一种连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111208259A(43)申请公布日2020.05.29(21)申请号201811310782.3(22)申请日2018.11.06(71)申请人宝钢特钢有限公司地址200940上海市宝山区水产路1269号(72)发明人陈家昶王大智张晨卢耀华(74)专利代理机构上海集信知识产权代理有限公司31254代理人周成(51)Int.Cl.G01N33/00(2006.01)G01N33/205(2019.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置及其方法(57)摘要本发明公开了一种连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置，包括中频感应炉和底吹装置，中频感应炉包括石墨坩埚、炉壳、感应线圈、炉盖，炉壳设于石墨坩埚外部，感应线圈设于石墨坩埚与炉壳之间并套置于石墨坩埚上，炉盖上设有加料口，并覆盖于石墨坩埚顶部；底吹装置包括通入石墨坩埚底部的底枪、保护气体气源，底枪通过保护气体吹管外接至保护气体气源。本发明还公开了一种模拟试验方法，能够提供动态下的渣金反应，并且可以通过切换底吹N的方法，来模拟连续铸钢条件下，持续不断的TiN析出，模拟生产中的渣金反应程度，从而更准确的判断结晶器保护渣的适用与否。CN111208259ACN111208259A权利要求书1/1页1.一种连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置，其特征在于，包括：中频感应炉，包括石墨坩埚、炉壳、感应线圈、炉盖，炉壳设于石墨坩埚外部，感应线圈设于石墨坩埚与炉壳之间并套置于石墨坩埚上，炉盖上设有加料口，并覆盖于石墨坩埚顶部；底吹装置，包括通入石墨坩埚底部的底枪、保护气体气源，底枪通过保护气体吹管外接至保护气体气源。2.如权利要求1所述的连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置，其特征在于：所述的炉盖外设有保护气吹管，炉盖内设有吹气孔槽。3.如权利要求1所述的连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置，其特征在于：所述的保护气体气源包括氩气瓶和氮气瓶，保护气体吹管分接至氩气瓶和氮气瓶，并能够自由切换。4.如权利要求1所述的连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置，其特征在于：所述的感应线圈还外接有中频电源，中频电源接有水冷装置。5.如权利要求1所述的连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置的模拟试验方法，其特征在于，包括以下步骤：A.根据冶炼钢水质量将钢块分批加入石墨坩埚，通电熔化钢块，顶盖和底枪喷吹氩气，开启中频感应炉加大功率使钢块迅速融化；B.待钢水熔清后，用样勺从加料口取原始钢样，取样测温完成后，通电加入铝粉进行脱氧，完成过后再取样、测温；加入保护渣30～50kg，调整钢水温度至浇铸温度，保温30min；C.按照铝、钛全部烧损计算，向炉内加入钛铁和铝，调整钢液成分至所试验合金钢中含Al含T的i成分，待加入金属材料熔清后保温15min，每隔5min取样测温一次；D.将底吹氩气切换为氮气，保温15min，每隔5min取样测温一次，保温过程中观察钢液表面是否有氮化钛结鱼生成：若有氮化钛结鱼生成，记录结鱼生成时间，取样；若无氮化钛结鱼生成，向炉内加入氮化钛结鱼，观察结鱼是否融化；E.将底吹氮气切换为氩气，保温15min，每隔5min取一次钢样；F.试验结束，倾倒保护渣，钢水倒入钢锭模内浇铸成钢锭。2CN111208259A说明书1/5页一种连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置及其方法技术领域[0001]本发明涉及渣金反应模拟技术，更具体地是指一种连铸结晶器保护渣的渣金反应模拟试验装置及其方法，特别适用于含Al含Ti类钢种。背景技术[0002]在钢液连续浇铸过程中，连铸结晶器是用来凝固成型、形成初始坯壳的重要部分，也是连铸过程的“心脏”。为防止连续浇铸中，钢液面的裸露和氧化，结晶器内钢液面需要覆盖保护渣。保护渣加入结晶器后，吸收高温钢水提供的热量，迅速的在钢水液面上形成液渣层，靠近液渣层的保护渣还没有达到熔化温度时，已被烧结成过渡层，在过度层的上面是粉渣层，形成保护渣在连铸时的三层结构——液渣层、烧结层、原渣层。在连铸浇铸过程中，保护渣在结晶器内具有绝热保温、防止氧化、吸收夹杂物、润滑和改善传热等方面的功能，因此，连铸结晶器保护渣在连铸时具有重要的作用。[0003]连铸结晶器保护渣的主要成份有CaO、SiO2、Al2O3等，当钢液成份中含Al含Ti的钢种连铸时，由于结晶器保护渣和浇铸的钢液面直接接触，不可避免的会产生渣(保护渣)-金(钢液)反应，即钢中的[Al]、[Ti]等易氧化元素、钢中残余[O]和[N]等与结晶器保护渣中的基础成分SiO2等的反应，容易生成TiN、TiN(CN)、Al2O3、TiO2等高熔点化合物，在钢液面上与保护渣混合在一起，形成冷皮，形成了以下多种