CN114101651A - 一种钢包引流砂开浇管、骨架装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种钢包引流砂开浇管、骨架装置及其使用方法，该开浇管包括：本体，为一个头部封闭、尾部开口的管体；本体上部沿本体高度方向设至少一排通孔，每排至少设两个通孔；本体长度大于钢包上水口深度与上滑板内孔深度之和，且，通孔外露于钢包上水口上端口；本体通孔处设可将该通孔封闭且易熔的封闭材料；导管，设于本体内、近通孔处，其上端面与通孔齐平或高于该通孔，导管下端面低于通孔，导管下端面沿周向设环形固定板，环形固定板外侧端与本体内壁密闭连接；盖体，活动设于本体尾部开口端，可将本体尾部开口封闭。本发明实现钢包引流砂定量化、引流砂多层结构、水平加入，操作劳动强度小、远离高温粉尘，自动开浇率高，适合机器自动加入的要求。

Description

一种钢包引流砂开浇管、骨架装置及其使用方法

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种钢包引流砂开浇管、骨架装置及其使用方法。

背景技术

钢包注入钢水前，需要倒除内部的残钢和余渣，并对上水口、滑板构成的通道进行清理、检查，更换必要的下水口和滑板等功能耐材后，关闭滑板，并在上水口内填充引流砂，以便在出钢后保持该通道中不被钢水浸入，当下滑板打开，下部引流砂流失，上部烧结的引流砂在钢水静压力作用下压碎垮塌，钢水从水口、滑板构成的通道中流出，达到钢包自动开浇(自动引流)的效果。

目前钢厂加入引流砂，一般采用从钢包50上部人工投料，如图1所示，其中，上水口10、上滑板20、下滑板30、下水口40；或者用溜管等装置加入，存在以下问题：

1.操作环境温度高，粉尘大，环境恶劣，人工劳动量大。

2.加入后为形成理想的圆锥体，往往加入过多的引流砂。

3.铬矿砂熔点高，加入后难以熔化，随钢渣废弃，造成重金属污染。

4.用溜管加入需要配置一套机械装置，投资较大，且设备受热辐射影响大，维护费用高。

5.单一性能引流砂难以满足钢水温度高低、传搁时间(从钢水注入到流出的时间)长、精炼搅拌强等多种生产工艺参数的影响。

6.难以采用机器设备进行自动化作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢包引流砂开浇管、骨架装置及其使用方法，实现钢包引流砂定量化、引流砂多层结构、水平加入，操作劳动强度小、远离高温粉尘，自动开浇率高，适合机器自动加入的要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种钢包引流砂开浇管，设置于所述钢包上水口及上滑板内；其包括：本体，为一个头部封闭、尾部开口的管体；所述本体上部沿本体高度方向设至少一排通孔，每排至少设两个通孔，所述通孔沿圆周均匀分布；所述本体长度大于钢包上水口深度与上滑板内孔深度之和，且，通孔外露于所述钢包上水口上端口；所述本体通孔处设可将该通孔封闭且易熔的封闭材料；导管，设置于所述本体内、近所述通孔处，该导管上端面与所述通孔齐平或高于该通孔，该导管下端面低于所述通孔，所述导管下端面沿周向设环形固定板，该环形固定板外侧端与本体内壁密闭连接；盖体，活动设置于所述本体尾部开口端，可将本体尾部开口封闭。

进一步，所述本体内的导管下方设有一用于钢包水口开浇引流砂用的骨架装置，其包括至少一根固定杆及设置于固定杆上部的若干固定片；所述固定片沿固定杆杆身间隔设置。

优选的，所述本体通孔沿本体高度方向设1～6排，每排2～10个通孔，且沿圆周均匀分布；所述通孔距离本体底部的高度大于上水口深度和上滑板内孔深度之和。

优选的，所述本体内径比所述导管外径大2～30mm，所述本体外径比钢包上水口直径小3～30mm，骨架装置直径小于所述本体内径，所述本体的长度是钢包上水口和上滑板内孔厚度之和的1.2倍以上。

优选的，所述本体和导管的材质为钢、耐材或水泥，所述本体和导管上的环形固定板采用焊接、粘合或压合连接为一体结构，或通过模具一体化成型。

优选的，所述封闭材料为棉花球、纸、塑料膜或低熔点低于700度的金属薄膜。

本发明的一种用于钢包水口开浇引流砂用的骨架装置，其包括至少一根固定杆及设置于固定杆上部的若干固定片；所述固定片沿固定杆杆身间隔设置，所述固定片之间为平行布置或首尾相接呈W型布置。

优选的，所述固定片的成分重量百分比为：主料10-90％，辅料10-90％，外加粘合剂3～20％；其中，所述主料为氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化铬、氧化镁或氧化钙粉料中的一种，所述的辅料为碎石或砂子，碎石或砂子的粒度为1-5mm；所述碎石或砂子优选为氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化铬、氧化镁或氧化钙；所述粘合剂为在温度100度以上即可分解的低温粘结剂。

本发明所述的钢包引流砂开浇管的使用方法，其包括如下步骤：

1)把所述开浇管本体尾部的盖体拆下，把骨架装置从开浇管尾部开口处插入，骨架装置处于所述本体内的导管下方，把开浇管倒置，从本体尾部加入引流砂，用盖体把本体尾部封闭，再用封闭材料把本体侧壁的通孔封闭；已经加好引流砂的开浇管，倒置存放待用；

2)将钢包横卧，拉开下滑板，使下滑板和上滑板相通，将装载所述骨架装置的开浇管从下水口、经下滑板、上滑板插入上水口，关闭下滑板，覆盖于通孔的易熔的封闭材料融化；

3)将钢包竖直，高于通孔的引流砂从通孔均匀流出，填满所述本体和上水口、上滑板内孔的间隙，并形成上凸的扁圆锥体形状，至此，引流砂加入完毕，可以注入钢水。

优选的，所述开浇管内填充引流砂，其中，硅质引流砂填充至所述开浇管上最下面一排通孔下；硅质引流砂上填充铬质引流砂或喷补料，形成两层引流砂结构；或者，镁钙质引流砂填充至所述开浇管内高度对应所述上水口深度和上滑板内孔深度之和的二分之一以下；镁钙质引流砂上填充硅质引流砂至所述开浇管最下面一排通孔下；硅质引流砂上填充铬质引流砂或喷补料，形成三层引流砂结构。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1)本发明所述开浇管保持了引流砂烧结层对钢水冲刷的抵抗作用，避免钢水渗入引流砂，又利用所述开浇管预设了无强度的粉料层，降低了引流砂烧结层强度，使烧结层兼具坚硬和易碎的特点，易被钢水静压力压破，提高钢包水口自动开浇率。

2)采用本发明所述开浇管，引流砂仅需加至略高于钢包底平面，节约了引流砂使用量。

3)引流砂和骨架装置预先装在开浇管内，加入量一定，杜绝人为操作差异。

4)开浇管从钢包底部滑板处加入，不是从钢包上部加入，远离高温、粉尘，环境友好，操作安全性好。

5)用铬质引流砂抵抗钢水冲刷、用硅质引流砂起开浇作用，用镁钙质引流砂辅助脱氧、脱硫，用粉化的骨架降低烧结层强度，适应多工况的要求。

6)适合钢包加盖、卧包修理等无法或难以从上部加入引流砂的工况。

7)适合采用机器自动化安装。

8)烧结层受开浇管、固定片分隔形成的单块体积小，当钢包开浇、滑板打开时，引流砂及钢水的流态均匀，可有效避免开浇呕钢等生产事故。

附图说明

图1为目前钢厂通常采用的引流砂加入示意图；

图2为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例1的结构剖视图；

图3为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例2的结构剖视图；

图4为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例1的使用状态示意图；

图5为本发明所述骨架装置实施例1的结构示意图；

图6为本发明所述骨架装置实施例2的结构示意图；

图7为本发明所述骨架装置实施例3的结构示意图；

图8、图9为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例1插入钢包底部和滑板关闭的示意图；

图10为钢包竖直后引流砂流出的堆积效果示意图；

图11为本发明所述钢包引流砂开浇管中引流砂受高温形成的烧结层结构示意图；

图12～图14为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例2的工作过程示意图；

图15为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例2竖直后引流砂在钢包底部的分布示意图；

图16为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例2在使用初期钢水、烧结层、引流砂的结构示意图；

图17为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例2在使用后期钢水、烧结层、引流砂的结构示意图；

图18为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例3的结构示意图；

图19～图22为本发明所述钢包引流砂开浇管实施例3在使用初期至使用后期钢水、烧结层、引流砂的变化示意图。

具体实施方式

参见图2、图3，本发明所述的钢包引流砂开浇管，设置于所述钢包上水口10及上滑板20内；其包括：

本体1，为一个头部封闭、尾部开口的管体；所述本体1上部沿本体高度方向设至少一排通孔，每排至少设两个通孔11，所述通孔沿圆周均匀分布；所述本体1长度大于钢包上水口10深度与上滑板20内孔深度之和，且，通孔11外露于所述钢包上水口10上端口；所述本体1通孔11处设可将该通孔11封闭且易熔的封闭材料2；

导管3，设置于所述本体1内、近所述通孔11处，该导管3上端面与所述通孔11齐平或高于该通孔11，该导管3下端面低于所述通孔11，所述导管3下端面沿周向设环形固定板4，该环形固定板4外侧端与本体1内壁密闭连接；

盖体5，活动设置于所述本体1尾部开口端，将本体1尾部开口封闭。

进一步，所述本体1内的导管3下方设有一用于钢包水口开浇引流砂用的骨架装置，其包括至少一根固定杆6及设置于固定杆6上部的若干固定片7、7’；所述固定片7、7’沿固定杆6杆身间隔设置。

优选的，所述本体1通孔11沿本体高度方向设1～6排，每排2～10个通孔，且沿圆周均匀分布；所述通孔11距离本体1底部的高度大于上水口10深度和上滑板20内孔深度之和。

优选的，所述本体1内径比所述导管3外径大2～30mm，所述本体1外径比钢包上水口10直径小3～30mm，骨架装置直径小于所述本体1内径，所述本体1的长度是钢包上水口10和上滑板20内孔厚度之和的1.2倍以上。

优选的，所述本体1和导管3的材质为钢、耐材或水泥，所述本体1和导管3上的环形固定板4采用焊接、粘合或压合连接为一体结构，或通过模具一体化成型。

优选的，所述封闭材料2为棉花球、纸、塑料膜或低熔点低于700度的金属薄膜。

当本体尾部向上，由于导管和本体之间为封闭结构，通孔以上的引流砂不会流出通孔，通孔以下的引流砂，不会在本体和导管间的夹层内，由下往上流动，因此也不会流出通孔。

当本体水平放置时，由于通孔处设易熔的封闭材料，可以阻止引流砂微量流出。

参见图5，本发明所述的用于钢包水口开浇引流砂用的骨架装置，其包括至少一根固定杆6及设置于固定杆6上部的若干固定片7、7’；所述固定片7、7’沿固定杆6杆身间隔设置。

参见图5、图6，所述固定片7、7’串联设置于所述固定杆6上，且所述固定片7、7’之间为平行布置，其中，图2中固定片7、7’与固定杆6成一角度，呈倾斜布置。

参见图7，所述固定片7、7’串联设置于所述固定杆6上，且所述固定片7、7’之间为首尾相接呈W型布置。

所述固定片7的形状为圆形、椭圆形、长方形、方形或三角形。所述固定片的厚度为0.1～80mm。所述固定片之间的间距3～80mm。

优选的，所述固定片7的成分重量百分比为：主料10-90％，辅料10-90％，外加粘合剂3～20％；其中，所述主料为氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化铬、氧化镁或氧化钙粉料中的一种，所述的辅料为碎石或砂子，碎石或砂子的粒度为1-5mm；所述碎石或砂子优选为氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化铬、氧化镁或氧化钙；所述粘合剂为在温度100度以上即可分解的低温粘结剂。

参见图8、图9，使用时，将钢包50横卧，本发明所述开浇管本体1头部插入钢包下水口40、下滑板30，用一根钢管推动本体1尾部，直到本体1尾部进入上滑板20，关闭下滑板30。

将钢包50竖直，本体1随之竖直，由于本体1和钢包上水口10之间的间隙，本体1歪斜，不能保持垂直状态。引流砂100从本体1内流出，形成凸起的扁圆锥体的堆积形状，如图10所示。

钢水注入钢包50，引流砂100被熔削至下凹状态，在接触钢水的界面下0-80mm处形成烧结层101，如图11所示。

参见图12～图17，本发明所述的钢包引流砂开浇管的使用方法，其包括如下步骤：

1)把所述开浇管本体1尾部的盖体拆下，将把骨架装置从开浇管尾部开口处插入，骨架装置处于所述本体内的导管下方，把开浇管倒置，从本体尾部加入引流砂，用盖体把本体尾部封闭，再用封闭材料把本体侧壁的通孔封闭；已经加好引流砂的开浇管，倒置存放待用；

2)将钢包50横卧，拉开下滑板30，使下滑板30和上滑板20相通，将装载所述骨架装置的开浇管本体1从下水口40、经下滑板30、上滑板20插入上水口10，关闭下滑板30；

3)将钢包50竖直，开浇管随之竖直，引流砂从开浇管本体通孔流出，堆成上凸的扁圆锥体形状；至此，引流砂加入完毕，可以注入钢水；

4)钢水注入钢包50，开浇管本体1上部很快被钢水融化冲走，引流砂遇高温钢水，迅速烧结，在砂-钢界面形成坚固坚硬的烧结层，并向引流砂内部生长，直接接触流动钢水的引流砂烧结层被冲刷成上凸的弧状，骨架装置中的固定片7受热分解，变成无强度的粉末，把引流砂烧结层分割为数块；

5)随着时间的推移，钢水把引流砂烧结层上表面冲刷成下凹的形状，引流砂厚度增长，固定片7仍保持对引流砂烧结层的分割；

6)当下滑板30拉开，下滑板30的内孔和上滑板20的内孔对齐，形成贯通通道，上滑板20内孔和上水口10下部的引流砂仍保持颗粒状，从贯通通道落下，上水口10上部的引流砂失去支撑，在钢水的静压力作用下，被压碎垮塌，钢水从上水口10、下水口40的贯通通道中流出，钢包开浇成功。

参见图18～图22，在本实施例中，所述开浇管内填充的引流砂为三层引流砂结构；其中，镁钙质引流砂300填充至所述开浇管内高度对应所述上水口深度和上滑板内孔深度之和的二分之一以下；镁钙质引流砂300上填充硅质引流砂100至所述开浇管最下面一排通孔下；硅质引流砂100上填充铬质引流砂200，形成三层引流砂结构。

所述的钢包引流砂开浇管的使用方法，其包括如下步骤：

1)将钢包50横卧，拉开下滑板30，使下滑板30和上滑板20相通，将装载所述骨架装置的开浇管本体1从下水口40、经下滑板30、上滑板20插入上水口10，关闭下滑板30；

2)将钢包50竖直，开浇管随之竖直，铬质引流砂200从开浇管本体1通孔流出，堆成上凸的扁圆锥体形状；引流砂加入完毕，可以注入钢水；

3)钢水注入钢包50，开浇管本体1上部很快被钢水融化冲走，开浇管外的铬质引流砂200和开浇管内的硅质引流砂100遇高温钢水，迅速烧结，在砂-钢界面分别形成坚固坚硬的铬质引流砂烧结层201、硅质引流砂烧结层101；铬质引流砂烧结层201的强度高于硅质引流砂烧结层101，铬质引流砂烧结201和硅质引流砂烧结层101向引流砂内部生长，直接接触流动钢水的引流砂烧结层被冲刷成上凸的弧状，骨架装置中的固定片7受热分解，变成无强度的粉末，把引流砂烧结层分割为数块；

4)随着时间的推移，钢水把铬质引流砂烧结层201、硅质引流砂烧结层101上表面冲刷成下凹的形状，引流砂厚度增长，固定片7仍保持对引流砂烧结层的分割；

5)当下滑板30拉开，下滑板30的内孔和上滑板20的内孔对齐，形成贯通通道，铬质引流砂200、硅质引流砂100和镁钙质引流砂300仍保持颗粒状，从贯通通道落下，硅质引流砂烧结层101上表面受钢水静压力，下表面失去支撑，中间被固定片7分割为数块，迅速被压碎垮塌，钢水从上而下流动，再从上水口10、下水口40的贯通通道流出，钢包开浇成功。

铬质引流砂烧结层201强度、硬度高，在钢包开浇时不垮塌，留在上水口上沿，持续抵抗钢水冲刷，因此能保护上水口内壁，少受钢水冲刷，上水口使用寿命因此延长。

假设浇注一炉钢水用时40分钟，铬质引流砂烧结层201抵抗钢水冲刷20分钟，实际上水口承受冲刷20分钟，其使用寿命延长一倍，相关的劳动力、设备维护费用估算节约一半以上。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢包引流砂开浇管，设置于所述钢包上水口及上滑板内；其特征在于，包括：

本体，为一个头部封闭、尾部开口的管体；所述本体上部沿本体高度方向设至少一排通孔，每排至少设两个通孔，所述通孔沿圆周均匀分布；所述本体长度大于钢包上水口深度与上滑板内孔深度之和，且，通孔外露于所述钢包上水口上端口；所述本体通孔处设可将该通孔封闭且易熔的封闭材料；

导管，设置于所述本体内、近所述通孔处，该导管上端面与所述通孔齐平或高于该通孔，该导管下端面低于所述通孔，所述导管下端面沿周向设环形固定板，该环形固定板外侧端与本体内壁密闭连接；

盖体，活动设置于所述本体尾部开口端，可将本体尾部开口封闭。

2.如权利要求1所述的钢包引流砂开浇管，其特征在于：所述本体内的导管下方设有一用于钢包水口开浇引流砂用的骨架装置，其包括至少一根固定杆及设置于固定杆上部的若干固定片；所述固定片沿固定杆杆身间隔设置。

3.如权利要求1或2所述的钢包引流砂开浇管，其特征在于：所述本体通孔沿本体高度方向设1～6排，每排2～10个通孔，且沿圆周均匀分布；所述通孔距离本体底部的高度大于上水口深度和上滑板内孔深度之和。

4.如权利要求1所述的钢包引流砂开浇管，其特征在于，所述本体内径比所述导管外径大2～30mm，所述本体外径比钢包上水口直径小3～30mm，骨架装置直径小于所述本体内径，所述本体的长度是钢包上水口和上滑板内孔厚度之和的1.2倍以上。

5.如权利要求1所述的钢包引流砂开浇管，其特征在于：所述本体和导管的材质为钢、耐材或水泥，所述本体和导管上的环形固定板采用焊接、粘合或压合连接为一体结构，或通过模具一体化成型。

6.如权利要求1所述的钢包引流砂开浇管，其特征在于：所述封闭材料为棉花球、纸、塑料膜或低熔点低于700度的金属薄膜。

7.一种用于钢包水口开浇引流砂用的骨架装置，其特征在于：包括至少一根固定杆及设置于固定杆上部的若干固定片；所述固定片沿固定杆杆身间隔设置，所述固定片之间为平行布置或首尾相接呈W型布置。

8.如权利要求7所述的用于钢包水口开浇引流砂用的骨架装置，其特征在于：所述固定片的成分重量百分比为：主料10-90％，辅料10-90％，外加粘合剂3～20％；其中，所述主料为氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化铬、氧化镁或氧化钙粉料中的一种，所述的辅料为碎石或砂子，碎石或砂子的粒度为1-5mm；所述碎石或砂子优选为氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化铬、氧化镁或氧化钙；所述粘合剂为在温度100度以上即可分解的低温粘结剂。

9.如权利要求1所述的钢包引流砂开浇管的使用方法，其特征是，包括如下步骤：

1)把所述开浇管本体尾部的盖体拆下，把骨架装置从开浇管尾部开口处插入，骨架装置处于所述本体内的导管下方，把开浇管倒置，从本体尾部加入引流砂，用盖体把本体尾部封闭，再用封闭材料把本体侧壁的通孔封闭；已经加好引流砂的开浇管，倒置存放待用；

2)将钢包横卧，拉开下滑板，使下滑板和上滑板相通，将装载所述骨架装置的开浇管从下水口、经下滑板、上滑板插入上水口，关闭下滑板，覆盖于通孔的易熔的封闭材料融化；

3)将钢包竖直，高于通孔的引流砂从通孔均匀流出，填满所述本体和上水口、上滑板内孔的间隙，并形成上凸的扁圆锥体形状，至此，引流砂加入完毕，可以注入钢水。

10.如权利要求9所述的钢包引流砂开浇管的使用方法，其特征是，所述开浇管内填充引流砂，其中，硅质引流砂填充至所述开浇管最下面一排通孔下；硅质引流砂上填充铬质引流砂或喷补料，形成两层引流砂结构；或者，镁钙质引流砂填充至所述开浇管内高度对应所述上水口深度和上滑板内孔深度之和的二分之一以下；镁钙质引流砂上填充硅质引流砂至所述开浇管最下面一排通孔下；硅质引流砂上填充铬质引流砂或喷补料，形成三层引流砂结构。

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