土成分偏析严重，板坯内弧侧稀土夹杂物有较大富集。对方坯连铸机而言，由于其端面尺寸较小，采用向结晶器内一侧喂线，且为了控制加入量要求较细的稀土丝，这给稀土丝加工和喂线技术的应用都带来了困难，影响了稀土技术在小方坯连铸上的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一种金属液体中合金加入方法及其装置，可大大提高稀土元素在钢中的均匀性，提高稀土回收率，消除水口结瘤现象。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种连铸金属液体中合金加入方法，金属液体通过浸入式排出管从金属液体存放器浇注入结晶器，其特征是，在浸入式排出管中向金属液体注流添加合金材料。
进一步，浸入式排出管中金属液注流与浸入式排出管内壁保持一定空隙，以便在该空隙处的浸入式排出管上设置导管，通过该导管向金属液注流中添加合金材料，而导管与金属液注流不接触。
又，向金属液体注流添加合金材料采用喷射方式，向浸入式排出管中喷射入合金材料如合金颗粒，使合金颗粒喷入至浸入式排出管中的金属液注流中，所述的惰性气体可为氩气或氮气。
向金属液体注流添加合金材料还可采用喂线方式，向浸入式排出管中的金属液注流喂入合金丝或合金包芯线，使之汇入浸入式排出管中的金属液注流中，所述的惰性气体可为氩气或氮气。
本发明用于向连铸金属液体中合金加入方法的装置，包括，
浸入式排出管，两端分别与金属液存放器体和结晶器相连通，其上开有至少一个导孔；
气体密封装置，设置于浸入式排出管的导孔处，包括一本体，其上设有至少一个通惰性气体的气管，对浸入式排出管的导孔进行密封，防止金属液和加入合金材料的氧化；
至少一个导管，穿过气体密封装置，连通于浸入式排出管上的导孔，通过该导管向金属液注流中添加合金材料。
还设有感应加热器，该感应加热器设置于导管上，用来预热加入的合金材料。
又，所述的浸入式排出管为上下管节结构，下管节管径比上管节管径大，使从浸入式排出管上管节中流出的金属液注流与浸入式排出管下管节内壁保持一定空隙。
且，所述的浸入式排出管下管节内径从上至下逐渐收缩。
所述的导管与浸入式排出管成一角度α，α角的范围为10°～90°。
所述的导孔的孔径大于所述的导管的外径，使作为载体或保护气体的惰性气体可从导孔中自由地逸出，惰性气体基本不带入金属液中以避免金属液中惰性气体在结晶器中逸出时对结晶器金属液面稳定性的影响。
本发明的有益效果，本发明在连铸结晶器浸入式水口中向金属液注流中加入合金，如通过喷射或喂线法向浸入式水口中的金属液注流加入合金材料，合金材料在高温下很快熔化，并得到强大的注流动量，与金属液有极好的混合，杜绝了合金元素的氧化；且，大大提高稀土元素在金属液体中的均匀性，提高稀土的回收率，消除水口结瘤现象，极大的有利于稀土技术推广应用和稀土钢产量的提高。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为图1的A部放大示意图。
图3为本发明的一实施例示意图。
图4为本发明的另一实施例示意图。
图5为本发明中浸入式排出管的一种结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明所述的连铸金属液体中合金加入方法是：金属液注流2通过浸入式排出管3从金属液体存放器1浇注入结晶器4，在此过程中，通过浸入式排出管3上部环型口使金属液体存放器1流出的金属液体经收缩后流入浸入式排出管3，使金属液注流2与浸入式排出管3内壁间形成一段空隙，在该空隙处的浸入式排出管3上开孔，***导管6，通过该导管6向金属液注流2中添加合金材料，而导管6与金属液注流2不接触。
连铸金属液体中合金加入装置，包括浸入式排出管3、气体密封装置5、一个导管6、感应加热器7；其中，浸入式排出管3两端分别与金属液体存放器1和结晶器4相连通，其上开有一个导孔31；气体密封装置5设置于浸入式排出管3的导孔31处，包括本体51，内设有上下二排环状气管52，氩和氮保护气体通过这二排环状气管52，可以从气体封闭装置5上、下部溢出，吹入到浸入式排出管3外壁上，以保护排出管3导孔31处金属液和加入合金不被氧化；导管6穿过气体密封装置5，连通于浸入式排出管3上的导孔31，并与浸入式排出管3成一角度α，该导孔31的孔径大于所述的导管3的外径；感应加热器7设置于导管6外部。
参见图3，其所示本发明在连铸结晶器浸入式水口中向金属液注流中加入合金采用喷射方式，利用惰性气体作为载体，即用氩气或氮气为载气，向金属液注流喷入直径为0.2-5.0毫米的合金颗粒；合金材料喷入罐11中的颗粒状合金材料9被氩或氮气喷射载气软管10喷入软管8，软管8连通于导管6，导管6穿过气体密封装置5，连通于浸入式排出管3上的导孔31，感应加热器7设置于导管6上；颗粒状合金材料9被氩气或氮气喷射入浸入式排出管3中的金属液注流中，在高温下很快熔化；同时，在金属液注流作用下得到强大的注流动量，与金属液有极好的混合，在结晶器4内得到充分搅拌。由于经环型水口收缩的金属液注流2流入浸入式排出管3后与浸入式排出管3内壁间存在一段空隙，在该空隙处的浸入式排出管3上开导孔31，***添加合金材料的导管6，导管6与金属液注流2不接触；
请参见图5，所述的浸入式排出管3还可为上下管节结构，下管节33管径比上管节32管径大，下管节33内径从上至下逐渐收缩；使从浸入式排出管3上管节32中流出的金属液注流2与浸入式排出管3下管节33内壁保持一定空隙，使***的导管6与金属液注流2不接触。
再请参见图4，其所示本发明采用喂线方式在连铸结晶器浸入式水口中向金属液注流中加入合金，即用喂线机13将作为合金材料9的合金丝或合金包芯线在导气管12引入的惰性气体如氩气或氮气的保护下，通过导管6喂入浸入式排出管3中的金属液注流中。向金属液注流喂入直径为0.5-5.0毫米的合金丝或合金包芯线。
加入的合金材料进入金属液注流，在高温下很快熔化，在金属液注流作用下，得到强大的注流动量，与金属液有极好的混合，在结晶器内得到充分搅拌，且杜绝了加入合金元素的氧化现象，铸坯中合金成分分布不均匀，并无浇注中的结瘤现象。
本发明可用于稀土合金化和其它易氧化合金的加入等，包括铝终脱氧和合金化，大大提高稀土元素在钢中的均匀性，提高稀土的回收率，消除水口结瘤现象，极大的有利于稀土技术推广应用和稀土钢产量的提高。
Claims (12)
1.一种金属液体中合金加入方法，金属液体通过浸入式排出管从金属液体存放器浇注入结晶器，其特征是，在浸入式排出管中向金属液注流添加入合金材料。
2.如权利要求1所述的金属液体中合金加入方法，其特征是，浸入式排出管中金属液注流与浸入式排出管内壁保持一定空隙。
3.如权利要求1或2所述的金属液体中合金加入方法，其特征是，采用喷射方式，向浸入式排出管中喷射入合金材料，使向合金材料汇入浸入式排出管中的金属液注流中。
4.如权利要求1或2所述的金属液体中合金加入方法，其特征是，采用喂线方式，向浸入式排出管中喂入合金材料，使合金材料加入至浸入式排出管中的金属液注流中。
5.一种用于金属液体中合金加入方法的装置，其特征是，包括，
浸入式排出管，其两端分别与金属液体存放器和结晶器相连通，其上开有至少一个导孔；
气体密封装置，设置于浸入式排出管的导孔处，包括一本体，其上设有至少一个通惰性气体的气管；
至少一个导管，连通于浸入式排出管上的导孔，并穿设于气体密封装置。
6.如权利要求5所述的用于金属液体中合金加入方法的装置，其特征是，还设有感应加热器，该感应加热器设置于导管外部。
7.如权利要求5所述的用于金属液体中合金加入方法的装置，其特征是，所述的浸入式排出管为上下管节结构，下管节管径比上管节管径大，使从浸入式排出管上管节中流出的金属液注流与浸入式排出管下管节内壁保持一定空隙。
8.如权利要求7所述的用于金属液体中合金加入方法的装置，其特征是，所述的浸入式排出管下管节内径从上至下逐渐收缩。
9.如权利要求5或6所述的用于金属液体中合金加入方法的装置，其特征是，所述的导管与浸入式排出管成一角度α。
10.如权利要求8所述的用于金属液体中合金加入方法的装置，其特征是，所述的α角的范围为10°～90°。
11.如权利要求5所述的用于金属液体中合金加入方法的装置，其特征是，所述的气管为环状。
12.如权利要求5所述的用于金属液体中合金加入方法的装置，其特征是，所述的导孔的孔径大于所述的导管外径。
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