CN107931594B - 一种全封闭氩气保护装置及其保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全封闭氩气保护装置，包括钢包和漏斗砖，钢包的下方固定有氩气保护环，所述氩气保护环包括由螺丝固定在一起的上环件和下环件，下环件底部套接有耐材圆筒，耐材圆筒底部套接在漏斗砖的外侧，下环件内环形设置有若干个竖直方向的喷气孔，氩气管与喷气孔相连；耐材圆筒的顶部设置有环形耐火弹性件，环形耐火弹性件内同心设置有两个弹性金属环，两个弹性金属环之间连接有若干个锥形套筒，环形耐火弹性件底部设置有与锥形套筒一一对应的螺纹套，螺纹套内螺纹连接有调节螺栓，调节螺栓与锥形套筒选择性接触。本发明能够改进现有技术的不足，提高了保护装置的通用性。

Description

一种全封闭氩气保护装置及其保护方法

技术领域

本发明涉及模铸钢锭浇注技术领域，尤其是一种全封闭氩气保护装置及其保护方法。

背景技术

模铸钢锭浇注过程中，从钢包下水口至中注管砖之间存在150～200mm的钢水裸浇段，在钢水浇注的过程中钢水与空气接触容易造成钢中易氧化元素的二次氧化，设计模铸氩气保护装置能够实现钢水与空气的隔绝，起到保护浇注的作用。中国发明专利CN104107887 B公开了一种模铸浇注用注流保护装置及方法，能够在模铸浇注作业时有效的控制氩气流，避免钢液的二次氧化，同时又不影响浇铸。但是，这种氩气保护装置的适配灵活度较低，对于不同型号的模具需要专门设计不同的保护罩。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全封闭氩气保护装置及其保护方法，能够解决现有技术的不足，提高了保护装置的通用性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种全封闭氩气保护装置，包括钢包和漏斗砖，钢包的下方固定有氩气保护环，所述氩气保护环包括由螺丝固定在一起的上环件和下环件，下环件底部套接有耐材圆筒，耐材圆筒底部套接在漏斗砖的外侧，下环件内环形设置有若干个竖直方向的喷气孔，氩气管与喷气孔相连；耐材圆筒的顶部设置有环形耐火弹性件，环形耐火弹性件内同心设置有两个弹性金属环，两个弹性金属环之间连接有若干个锥形套筒，环形耐火弹性件底部设置有与锥形套筒一一对应的螺纹套，螺纹套内螺纹连接有调节螺栓，调节螺栓与锥形套筒选择性接触。

作为优选，所述上环件顶部固定连接有连接锁，连接锁边缘通过连接轴连接有若干个卡扣，连接轴外侧套接有轴套，连接轴内设置有螺纹盲孔，螺纹盲孔内连接有锁止螺栓，锁止螺栓通过与轴套压接配合实现卡扣的固定。

作为优选，所述喷气孔内通过第一弹簧体连接有轴承座，轴承座内连接有轴承，轴承内安装有导流套筒，导流套筒的侧壁设置有若干个导流孔，导流孔外侧设置有导流叶片，喷气孔的底部通过第二弹簧体连接有挡板。

作为优选，所述下环件内设置有环形气孔，环形气孔位于喷气孔的外侧，并与喷气孔相连通，环形气孔的内壁设置有导流板，导流板使得从环形气孔喷出的氩气旋转方向与从喷气孔喷出的氩气旋转方向相反。

作为优选，所述下环件底部设置有隔板，隔板内设置有竖向通孔，竖向通孔的两侧分别连接有横向通孔，隔板位于环形气孔和喷气孔之间。

作为优选，所述喷气孔内壁设置有加热丝。

一种上述的全封闭氩气保护装置的保护方法，在浇注之前，开启氩气管，向环形耐火弹性件内部吹送氩气，排出空气；浇注开始后，氩气的输送量随着浇注流速变化，

其中，Q为氩气的输送量，v为浇注流速，k为比例系数；

浇注结束后，保持氩气供应，延时吹扫30～60s。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过在耐材圆筒顶部设置环形耐火弹性件，利用其弹性形变能力实现与不同型号模具的紧密配合。通过锥形套筒与两侧弹性金属环的压接配合，可以提高耐材圆筒与氩气保护环的配合紧密度。连接锁可以实现氩气保护环与钢包水口的灵活拆装。

本发明通过重新设计喷气孔，实现了内外两层的喷气设计，同时利用导流叶片和导流板对与气流的导流作用，实现气流的方向旋转，从而在浇注区的外侧形成高速流动的负压区，进一步减少了浇注区域内的含氧量。通过设置隔板，可以利用隔板内外两侧的气流流动实现气流在竖向通孔和横向通孔之间的循环流动，减少了气流的二次利用率，从而可以降低氩气的用量，减小氩气气流流动区域与浇注区域的温度差，减少浇注区域便于由于温度降低造成的钢材料性能变化。加热丝可以对氩气进行预加热，从而进一步减小气流流动区域与浇注区域的温度差。

本发明针对上述保护装置专门设计了一个氩气吹扫流程，优化后的氩气喷吹量可以减少氩气的浪费，减少氩气喷吹导致的钢水温度下降。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中环形耐火弹性件的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中连接锁的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中喷气孔的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中下环件的结构图。

图6是本发明一个具体实施方式中导流叶片的结构图。

图中：1、钢包；2、漏斗砖；3、氩气保护环；4、螺丝；5、上环件；6、下环件；7、耐材圆筒；8、环形耐火弹性件；9、弹性金属环；10、锥形套筒；11、螺纹套；12、调节螺栓；13、氩气管；14、喷气孔；15、连接锁；16、卡扣；17、连接轴；18、轴套；19、螺纹盲孔；20、锁止螺栓；21、第一弹簧体；22、轴承座；23、轴承；24、导流套筒；25、导流孔；26、导流叶片；27、第二弹簧体；28、挡板；29、环形气孔；30、导流板；31、隔板；32、竖向通孔；33、横向通孔；34、加热丝；35、凹槽；36、弧形面；37、导流槽；38、圆台形盲孔。

具体实施方式

参照图1-6，本发明的一个具体实施方式包括钢包1和漏斗砖2，钢包1的下方固定有氩气保护环3，所述氩气保护环3包括由螺丝4固定在一起的上环件5和下环件6，下环件6底部套接有耐材圆筒7，耐材圆筒7底部套接在漏斗砖2的外侧，下环件6内环形设置有若干个竖直方向的喷气孔14，氩气管13与喷气孔14相连；耐材圆筒7的顶部设置有环形耐火弹性件8，环形耐火弹性件8内同心设置有两个弹性金属环9，两个弹性金属环9之间连接有若干个锥形套筒10，环形耐火弹性件8底部设置有与锥形套筒10一一对应的螺纹套11，螺纹套11内螺纹连接有调节螺栓12，调节螺栓12与锥形套筒10选择性接触。上环件5顶部固定连接有连接锁15，连接锁15边缘通过连接轴17连接有若干个卡扣16，连接轴17外侧套接有轴套18，连接轴17内设置有螺纹盲孔19，螺纹盲孔19内连接有锁止螺栓20，锁止螺栓20通过与轴套18压接配合实现卡扣16的固定。喷气孔14内通过第一弹簧体21连接有轴承座22，轴承座22内连接有轴承23，轴承23内安装有导流套筒24，导流套筒24的侧壁设置有若干个导流孔25，导流孔25外侧设置有导流叶片26，喷气孔14的底部通过第二弹簧体27连接有挡板28。下环件6内设置有环形气孔29，环形气孔29位于喷气孔14的外侧，并与喷气孔14相连通，环形气孔29的内壁设置有导流板30，导流板30使得从环形气孔29喷出的氩气旋转方向与从喷气孔14喷出的氩气旋转方向相反。下环件6底部设置有隔板31，隔板31内设置有竖向通孔32，竖向通孔32的两侧分别连接有横向通孔33，隔板31位于环形气孔29和喷气孔14之间。喷气孔14内壁设置有加热丝34。

另外，在导流叶片26的迎风面上设置有凹槽35，凹槽35的深度从靠近导流叶片26顶部的一端至靠近导流叶片26底部的一端逐渐增加，在凹槽35靠近导流叶片26底部的一端设置有弧形面36，弧形面36的两侧设置有导流槽37，导流槽37与导流套筒24的轴线相平行。导流叶片26表面的结构可以使得气流在经过导流叶片26时出现轴向的流动趋势，从而减小气流旋转导致导流套筒24内出现过度紊流。在导流套筒24的内壁均匀设置有若干个圆台形盲孔38，圆台形盲孔38可以有效提高气流在导流套筒24内的分布均匀度。

一种上述的全封闭氩气保护装置的保护方法，在浇注之前，开启氩气管13，向环形耐火弹性件8内部吹送氩气，排出空气；浇注开始后，氩气的输送量随着浇注流速变化，

其中，Q为氩气的输送量，v为浇注流速，k为比例系数；

浇注结束后，保持氩气供应，延时吹扫30～60s。

本发明提供的氩气保护装置使用方便，通用性强，而且可以有效保证浇注钢水的质量。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (6)

1.一种全封闭氩气保护装置，包括钢包（1）和漏斗砖（2），钢包（1）的下方固定有氩气保护环（3），其特征在于：所述氩气保护环（3）包括由螺丝（4）固定在一起的上环件（5）和下环件（6），下环件（6）底部套接有耐材圆筒（7），耐材圆筒（7）底部套接在漏斗砖（2）的外侧，下环件（6）内环形设置有若干个竖直方向的喷气孔（14），氩气管（13）与喷气孔（14）相连；耐材圆筒（7）的顶部设置有环形耐火弹性件（8），环形耐火弹性件（8）内同心设置有两个弹性金属环（9），两个弹性金属环（9）之间连接有若干个锥形套筒（10），环形耐火弹性件（8）底部设置有与锥形套筒（10）一一对应的螺纹套（11），螺纹套（11）内螺纹连接有调节螺栓（12），调节螺栓（12）与锥形套筒（10）选择性接触。

2.根据权利要求1所述的全封闭氩气保护装置，其特征在于：所述上环件（5）顶部固定连接有连接锁（15），连接锁（15）边缘通过连接轴（17）连接有若干个卡扣（16），连接轴（17）外侧套接有轴套（18），连接轴（17）内设置有螺纹盲孔（19），螺纹盲孔（19）内连接有锁止螺栓（20），锁止螺栓（20）通过与轴套（18）压接配合实现卡扣（16）的固定。

3.根据权利要求1所述的全封闭氩气保护装置，其特征在于：所述喷气孔（14）内通过第一弹簧体（21）连接有轴承座（22），轴承座（22）内连接有轴承（23），轴承（23）内安装有导流套筒（24），导流套筒（24）的侧壁设置有若干个导流孔（25），导流孔（25）外侧设置有导流叶片（26），喷气孔（14）的底部通过第二弹簧体（27）连接有挡板（28）。

4.根据权利要求3所述的全封闭氩气保护装置，其特征在于：所述下环件（6）内设置有环形气孔（29），环形气孔（29）位于喷气孔（14）的外侧，并与喷气孔（14）相连通，环形气孔（29）的内壁设置有导流板（30），导流板（30）使得从环形气孔（29）喷出的氩气旋转方向与从喷气孔（14）喷出的氩气旋转方向相反。

5.利用权利要求4所述的全封闭氩气保护装置，其特征在于：所述下环件（6）底部设置有隔板（31），隔板（31）内设置有竖向通孔（32），竖向通孔（32）的两侧分别连接有横向通孔（33），隔板（31）位于环形气孔（29）和喷气孔（14）之间。

6.利用权利要求5所述的全封闭氩气保护装置，其特征在：所述喷气孔（14）内壁设置有加热丝（34）。