CN111992680B - 一种中包吹氩保护浇注的装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种中包吹氩保护浇注的装置及控制方法，包括氩气供气系统，氩气供气系统包括氩气源、供气管、软管、连接管、透气砖和堵头，氩气源连接所述供气管，软管两端分别连接供气管和连接管，连接管的一端嵌设于中包侧壁中，透气砖一端嵌设于中包侧壁与连接管的一端管口对接，连接管的另一端伸入中包内，顶部及端部包覆所述耐材，透气砖底面的高度高于溢流槽的高度，堵头与连接管的另一端管口相配置，本发明整个装置结构简单、安装方便，能够实现中包保护浇注。

Description

一种中包吹氩保护浇注的装置及控制方法

技术领域

本发明属于钢铁行业炼钢厂中包吹氩的技术领域，尤其涉及一种中包吹氩保护浇注的装置及控制方法。

背景技术

中包作为一个盛钢水的容器，其钢液面的氛围对后续铸坯产品质量有着决定性影响。为此，大多数钢厂主要采用在中包钢水表面添加覆盖剂的方式来避免钢水与空气直接接触，从而起到减缓钢水氧化的作用，但是由于覆盖剂致密度不够，中间存在微型孔洞，钢水仍然存在氧化现象。同时，由于中包浇注过程中，钢包需要通过保护管不停的为中包注入钢水，所以在保护管四周会形成一个翻腾区域，加速了钢水的氧化。目前部分钢厂提出了通过氩气来隔绝空气实现钢水保护浇注的方法，但其运用效果不佳，也无法实现中包吹氩自动控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种中包吹氩保护浇注的装置及控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种中包吹氩保护浇注的装置，包括中包和中包车，所述中包置于所述中包车上，中包车底部设有多个车轮，与地面上的轨道相对应，中包包括中包本体和中包盖，中包本体由外层基板和内层耐材组成，中包底部设有出水管口，中包车上对应设有通孔，中包内对应出水管口设有塞棒，中包侧壁设有溢流槽，槽口通过密封棉遮盖，其特征在于，还包括氩气供气系统，所述氩气供气系统包括氩气源、供气管、软管、连接管、透气砖和堵头，所述氩气源连接所述供气管，所述软管两端分别连接供气管和连接管，连接管的一端嵌设于中包侧壁中，所述透气砖一端嵌设于中包侧壁与连接管的一端管口对接，连接管的另一端伸入中包内，顶部及端部包覆所述耐材，透气砖底面的高度高于溢流槽的高度，所述堵头与连接管的另一端管口相配置；还包括氩气调控系统，所述氩气调控系统包括沿供气方向依次设于所述供气管上的截止阀、压力调节阀、流量调节阀和流量计；所述中包上方设有多个气氛仪。

按上述方案，所述软管一端通过快接与所述供气管相连，另一端通过活动连接组件与所述连接管相连。

按上述方案，所述活动连接组件包括台架、卡板、法兰盘、中间钢管、旋转接头和滑轨，所述台架设于所述中包车顶部两侧与所述连接管相对应，所述卡板的底部开有卡槽，固定于台架顶部，所述软管端头与所述中间钢管的一端相连，中间钢管的另一端连接旋转接头，所述法兰盘外套于中间钢管，通过卡板限位，所述滑轨铺设于台架顶部，与中间钢管相对应。

按上述方案，所述连接管位于中包侧壁内的部分设有限定凸台。

按上述方案，所述供气管为钢管，通过固定连接件固定于固定架上，所述固定架设于中包车两侧的地面上。

一种中包吹氩保护浇注的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)在中包烘烤前期和中期，为了减少氩气能源消耗，采用堵头将连接管密封，使中包形成一个相对密封的区域，避免中包内热气外溢，提高烘烤效率；

S2)当需要换中包时，人工将堵头拆除，拖动旋转接头，使其在滑轨横向移动，并将旋转接头通过螺纹与连接管连接为一体结构；

S3)氩气源启动，截止阀打开，氩气迅速通过软管、连接管、透气砖到达中包内，通过流量调节阀调节使氩气流量达到L；

S4)当中包冲氩完成后，新中包通过中包车运到浇注位替代原有旧中包，当新中包到位后，钢包向中包注入钢水，随着钢水液面上涨，原来沉积在中包底部的氩气会逐渐上升，此过程中氩气流量控制在0.2m³/min-0.5m³/min之间，氩气压力控制在0.2-0.5MPa；

S5)当气氛仪检测到氩气浓度≥2％时，说明中包内钢液上方已经全部是氩气，此时系统自动将氩气流量控制在0.1m³/min-0.15m³/min之间，氩气压力控制在0.1-0.2MPa；

S6)当中包浇注完成或需要更换时，氩气源和截止阀关闭，待中包运到等待位之后将旋转接头拧下，并将堵头装上即可。

按上述方案，所述步骤S3)中氩气流量调节控制策略如下：利用换包时间t将中包内2/3的空气置换为氩气：

每套进气系统单位氩气流量L＝(2/3)V/(t×n)

其中，中间包内的容积为V，中间包换包时间为t，氩气流量为L，进气系统数量n。

本发明的有益效果是：提供一种中包吹氩保护浇注的装置及控制方法，包括中包、中包车、氩气供气系统和氩气调控系统，有效保证了氩气下沉和中包使用的安全性，通过检测供气管内部氩气流量，作为反馈信号来对氩气供气进行调整，实现中包吹氩自动控制。

附图说明

图1为本发明一个实施例的正视图。

图2为本发明一个实施例的侧视图。

图3为本发明一个实施例的连接管的安装图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1-图3所示，一种中包吹氩保护浇注的装置，包括中包和中包车1，中包置于中包车上，中包车底部设有多个车轮2，与地面上的轨道3相对应，通过车轮可以实现中包车在轨道上的横向移动和位置调整，中包包括中包本体和中包盖4，通过在连接处设置密封件密封，主要为了降低中包内钢水对外辐射和温降速度，中包本体由外层基板5和内层耐材6组成，中包底部设有出水管口7，中包车上对应设有通孔，中包内对应出水管口设有塞棒8，通过控制塞棒的升降高度，就可以控制钢液下流的速度，中包侧壁设有溢流槽9，槽口通过密封棉10遮盖，钢水液位过高情况下的钢水溢流，保证生产安全性，密封棉在正常浇注情况下它可以封住溢流槽的开口区域，使整个中间包成为一个相对密闭的区域，降低单位时间内钢水温降，一旦发生液位过高情况，钢水在冲击力的作用下会将密封棉冲下，并保证钢水从溢流槽的一侧流出。

还包括氩气供气系统，氩气供气系统包括氩气源11、供气管12、软管13、连接管14、透气砖15和堵头16，氩气源连接供气管，供气管为钢管，通过固定连接件17固定于固定架18上，固定架设于中包车两侧的地面上，软管两端分别连接供气管和连接管，连接管的一端嵌设于中包侧壁中，透气砖一端嵌设于中包侧壁与连接管的一端管口对接，连接管的另一端伸入中包内，顶部及端部包覆耐材，氩气只能向下的方向为中包冲氩，由于氩气比重高于空气，所以有效保证了氩气下沉，并避免了热气流上升导致的氩气无法到达中包底部的问题；透气砖底面的高度高于溢流槽的高度，所以不影响事故状态下钢水溢流，而且透气砖只透气，钢水无法通过透气砖，有效保证了中包使用的安全性。

堵头与连接管的另一端管口相配置，通过堵头和密封棉形成了一个相对密封的区域，避免了中包内热气外溢，提高烘烤效率。当不需要中包吹氩时，可通过堵头对其密封，当中包需要吹氩时，只需拆除堵头，再将旋转接头与连接管相连，供气系统供气即可。

还包括氩气调控系统，氩气调控系统包括沿供气方向依次设于供气管上的截止阀19、压力调节阀20、流量调节阀21和流量计22。氩气源主要为整个供气系统提供氩气，截止阀主要是用来控制氩气管路的开关，压力调节阀主要是为了对供气管内的压力进行调节，流量调节阀主要是用来调节氩气流量，流量计主要是用来检测供气管内部氩气流量，并作为反馈信号来进行调整。

软管一端通过快接23与供气管相连，另一端通过活动连接组件与连接管相连。活动连接组件包括台架24、卡板25、法兰盘26、中间钢管27、旋转接头28和滑轨29，台架设于中包车顶部两侧与连接管相对应，卡板的底部开有卡槽，固定于台架顶部，软管端头与中间钢管的一端相连，中间钢管的另一端连接旋转接头，法兰盘外套于中间钢管，通过卡板限位，滑轨铺设于台架顶部，与中间钢管相对应。

连接管位于中包侧壁内的部分设有限定凸台30，能够有效限制供气管的移动，提高连接管的安装稳定性。

中包上方设有多个气氛仪31，能够对空气中的氩气含量进行检测，当氩气含量超标后，系统会自动进入低压和低流量控制，始终保持中包内氩气微正压，避免钢水氧化，能有效提高产品质量。

本装置的工作原理如下：

1、在中包烘烤前期和中期，为了减少氩气能源消耗，采用堵头将连接管密封，使中间包形成一个相对密封的区域，避免中包内热气外溢，提高烘烤效率；

2、当接收到“换中包”指令后，人工将堵头拆除，拖动旋转接头，使其在滑轨横向移动，并将旋转接头通过螺纹与连接管连接为一体结构；

3、氩气源启动，截止阀打开，氩气迅速通过软管、连接管、透气砖到达中包内。同时，系统通过流量调节阀调节使氩气流量达到L，其控制策略如下:(利用换包时间t将中包内2/3的空气置换为氩气)：

每套进气系统单位氩气流量L＝(2/3)V/(t×n)

其中：中包内的容积为V，中间包换包时间为t，氩气流量为L，进气系统数量n；

4、当中包冲氩完成后，新中包通过中包车开到浇注位替代原有旧中包，当新中包到位后，钢包向中包注入钢水，此时随着钢水液面上涨，原来沉积在中包底部的氩气会逐渐上升，此过程中氩气流量控制在0.2m³/min-0.5m³/min之间，氩气压力控制在0.2-0.5MPa；

5、当气氛仪检测到氩气浓度≥2％时，说明中包内钢液上方已经全部是氩气，此时系统自动将氩气流量控制在0.1m³/min-0.15m³/min之间，氩气压力控制在0.1-0.2MPa；

6、当系统收到“中包浇注完成”或“换包”信号后，氩气源和截止阀关闭，待中包开到等待位之后将旋转接头拧下，并将堵头装上即可。

Claims (7)

1.一种中包吹氩保护浇注的装置，包括中包和中包车，所述中包置于所述中包车上，中包车底部设有多个车轮，与地面上的轨道相对应，中包包括中包本体和中包盖，中包本体由外层基板和内层耐材组成，中包底部设有出水管口，中包车上对应设有通孔，中包内对应出水管口设有塞棒，中包侧壁设有溢流槽，槽口通过密封棉遮盖，其特征在于，还包括氩气供气系统，所述氩气供气系统包括氩气源、供气管、软管、连接管、透气砖和堵头，所述氩气源连接所述供气管，所述软管两端分别连接供气管和连接管，连接管的一端嵌设于中包侧壁中，所述透气砖一端嵌设于中包侧壁与连接管的一端管口对接，连接管的另一端伸入中包内，顶部及端部包覆所述耐材，透气砖底面的高度高于溢流槽的高度，所述堵头与连接管的另一端管口相配置；还包括氩气调控系统，所述氩气调控系统包括沿供气方向依次设于所述供气管上的截止阀、压力调节阀、流量调节阀和流量计；所述中包上方设有多个气氛仪。

2.根据权利要求1所述的一种中包吹氩保护浇注的装置，其特征在于，所述软管一端通过快接与所述供气管相连，另一端通过活动连接组件与所述连接管相连。

3.根据权利要求2所述的一种中包吹氩保护浇注的装置，其特征在于，所述活动连接组件包括台架、卡板、法兰盘、中间钢管、旋转接头和滑轨，所述台架设于所述中包车顶部两侧与所述连接管相对应，所述卡板的底部开有卡槽，固定于台架顶部，所述软管端头与所述中间钢管的一端相连，中间钢管的另一端连接旋转接头，所述法兰盘外套于中间钢管，通过卡板限位，所述滑轨铺设于台架顶部，与中间钢管相对应。

4.根据权利要求1或3所述的一种中包吹氩保护浇注的装置，其特征在于，所述连接管位于中包侧壁内的部分设有限定凸台。

5.根据权利要求1所述的一种中包吹氩保护浇注的装置，其特征在于，所述供气管为钢管，通过固定连接件固定于固定架上，所述固定架设于中包车两侧的地面上。

6.采用上述任一权利要求所述的一种中包吹氩保护浇注的装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)在中包烘烤前期和中期，为了减少氩气能源消耗，采用堵头将连接管密封，使中包形成一个相对密封的区域，避免中包内热气外溢，提高烘烤效率；

S2)当需要换中包时，人工将堵头拆除，拖动旋转接头，使其在滑轨横向移动，并将旋转接头通过螺纹与连接管连接为一体结构；

S3)氩气源启动，截止阀打开，氩气迅速通过软管、连接管、透气砖到达中包内，通过流量调节阀调节使氩气流量达到L；

S4)当中包冲氩完成后，新中包通过中包车运到浇注位替代原有旧中包，当新中包到位后，钢包向中包注入钢水，随着钢水液面上涨，原来沉积在中包底部的氩气会逐渐上升，此过程中氩气流量控制在0.2m³/min-0.5m³/min之间，氩气压力控制在0.2-0.5MPa；

S5)当气氛仪检测到氩气浓度≥2％时，说明中包内钢液上方已经全部是氩气，此时系统自动将氩气流量控制在0.1m³/min-0.15m³/min之间，氩气压力控制在0.1-0.2MPa；

S6)当中包浇注完成或需要更换时，氩气源和截止阀关闭，待中包运到等待位之后将旋转接头拧下，并将堵头装上即可。

7.根据权利要求6所述的一种中包吹氩保护浇注的装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S3)中氩气流量调节控制策略如下：利用换包时间t将中包内2/3的空气置换为氩气：

每套进气系统单位氩气流量L＝(2/3)V/(t×n)

其中，中间包内的容积为V，中间包换包时间为t，氩气流量为L，进气系统数量n。

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