CN107138724B - 钢水开流棒及其开流方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢水开流棒及其开流方法，包括：密封管(1)，顶面被铁或不锈钢材质的顶部密封片(101)予以密封，底面被容易受热脱落的底部密封片(102)予以密封；耐火棒(2)，置于所述密封管中；重力锤(3)，置于所述密封管中并位于所述耐火棒(2)下方；铁链(4)，其一端与所述耐火棒(2)相接，另一端与所述重力锤(3)相接；在所述密封管(1)内的底部、中部以及顶部依次填充的润滑层(5)、隔热层(6)以及耐高温层(7)。开流的时候，所述钢水开流棒的密封管(1)的上下两端熔化，重力锤(3)在重力作用下向下掉出，并将耐火棒(2)从耐高温层(7)中扯出，使耐高温层(7)与钢水接触面处破洞，使钢包(9)中的钢水能够顺利从洞中流出到中间包(12)中，顺利开浇。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢设备，特别是一种浇钢时能保证自动开浇的引流器，是一种功能设计型耐火材料，对热负荷时间、温度、钢包包况均不敏感，现场适应性很强，克服了传统引流砂的缺点，自开率达到99.5％以上。
背景技术
多年来，炼钢企业在浇钢方面不能自动开浇而造成钢水氧化甚至停浇事故是炼钢企业的一大难题，虽然有了铬质引流砂，但仍存在着炼钢温度升高、工艺流程增长(也就是说热负荷时间增长)，开浇率还是达不到最高要求的问题。
由于不能自动开浇，必须烧氧引流，不仅需要大量的烧氧用的管子和氧气，增加了开支，造成了浪费，而且对操作工人的安全也形成了一定的威胁，经常出现烧伤工人的严重事故，一旦铬矿烧结严重，氧管在一定的时间内没烧开，就会造成停浇事故，给钢厂造成巨大损失。
另外铬矿是一种重度污染物，减少铬矿使用，能够减少污染物的排放。
本申请的发明人曾提出过一种“炼钢用引流器”，但当时该设计仍然处于雏形阶段，对其内部具体结构、填料成分以及使用方法都没有设计成型，尚不能称为一项成熟的专利，为此，本申请重新提出专利申请，彻底解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种钢水开流棒，保证开浇率达到99.5％以上。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种钢水开流棒，其特征在于，包括：
密封管，顶面被铁或不锈钢材质的顶部密封片予以密封，底面被容易受热脱落的底部密封片予以密封；
耐火棒，置于所述密封管中；
重力锤，置于所述密封管中并位于所述耐火棒下方；
铁链，其一端与所述耐火棒相接，另一端与所述重力锤相接；
润滑层，设置在所述密封管内的底部，围绕且覆盖所述重力锤；
隔热层，填充在所述密封管内的中部，位于所述润滑层上方，覆盖住所述耐火棒的一部分长度以及所述铁链，其材料为60％-80％重量的SiO2与20％-40％重量的Al2O3组成的混合物；
耐高温层，填充在所述密封管内的顶部，位于所述隔热层的上方，覆盖住所述耐火棒的余下长度，其材质为电熔镁砂或铬矿石，或者硅砂与铬矿石依任意比例构成的混合物，或者电熔镁砂与铬矿石依任意比例构成的混合物。
所述的钢水开流棒，其中：还包括耐火层，其全面包覆在所述密封管的外侧，其材质为漂珠与SiO2组成的混合物，或者为Al2O3与SiO2组成的混合物。
所述的钢水开流棒，其中：所述润滑层的材料为鳞片石墨或者纸卷。
所述的钢水开流棒，其中：所述耐火棒的顶端呈上小下大的颈缩状。
所述的钢水开流棒，其中：在耐火棒的顶端外套一个纸质的套筒，并在所述套筒与所述耐火棒呈颈缩状的顶端之间填充有石墨粉。
所述的钢水开流棒，其中：所述耐火棒由刚玉或者镁碳制成。
所述的钢水开流棒，其中：所述铁链呈松弛状。
所述的钢水开流棒，其中：在所述润滑层与所述隔热层之间用纸质的环片隔开。
所述的钢水开流棒，其中：所述重力锤由外圆管、内圆钢或钢铁碎物与下碗体组成，所述外圆管的下端与所述下碗体的上开口焊接连接，并在所述下碗体中填充干燥剂，所述内圆钢或钢铁碎物塞入并固定在所述外圆管中。
本发明还提供一种开流方法，其使用所述的钢水开流棒，其特征在于包括如下步骤：
将钢水开流棒置入钢包的水口中，并合上滑板避免钢水开流棒掉出，在水口上方投入保护剂将所述钢水开流棒覆盖，然后在钢包内倒入钢水，进行冶炼；
由于钢水的高温影响，所述钢水开流棒的密封管的上下两端熔化，此后，打开所述滑板，重力锤在重力作用下向下掉出；
随着重力锤的下落，所述铁链被拉直，此时，重力锤的动能与动量都作用到所述耐火棒上，将耐火棒从耐高温层中扯出，使耐高温层与钢水接触面处破洞；
依靠钢水的静压力，钢包中的钢水从所述洞中由小变大地流出，实现开浇。
采用本发明的装置与方法，与现有技术相比较，具有如下的优点：
1、传统开流方法需要采用大量铬矿，加入钢包水口内，依靠钢水静压力压破烧结层后开浇，而铬的开采对环境有着严重的污染；而本发明的钢水开流棒是依靠重力锤下落的重力将耐火棒拉出，使钢水烧结面形成破洞，钢水从洞中冲出实现开浇，可以减少甚至完全替代铬矿的使用，从而减少环境污染；
2、无设备投资：采用棒体重锤式自行引流，不用添加任何引流设备；
3、自开率高：过VD、RH和不过VD、RH，目前自开率均为99.5％以上，无需导包，无需烧氧引流；
4、热负荷承受时间长：对热负荷时间不敏感，7-8小时对自开率影响不大；
5、对钢包承受能力强，无需特殊处理，也能保证新包、黑包自开；
6、安装简便，可显著降低工人劳动强度。
根据使用效果可知，钢水开流棒对热负荷时间、温度、钢包包况均不敏感，现场适应性很强，克服了传统引流砂的缺点，是钢包引流行业的一项革新。
附图说明
图1是本发明提供的钢水开流棒的剖面结构示意图；
图1A是本发明提供的另一种是钢水开流棒的剖面结构示意图；
图2-图5是本发明提供的钢水开流棒的使用过程示意图。
附图标记说明：密封管1；顶部密封片101；底部密封片102；耐火棒2；套筒201；石墨粉202；重力锤3；外圆管301；内圆钢或钢铁碎物302；下碗体303；干燥剂304；铁链4；润滑层5；隔热层6；环片601；耐高温层7；耐火层8；钢包9；滑板10；保护剂11；中间包12。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种钢水开流棒，其包括：
密封管1，由铁或者不锈钢包裹的纸筒制成，呈管状，顶面被铁或不锈钢材质的顶部密封片101予以密封，底面被容易受热脱落(如采用纸、塑料或树脂材质制造或固定)的底部密封片102予以密封；
耐火棒2，由刚玉或者镁碳制成，呈长条状，其顶端与所述密封管1的顶面接触或者相接近，并且，所述耐火棒2的顶端呈上小下大的颈缩状；
重力锤3，由钢或者铁制成，优选呈球状或者圆管状，其底端与所述密封管1的底面接触或者相接近，并且，所述重力锤3的底端呈弧凸状(甚至为子弹头形状)；
呈套环状并且松弛的铁链4，其一端与所述耐火棒2的底端相接，另一端与所述重力锤3的顶端相接；
润滑层5，位于所述密封管1内的底部，围绕且覆盖所述重力锤3，其材料为鳞片石墨或纸卷；
隔热层6，填充在所述密封管1内的中部，位于所述润滑层5上方，覆盖住所述耐火棒2的一部分长度以及所述铁链4，其材料为60％-80％重量的SiO2与20％-40％重量的Al2O3组成的混合物；其中，还在所述润滑层5与所述隔热层6之间用纸质的环片601隔开，以避免隔热层6的物质混入润滑层5中；
耐高温层7，填充在所述密封管1内的顶部，位于所述隔热层6的上方，覆盖住所述耐火棒2的余下长度，其材质为电熔镁砂或铬矿石，或者硅砂与铬矿石依任意比例构成的混合物，或者电熔镁砂与铬矿石依任意比例构成的混合物；
耐火层8，全面包覆在所述密封管1的外侧，其材质为漂珠与SiO2组成的混合物，或者为Al2O3与SiO2组成的混合物。
再如图1A所示，是对图1所示的实施例进行细节调整，主要不同之处在于：
在耐火棒2的顶端外套一个纸质的套筒201，并在所述套筒201与所述耐火棒2呈颈缩状的顶端之间填充有石墨粉202，凭借石墨粉202的耐高温润滑品质，来减小所述耐火棒2被铁链拉出时的摩擦力；
所述重力锤3由外圆管301、内圆钢或钢铁碎物302与下碗体303组成，所述外圆管301的下端与所述下碗体303的上开口焊接连接，并在所述下碗体303中填充干燥剂(例如氧化钙)304，所述内圆钢或钢铁碎物302塞入并固定在所述外圆管301中；凭借所述干燥剂304，使所述钢水开流棒内部保持干燥。
本发明使用的时候，如图2所示，将钢水开流棒置入钢包9的水口中，并合上滑板10避免钢水开流棒掉出，在水口上方投入保护剂11(现有技术)将所述钢水开流棒覆盖，然后在钢包9内倒入钢水，进行冶炼；
如图3所示，由于钢水的高温影响，所述钢水开流棒的密封管1的顶部密封片101与底部密封片102熔化，此后，打开所述滑板10，重力锤3在重力作用下向下掉出，所述润滑层5可以保证重力锤3的顺利掉出；
如图4所示，随着重力锤3的下落，所述松弛的铁链4被拉直，此时，重力锤3的动能、动量都作用到所述耐火棒2上，将耐火棒2从耐高温层7中扯出，使耐高温层7与钢水接触面处破洞；
如图5所示，依靠钢水的静压力，钢包9中的钢水从所述洞中由小变大地流出，实现开浇。
采用本发明的装置与方法，与现有技术相比较，具有如下的优点：
1、传统开流方法需要采用大量铬矿，而铬的开采对环境有着严重的污染；而本发明可以减少甚至完全替代铬矿的使用，从而减少环境污染；
2、传统开流方法中使用铬矿，而本发明主要使用钢材，减少了杂质，提高了钢水的纯度，可用于生产精品钢；
3、传统开流方法中使用铬矿，而铬经常会因为冶炼温度过高、冶炼时间过长而发生烧结，导致无法开浇的问题，而本发明可以保证99.5％以上的开浇率，对冶炼温度以及冶炼时长不敏感。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离本申请所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种钢水开流棒，其特征在于，包括：
密封管(1)，顶面被铁或不锈钢材质的顶部密封片(101)予以密封，底面被容易受热脱落的底部密封片(102)予以密封；
耐火棒(2)，置于所述密封管中，所述耐火棒(2)的顶端呈上小下大的颈缩状，在耐火棒(2)的顶端外套一个纸质的套筒(201)，并在所述套筒(201)与所述耐火棒(2)呈颈缩状的顶端之间填充有石墨粉(202)；
重力锤(3)，置于所述密封管中并位于所述耐火棒(2)下方；
铁链(4)，其一端与所述耐火棒(2)相接，另一端与所述重力锤(3)相接；
润滑层(5)，设置在所述密封管(1)内的底部，围绕且覆盖所述重力锤(3)；
隔热层(6)，填充在所述密封管(1)内的中部，位于所述润滑层(5)上方，覆盖住所述耐火棒(2)的一部分长度以及所述铁链(4)，其材料为60％-80％重量的SiO2与20％-40％重量的Al2O3组成的混合物；
耐高温层(7)，位于所述密封管(1)内的顶部，并位于所述隔热层(6)的上方，包围住所述耐火棒(2)的余下长度，其材质为电熔镁砂或铬矿石，或者硅砂与铬矿石依任意比例构成的混合物，或者电熔镁砂与铬矿石依任意比例构成的混合物。
2.根据权利要求1所述的钢水开流棒，其特征在于：还包括耐火层(8)，其全面包覆在所述密封管(1)的外侧，其材质为漂珠与SiO2组成的混合物，或者为Al2O3与SiO2组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的钢水开流棒，其特征在于：所述润滑层(5)的材料为鳞片石墨或者纸卷。
4.根据权利要求1所述的钢水开流棒，其特征在于：所述耐火棒(2)由刚玉或者镁碳制成。
5.根据权利要求1所述的钢水开流棒，其特征在于：所述铁链呈松弛状。
6.根据权利要求1所述的钢水开流棒，其特征在于：在所述润滑层(5)与所述隔热层(6)之间用纸质的环片(601)隔开。
7.根据权利要求1所述的钢水开流棒，其特征在于：所述重力锤(3)由外圆管(301)、内圆钢或钢铁碎物(302)与下碗体(303)组成，所述外圆管(301)的下端与所述下碗体(303)的上开口焊接连接，并在所述下碗体(303)中填充干燥剂(304)，所述内圆钢或钢铁碎物(302)塞入并固定在所述外圆管(301)中。
8.一种开流方法，其使用如权利要求5所述的钢水开流棒，其特征在于包括如下步骤：
将钢水开流棒置入钢包(9)的水口中，并合上滑板(10)避免钢水开流棒掉出，在水口上方投入保护剂(11)将所述钢水开流棒覆盖，然后在钢包(9)内倒入钢水，进行冶炼；
由于钢水的高温影响，所述钢水开流棒的密封管(1)的上下两端熔化，此后，打开所述滑板(10)，重力锤(3)在重力作用下向下掉出；
随着重力锤(3)的下落，所述铁链(4)被拉直，此时，重力锤(3)的动能与动量都作用到所述耐火棒(2)上，将耐火棒(2)从耐高温层(7)中扯出，使耐高温层(7)与钢水接触面处破洞；
依靠钢水的静压力，钢包(9)中的钢水从所述洞中由小变大地流出，实现开浇。
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