自動測溫高效低壓保溫冶金包專利

自動測溫高效低壓保溫冶金包是本公司專利（專利號：201721115360.1）產(chǎn)品，主要使用于冶金行業(yè)煉鐵鐵水罐、煉鋼鋼水包和連鑄中間包的高效低壓保溫，同時安裝冶金包殼溫度檢測裝置。冶金包殼溫度檢測裝置有兩種：一種采用在冶金包外殼安裝若干個有線高溫?zé)犭娕紮z測冶金包殼溫度；另一種采用無線高溫?zé)犭娕紮z測冶金包殼溫度。

（1）高效低壓保溫鐵水包和自動測溫高效低壓保溫鋼水包

現(xiàn)代冶金技術(shù)要求鐵水包、鋼包等冶金設(shè)備不再是一個簡單的冶煉、運(yùn)輸、盛液容器；為了滿足工藝對材料的苛刻要求，一般通過高端的耐火材料來實現(xiàn)，但仍存在溫降大、成本高等問題。

鐵水包是盛儲鐵水的容器，又是煉鐵設(shè)備的組成部分；鐵水再裝入鐵水包后，通過鐵水包運(yùn)輸車運(yùn)到煉鋼廠，路途相對較遠(yuǎn)，在運(yùn)輸過程中，損失大量熱量，其熱量損失大致分為兩部分：第一部分為鐵水上表面（鐵水口）的輻射熱損失；第二部分為鋼包外殼表面的綜合散熱損失。鐵水溫度的降低不僅延長了煉鐵時間，增加原材料（耐火材料）和動力能源消耗。

鋼包是盛儲鋼水的容器，又是精煉設(shè)備的組成部分；鋼水在裝入鋼包后的傳輸和澆鑄過程中要損失大量熱量，其熱量損失大致分為三部分：第一部分為鋼水上表面（鋼包口）的輻射熱損失；第二部分為鋼包外殼表面的綜合散熱損失；第三部分為鋼包內(nèi)襯的蓄熱損失。對采取提高出鋼溫度的方法來補(bǔ)償鋼包盛鋼期間鋼水的溫度損失是不經(jīng)濟(jì)的，過高的提高煉鋼溫度不僅延長了煉鋼時間，降低鋼產(chǎn)量，增加原材料（耐火材料）和動力能源消耗，縮短熔煉爐的檢修周期，而且容易造成連鑄生產(chǎn)的波動和鑄坯的質(zhì)量缺陷。

高效低壓保溫鐵水包和高效低壓保溫鋼水包是我公司專利產(chǎn)品。煉鋼廠采用高效低壓保溫鋼水包技術(shù)，能使煉鋼出鋼溫度平均：下降20℃以上，減少原料和能源的消耗，縮短吹煉時間，穩(wěn)定冶煉工藝。

（2）自動測溫高效低壓保溫中間包

a、項目研究的意義

中間包是連鑄生產(chǎn)的重要設(shè)備，中間包內(nèi)的鋼液溫度直接影響連鑄過程的順利進(jìn)行，是保證連鑄坯質(zhì)量的重要保障。由于中間包鋼液溫降較大，往往采用高過熱度澆鑄。由此導(dǎo)致拉速降低、增加鑄坯拉漏危險、柱狀晶發(fā)達(dá)、中心等軸晶區(qū)小、中心偏析嚴(yán)重和二次氧化傾向嚴(yán)重等問題。為減少中間包溫降，傳統(tǒng)做法是對中間包進(jìn)行加熱補(bǔ)償，目前主要加熱方法有感應(yīng)加熱和等離子加熱等。這些方法普遍具有設(shè)備投資高、運(yùn)行成本大、維修量大和環(huán)境影響大等缺點。本項目首次提出的中間包真空保溫技術(shù)（已獲國家專利）克服了傳統(tǒng)加熱技術(shù)的缺點，僅在普通中間包外面增加一層薄真空室就能實現(xiàn)，具有如下優(yōu)點：（1）可以使出鋼溫度平均下降10℃以上，減少原料和能源的消耗，縮短吹煉時間，穩(wěn)定冶煉工藝； （2）減少中間包熱損失，從而減少鋼水結(jié)殼，提高鑄坯質(zhì)量； （3）大幅度提高中間包內(nèi)壁溫度，減少中間烘烤次數(shù)和時間； （4）提高中間包包齡； （5）減少鋼水澆注溫度，提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點。因此，無論是從經(jīng)濟(jì)方面，節(jié)省能源還是從安全方面考慮，中間包真空保溫技術(shù)對于整個連鑄生產(chǎn)工藝都具有重要意義。

b、 項目的研究方法

通過運(yùn)用ansys商業(yè)軟件建立真空中間包模型，進(jìn)行中間包溫度場的模擬計算，并對中間包壁進(jìn)行熱應(yīng)力分析。用兩個小型真空中間包進(jìn)行實驗，在真空室內(nèi)外安裝熱電偶，測得包壁內(nèi)外溫度，計算真空室的導(dǎo)熱系數(shù)，通過改變真空度調(diào)整鋼液溫度達(dá)到最佳澆注溫度。在中間包的真空室內(nèi)外安裝熱電偶，根據(jù)實驗測得的溫度計算真空室的導(dǎo)熱系數(shù)；檢測鋼水的溫度，根據(jù)實驗方案，調(diào)整真空度，保證澆注最佳溫度。

通過在萊鋼、鄂鋼等連鑄機(jī)上進(jìn)行試驗。結(jié)果表面：真空中間包保溫效果顯著，比同類型普通包保溫可達(dá)8-10k，包壁外溫度減少70k以上，由原來的320k，減少至250k，鋼液溫度均勻性大幅度提高，比同類型普通中間包提高6k以上，鑄坯質(zhì)量也得到較大幅度的提高。

c、新工藝裝置示意圖

（3）自動測溫高效低壓保溫冶金包經(jīng)濟(jì)效益分析

1）如果煉鋼廠采用高效低壓保溫鋼水包和高效低壓保溫中間包技術(shù)，可使出鋼溫度下降20℃以上，減少了原料和能源的消耗，噸鋼效益約8元 ；

2）因減少鋼水包和中間包熱損失，鋼水結(jié)殼量、殘鋼量減少，噸鋼效益約4.5元；

3）減少鋼水包和中間烘烤次數(shù)和時間，噸鋼效益約0.5元；

4）因產(chǎn)品質(zhì)量提高，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的。正因如此，有的鋼廠投巨資（每套1200萬元）購置中間包感應(yīng)加熱裝置；

5）自動測溫裝置確保冶金包不漏鋼，自動預(yù)報冶金包耐材使用狀況，確定耐材更換周期。

（4）高效低壓保溫冶金包技術(shù)特點：

高效低壓保溫冶金包技術(shù)焗油生產(chǎn)成本低、使用壽命長、保溫性好、安全環(huán)保、工作穩(wěn)定性好等特點。

如按年產(chǎn)200萬噸鋼計，則年增加直接經(jīng)濟(jì)效益：2500萬元（沒考慮因產(chǎn)品質(zhì)量提高帶來的巨大效益）。