CN101288903B - 一种连铸用中间包透气上水口及其固定所用的夹持头 - Google Patents

Abstract

一种连铸用中间包透气上水口及其固定所用的夹持头，包括管状部分(3)和基底部分(5)；所述基底部分(5)具有棱柱形的外形；所述管状部分(3)与所述基底部分(5)具有共同的底面，所述底面为所述透气上水口与浸入式水口相配合的滑动密封面(10)；所述管状部分(3)与所述基底部分(5)之间设有棱台部分(4)，所述棱台部分(4)为具有偶数边的棱台；所述棱台部分(4)的至少一组相对侧面构成夹持面(41)，所述夹持面(41)为对称的弧形面；本发明提供的所述透气上水口的接触面积大、使用寿命长，且能够节省维护成本，另外本发明还提供一种与所述透气上水口配合使用的夹持头。

Description

一种连铸用中间包透气上水口及其固定所用的夹持头

技术领域

本发明涉及一种中间包冶金用的上水口及其固定所用的夹持头，具体是一种连铸用中间包透气上水口及其固定所用的夹持头。

背景技术

连铸工艺中，中间包透气上水口位于中间包的底部，下面与浸入式水口相连接，在使用过程中，向上水口通一定压力的氩气，氩气的微气泡附带着钢水中的三氧化二铝等杂质上浮，防止非金属夹杂沉积，从而确保连铸顺利进行，提高钢水质量。现有技术中的上水口，基底上表面与基底的侧边成钝角，如中国专利文献CN1247351C中公开了一种单件式内水口以及用于支撑该内水口的夹持装置，该发明中的水口包括一个多边形基底，多边形基底的上底和多边形基底的侧边构成钝角。在使用这种水口时，夹持装置将与基底的上底相接触，由于基底的上底是一个平面，与夹持装置的接触面积较小，必然会使基底产生较大的局部应力，而且由于基底的上底是一个平面，与其相接面必然形成有尖角，这样会使应力更加集中，使基底局部已损坏，影响整个上水口的使用寿命；而且现有的上水口基底仅在一组相对的两个侧面上设置有构成上述钝角的斜面，一旦这组斜面发生损坏，不得不更换整个上水口，这样就造成了很大浪费，增加了维护成本。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种使夹持面与夹持头的接触面积大、使用寿命长，且能够节省维护成本的连铸用中间包透气上水口及其固定所用的夹持头。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种连铸用中间包透气上水口，包括管状部分和基底部分；所述基底部分具有棱柱形的外形；所述管状部分与所述基底部分具有共同的底面，所述底面为所述透气上水口与浸入式水口相配合的滑动密封面；所述管状部分与所述基底部分之间设有棱台部分，所述棱台部分为具有偶数边的棱台；所述管状部分的内壁成型有用于浇注的通道；所述棱台部分的至少一组相对侧面构成夹持面，所述夹持面为对称的弧形面。

所述管状部分具有一个主体部分；所述管状部分的所述主体部分、所述棱台部分和所述基底部分制作成一个整体的部件。

所述主体部分临近所述棱台部分的一段为管状的圆锥台部分，所述圆锥台部分的底部与所述棱台部分相连。

所述管状部分还包括设置在所述主体部分远离所述基底部分一端的控流部件；以及设置在所述主体部分的内侧的一层透气部件，所述透气部件与所述主体部分之间形成透气环缝；所述主体部分伸入所述基底部分中部分的所述通道内侧设置有密封环。

所述滑动密封面上环绕所述通道设置有环状气槽，所述环状气槽与所述浸入式水口配合形成密封环状气槽。

所述夹持面上成型有两个通气孔，一个第一通气孔与所述透气环缝连通，另一个第二通气孔与所述环状气槽连通，形成互不相通的两个通气系统。

所述棱台部分构成所述夹持面的侧面的上缘与所述管状部分的外圆相切，并且在过该切点的轴向截面，所述管状部分的外表面与所述基底部分的上表面用所述棱台部分的所述弧形面平滑过渡连接。

所述棱台部分的至少两组相对侧面为对称的所述弧形面。

所述弧形面为圆弧面。

所述圆弧面的圆弧半径范围是10毫米-60毫米。

所述圆锥台部分、所述棱台部分和所述基底部分的外表面包覆有钢壳。

一种与上述的连铸用中间包透气上水口配合使用的上水口夹持头，所述夹持头包括夹持体和镶嵌地安装在所述夹持体上的通气柱，其中至少一个所述通气柱内具有中空的通气道，在所述通气柱的两端分别成型有一个与所述通气道连通的气孔，所述通气柱的外形与所述透气上水口的棱台部分对称的所述夹持面的所述弧形面相配合。

所述通气柱的两端分别成型的所述气孔通过与供气管线连接。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：①本发明的连铸用中间包透气上水口，其棱台部分的相对侧面为对称的弧形面，上述弧形面能够与其形状相配合的夹持头表面充分接触，使接触面积增大，在工作过程中棱台部分不会产生较大的局部应力，增加了其强度，保证了整体上水口的使用寿命；②本发明的连铸用中间包透气上水口与夹持头接触处为弧形面，稳定性好，使得夹持头与上水口接结处气密性好；③本发明的连铸用中间包透气上水口，在圆锥台部分、棱台部分和基底部分的外表面包覆一层钢壳，从而进一步增加了它们的强度，使上水口的使用寿命更加有保障；④本发明的连铸用中间包透气上水口，管状部分的外表面与基底部分的上表面用棱台部分的弧形面平滑过渡连接，避免了棱台部分应力集中，进一步保证上水口使用寿命；⑤本发明的连铸用中间包透气上水口，棱台部分的弧形面为圆弧面，这样与其形状相配合的夹持头可以制造成圆柱体，既方便加工成型，减少繁琐工艺，而且更加有利于与夹持装置的准确、快速地配合；⑥本发明的连铸用中间包透气上水口，主体部分伸入基底部分中部分的通道内侧设置有密封环，上述密封环采用密度较大的材料制成，用于防止在工作过程中空气从滑动密封面与下游部件的接触位置渗入，保证钢水质量；⑦本发明的上水口夹持头，能够与本发明提供的连铸用中间包透气上水口棱台部分的圆弧面配合，将夹持头设计为圆柱体，在使用过程中，可以通过变化安装角度使得圆柱体的磨损均匀，不会发生局部严重磨损变形，使用寿命长。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明优选实施例的主视图；

图2是本发明优选实施例的俯视图；

图3是图1中C部分的放大示意图；

图4是本发明优选实施例中棱台部分和基底部分的示意图；

图5是图1中A-A向局部剖视图；

图6是图1中B-B向局部剖视图；

图7是本发明一个实施例的立体示意图；

图8是图7所示实施例的一种改进形式的立体示意图；

图9是本发明带有钢壳结构的实施例的立体示意图；

图10是与本发明的上水口结构配合使用的上水口夹持头沿图13中的虚线的剖视结构示意图；

图11是图10中的带有输气结构的上水口夹持头的结构放大示意图

图12显示上水口夹持头夹持前的结构状态示意图；

图13显示上水口夹持头夹持后的结构状态示意图。

图中附图标记表示为：1-控流部件，2-透气部件，3-管状部分，31-主体部分，4-棱台部分，41-夹持面，5-基底部分，6-环状气槽，7-钢壳，81-第一通气孔，82-第二通气孔，9-透气环缝，10-滑动密封面，11-通道，12-密封环，13-圆锥台部分，14-夹持体，15-通气柱，16-通气道，17-气孔，18-锥管螺纹接头，19-水平轴，20-垂直轴，21-压板。

具体实施方式

如图1和图2所示，是本发明的一个优选实施例，其立体示意图如图7所示。所述连铸用中间包透气上水口，包括管状部分3和基底部分5；所述基底部分5为四柱形的外形；所述管状部分3与所述基底部分5具有共同的底面，所述底面为所述透气上水口与浸入式水口相配合的滑动密封面10；所述管状部分3与所述基底部分5之间设有一个棱台部分4，本实施例中所述棱台部分4为四棱边的棱台；所述管状部分3的内壁成型有用于浇注的通道11；所述棱台部分4的一组相对侧面构成夹持面41，所述夹持面41为对称的弧形面，另一对相对侧面为平面。所述弧形面能够与其形状相配合的夹持头表面充分接触，使接触面积增大，在工作过程中所述棱台部分4不会产生较大的局部应力，增加了所述棱台部分4的强度，保证了上水口的使用寿命。所述管状部分3具有一个主体部分31；在所述主体部分31远离所述基底部分5一端设置一个控流部件1，所述控流部件1具有一个碗形口，用于在浇注过程中控制水流；并在所述主体部分31的内侧设置一层透气部件2，所述透气部件2采用密度较小的材料制成，能够增加所述透气上水口内的透气量；所述透气部件2与所述主体部分31之间形成透气环缝9，经过所述透气环缝9的惰性氩气体通过所述透气部件2能更加均匀地渗透，确保连铸顺利进行；所述管状部分3的所述主体部分31伸入所述基底部分5中部分的所述通道11内侧设置有密封环12，所述密封环12采用密度较大的材料制成，用于防止在工作过程中空气从所述滑动密封面10渗入，保证钢水质量。所述主体部分31临近所述棱台部分4的一段为管状圆锥台部分13，所述圆锥台部分13的底部与所述棱台部分4相连。所述管状部分3的所述主体部分31、所述棱台部分4和所述基底部分5制作成一个整体的部件。所述滑动密封面10上环绕所述通道11设置有环状气槽6，参见图3，所述环状气槽6与所述浸入式水口配合形成密封环状气槽6。

在本实施例中所述环状气槽6为环状氩气槽，在其他实施例中也可以通其他气体。在本实施例中，所述透气环缝9为氩气透气环缝。

必要时，可以在上述实施例的所述夹持面41上成型有两个通气孔，一个第一通气孔81与所述透气环缝9连通，另一个第二通气孔82与所述环状气槽6连通，形成互不相通的两个通气系统。在本实施例中，两个所述通气孔为氩气通气孔，在其他实施例中也可以通其他气体。这样，通过相应的夹持装置上的输气管路将气体分别输送到所述透气环缝9和所述环状气槽6。

在上述实施例中，为进一步减少在工作过程中产生的应力集中的问题，所述棱台部分4与所述管状部分3的结合部分的结合形状为：所述棱台部分4构成所述夹持面41的侧面的上缘与所述管状部分3的外圆相切，并且在过该切点的轴向截面、所述管状部分3的外表面与所述基底部分5的上表面用所述棱台部分4的所述弧形面平滑过渡连接。

参见图8，上述实施例的一种替代的实施方式中，所述棱台部分4的两组相对侧面都为对称的所述弧形面，这样所述棱台部分4的两组侧面都构成了所述夹持面41。有些钢种生产时上水口不需要透气，则此时上水口夹持操作不必再刻意选择上水口的设置方向，可以提高工作效率；同样在不需要透气生产时，若一组所述夹持面41发生损坏还可以使用另一组，不必更换整个设备，充分利用了有效资源，节约了维护成本。

在上述实施例中，所述夹持面41的所述弧形面采用圆弧面，相应地，与其相配合的夹持装置中起夹持作用的部件可以采用与其具有基本相同的直径的圆柱形可转动一定角度的通气柱，如图4所示(注：图4中的两个圆形，在实际结构中为与透气上水口弧形面配合的通气柱)。这样使得与所述弧形面相配合的夹持头能迅速、准确的固定上水口，在工作过程中方便夹持、易于操作。而且与所述圆弧面相配合的夹持头制造成圆柱体即可，这样便于加工成型，也减少了繁琐的工艺，而且圆柱体的所述夹持头在使用过程中可以通过变化安装角度使得磨损均匀，不会发生局部严重磨损变形的情况，可以保证使用寿命。本实施例中所述圆弧面的直径为20毫米。

再见图1-2所示，在本实施例中，还在所述棱台部分4的一个所述夹持面41上成型有两个通气孔，分别是第一通气孔81和第二通气孔82。其中所述第一通气孔81与所述氩气透气环缝连通，如图5所示；所述第二通气孔82与所述环状氩气槽连通，如图6所示；从而形成了两个相互不通的通气系统。在本实施例中，两个所述通气孔为氩气通气孔，在其他实施例中也可以通其他气体。在这样的实施方式中，在所述夹持面41的所述弧形面采用圆弧面的情形下，所述通气柱可以为一个中空的圆柱形输气柱，所述通气柱是一个起夹持作用的部件同时还兼具有输气功能，而且通过圆柱形部件的转动还可以完成输送气体的关闭和接通。当然在其他实施例中，还可以设置其他数量的通气孔。

上述实施例的一种替代的实施方式是，所述主体部分31临近所述棱台部分4的一段为管状的圆锥台部分13，所述圆锥台部分13的底部与所述棱台部分4相连。

在其他实施例中，所述圆弧面的半径可以是10毫米、40毫米或60毫米，其半径范围是10毫米-60毫米，在这个范围内，所述棱台部分4受到的局部应力相对较小，有利于所述连铸用中间包透气上水口的设备保护。如果所述圆弧面的半径过大，在工作过程中所述棱台部分4受到的应力将增大，所述棱台部分4易于损坏，所述透气上水口整体的使用寿命不能保证，不能体现本发明的积极效果；如果所述圆弧面的半径过小，必然要求与其形状相配合的所述夹持头也很细小，这样在使用过程中很容易发生变形与损坏，同样不利于设备的保护。

在本发明的其他实施例中，在加工工艺可以实施的前提下，所述弧形面也可以成型为其它曲率的弧面，同样能够实现本发明的目的。

当然，在其他实施例中，所述圆锥台部分13和所述基底部分5的表面也可不用所述弧形面平滑相切过渡连接，只是使所述圆锥台部分13和所述基底部分5的表面通过弧形面连接，这样也可从一定程度上缓解局部应力，保证使用寿命。在其他实施例中，使所述棱台部分4的多组相对侧面为对称的弧形面，所述棱台部分4可以为多于四条棱的，棱数为偶数的棱台。

在上述实施例中，所述圆锥台部分13、所述棱台部分4和所述基底部分5的外表面可以如图9所示，包覆有钢壳7，从而就增加了强度，保障所述透气上水口的使用寿命。

在安装到中间包上后，在每个所述透气上水口的两侧都对称安装有与其配合使用的上水口夹持头。参见图10和图11，所述上水口夹持头包括两个夹持体14，每个所述夹持体14上成型有水平方向延伸的安装槽，在所述安装槽内安装有一个可转动的通气柱15，所述通气柱15的外形弧面与所述棱台部分4的对称的所述夹持面41相配合，所述通气柱15的柱面外径与所述夹持面41的所述弧形面的半径相同。在使用时，所述通气柱15可在一定范围内进行旋转调节。

其中一个所述通气柱15内具有中空的通气道16，在所述通气柱15的两端处分别成型有一个与所述通气道16连通的气孔17，所述气孔17与所述棱台部分4夹持面41上的通气孔81、82配合，两个所述气孔17之间的距离与两个所述通气孔81、82之间的距离相同。在带有与所述通气道16连通的所述气孔17的所述通气柱15的一端连通的锥管螺纹接头18与供气管线连接。而另一个所述通气柱15上没有所述气孔17，该通气柱15与带有所述气孔17的所述通气柱15相对设置，相互配合，共同夹持所述透气上水口。

使用时，参见图12和图13在所述上水口就位后，所述夹持体14各自绕其水平轴19转动，使各个所述夹持体14上的所述通气柱15压在所述夹持面41上。此时，一个可绕以垂直轴20转动的压板21旋转并卡在所述夹持体14突出的尾部上，调整带有与所述通气道16连通的所述气孔17的所述通气柱15，使所述气孔17与两个所述通气孔81、82对准，这样就可以工作了。在需要停止供气时，只需在锥管螺纹接头处安装一带纹的螺钉把通气柱沿轴向的两个与外相连的孔堵住或把通气柱15旋转一定的角度即可。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种连铸用中间包透气上水口，包括管状部分(3)和基底部分(5)；所述基底部分(5)具有棱柱形的外形；所述管状部分(3)与所述基底部分(5)具有共同的底面，所述底面为所述透气上水口与浸入式水口相配合的滑动密封面(10)；所述管状部分(3)与所述基底部分(5)之间设有棱台部分(4)，所述棱台部分(4)为具有偶数边的棱台；所述管状部分(3)的内壁成型有用于浇注的通道(11)；其特征在于：所述棱台部分(4)的至少一组相对侧面构成夹持面(41)，所述夹持面(41)为对称的弧形面。

2.根据权利要求1所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述管状部分(3)具有一个主体部分(31)；所述管状部分(3)的所述主体部分(31)、所述棱台部分(4)和所述基底部分(5)制作成一个整体的部件。

3.根据权利要求2所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述主体部分(31)临近所述棱台部分(4)的一段为管状的圆锥台部分(13)，所述圆锥台部分(13)的底部与所述棱台部分(4)相连。

4.根据权利要求2或3所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述管状部分(3)还包括设置在所述主体部分(31)远离所述基底部分(5)一端的控流部件(1)；以及设置在所述主体部分(31)的内侧的一层透气部件(2)，所述透气部件(2)与所述主体部分(31)之间形成透气环缝(9)；所述管状部分

的所述主体部分

伸入所述基底部分

中的部分的所述通道

的内侧设置有密封圈

5.根据权利要求4所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述滑动密封面(10)上环绕所述通道(11)设置有环状气槽(6)，所述环状气槽(6)与所述浸入式水口配合形成密封环状气槽。

6.根据权利要求5所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述夹持面(41)上成型有两个通气孔，一个第一通气孔(81)与所述透气环缝(9)连通，另一个第二通气孔(82)与所述环状气槽(6)连通，形成互不相通的两个通气系统。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述棱台部分(4)构成所述夹持面(41)的侧面的上缘与所述管状部分(3)的外圆相切，并且在过该切点的轴向截面、所述管状部分(3)的外表面与所述基底部分(5)的上表面用所述棱台部分(4)的所述弧形面平滑过渡连接。

8.根据权利要求1所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述棱台部分(4)的至少两组相对侧面为对称的所述弧形面。

9.根据权利要求1或8所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述弧形面为圆弧面。

10.根据权利要求9所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述圆弧面的圆弧半径范围是10毫米-60毫米。

11.根据权利要求3所述的连铸用中间包透气上水口，其特征在于：所述圆锥台部分(13)、所述棱台部分(4)和所述基底部分(5)的外表面包覆有钢壳。

12.一种与权利要求1至11任意一项所述的连铸用中间包透气上水口配合使用的上水口夹持头，其特征在于：所述夹持头包括夹持体(14)和镶嵌地安装在所述夹持体(14)上的通气柱(15)，其中至少一个所述通气柱(15)内具有中空的通气道(16)，在所述通气柱(15)的两端分别成型有一个与所述通气道(16)连通的气孔(17)，所述通气柱(15)的外形与所述透气上水口的棱台部分(4)对称的所述夹持面(41)的所述弧形面相配合。

13.根据权利要求11所述的上水口夹持头，其特征在于：所述通气柱(15)的两端分别成型的所述气孔(17)通过与之连通的锥管螺纹接头(18)与供气管线连接。

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