CN204035547U - 一种连铸中间包透气上水口座砖 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连铸中间包透气上水口座砖，包括上水口座砖本体，上水口座砖本体包括一体成形的上凸台和下凸台，下凸台的外径小于上凸台的外径，透气环和气室盒位于上水口座砖本体的上凸台内，透气环的圆环宽度从下端至上端逐渐减小，所述的进气管呈L形，吹入氩气后，在上水口周围形成环形的气幕屏障，对即将进入上水口的钢液进行气洗，促进夹杂物上浮和去除，同时减少了板坯连铸机生产低碳铝镇静钢时中间包上水口内壁附着夹杂物造成的套眼问题，提高了中间包的连浇炉数，由6～8炉同比提高到10～12炉，同比降低连铸耐材成本40%以上。

Description

一种连铸中间包透气上水口座砖

技术领域

本实用新型涉及一种连铸中间包透气上水口座砖，属于钢铁冶金中连铸工艺技术领域。

背景技术

板坯连铸机生产低碳铝镇静钢钢种时，由于钢水中AI₂O₃等夹杂物较多，容易造成中间包上水口或浸入式水口套眼，严重时甚至堵塞，浸入式水口套眼后可在线更换，而中间包上水口套眼后无法在线更换，使得连铸机被迫停浇，因此中间包上水口套眼问题是制约连铸中间包连浇炉数提高的主要问题，同时钢水中夹杂物对铸坯质量影响重大。近年来，连铸中间包气幕挡墙技术被逐步推广应用，其原理是：利用与钢液流动方向垂直的条形气幕挡墙置于中间包底的湍流控制器与上水口之间的某一位置，吹入氩气，氩气透过气幕挡墙上浮形成一道微气泡气幕屏障，这些微气泡将夹杂物扑捉、上浮，从而被渣层所吸附，达到去除夹杂物净化钢液的目的。现有条形气幕挡墙技术虽然能起到净化钢液的目的，但不能有针对性预防和控制因上水口套眼问题造成的事故停浇和铸坯质量缺陷，使其作用范围受限，导致连铸机浇注低碳铝镇静钢的中间包连浇炉数低、生产成本高，铸坯合格率低。

中国专利文献CN201276579（专利号：200820174238.6）公开了一种转炉出钢气幕挡渣装置。包括转炉炉衬、出钢口座砖、耐火泥料和出钢口套管;出钢口套管的外套管由大直径袖砖和其下部的大直径圆筒组成,内套管由小直径袖砖和其外侧的小直径圆筒组成,在大直径袖砖和小直径袖砖内部设有钢水通道,在大直径圆筒与小直径圆筒之间设有环形气体通道,在大直径袖砖下端与小直径袖砖上端之间设有环形狭缝,钢制气室与大直径圆筒和小直径圆筒一体连接,钢制气室经环形气体通道、环形狭缝与钢水通道连通,钢制气室经进气管与气源连通;所述环形狭缝与钢水通道的内壁夹角B为20°～80°。在出钢口内形成气幕封阻钢渣流出,提高钢水洁净度,减少了耐材消耗,降低了成本。该转炉出钢气幕挡渣装置用于转炉出钢挡渣工艺中的“气动挡渣”的一种装置，存在以下技术缺陷：氩气通过该装置形成的气幕用于把钢液中的钢渣阻挡于转炉内，无捕获、去除夹杂物的功能，挡渣成功率低，环缝易渗钢、堵塞，生产应用效果差。

中国专利文献CN201455253U（专利号：200920016943.8）公开了一种在炼钢生产过程中使用的一种新型钢水罐水口座砖，为筒状结构,由上部圆台体、中部圆柱体、下部的圆台体组成，上部圆台体通道入口直径D1为150～240mm,下部连接的圆柱体通道直径D2为80～100mm。上部圆台体的高度L1为80～200mm。该水口座砖应用于钢水罐，虽然在一定程度上提高了钢水罐水口座砖使用寿命，降低钢水罐砌筑成本，减轻劳动强度，提高钢水罐作业率，但该水口座砖中无透气元件，没有去除夹杂物、净化钢液的功能。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种连铸中间包透气上水口座砖，该座砖对进入上水口的钢液进行气洗，促进夹杂物上浮和去除，同时减少了板坯连铸机生产低碳铝镇静钢时中间包上水口内壁附着夹杂物造成的套眼问题，提高了中间包的连浇炉数，由6～8炉同比提高到10～12炉，同比降低连铸耐材成本40%以上。

一种连铸中间包透气上水口座砖，包括上水口座砖本体，上水口座砖本体的中部设置有上下贯穿的上水口安装孔，上水口座砖本体内设置有圆环形的透气环和环形的气室盒，其特征在于，所述的气室盒位于透气环的底部并与透气环连通，气室盒的底部连接有进气管，所述的上水口座砖本体包括一体成形的上凸台和下凸台，下凸台的外径小于上凸台的外径，透气环和气室盒位于上水口座砖本体的上凸台内，所述透气环的圆环宽度从下端至上端逐渐减小。

本实用新型的连铸中间包透气上水口座砖的透气环成型于上水口座砖本体的上凸台内，吹入氩气后，氩气透过透气环在上水口周围形成环形的气幕屏障，对即将进入上水口的钢水进行气洗，促进了夹杂物上浮和去除，有效减缓了上水口套眼问题，提高了板坯连铸机中间包生产低碳铝镇静钢的连浇炉数。

本实用新型优选的，所述的进气管呈L形，一端连接在气室盒的底部，另一端从上凸台的底部穿出，并且通过内接头与连接管连接，位于上水口座砖本体的下凸台的外侧。

本实用新型优选的，所述上水口座砖本体采用刚玉质浇注料浇注成型，刚玉质浇注料的耐火度≥1790℃，体积密度≥2.9g/cm³，常温耐压强度≥80Mpa，刚玉质浇注料中AL₂O₃含量≥93%。

本实用新型优选的，所述透气环的上端圆环宽度a为20～25mm，下端圆环宽度b比上端圆环宽度a大5～7mm，透气环的高度H为60～90mm。

本实用新型优选的，所述气室盒整体为圆环形，气室盒采用金属盒一体成型，金属盒的横截面为矩形，矩形的的宽度m为25～35mm，高度n为15～20mm。

本实用新型优选的，所述的上水口座砖本体的上凸台外形为圆柱形，下凸台外形为圆柱形，上凸台的外径D为360～380mm，下凸台的外径d为280～300mm，下部凸台高度h为100～150mm。

本实用新型优选的，上水口座砖本体上凸台的上端高出中间包包底工作衬上表面。

进一步优选，上水口座砖本体上凸台的上端高出中间包包底工作衬上表面的高度Z为5～10mm。

本实用新型的进气管、连接管材质均为耐热不锈钢，规格为4分管。

本实用新型的透气上水口座砖的透气环的圆环宽度从下端至上端逐渐减小，透气环的上端圆环宽度a为20～25mm，下端圆环宽度b比上端圆环宽度a大5～7mm，透气环的高度H为60～90mm，是基于本实用新型的任务：提高氩气泡密集度，提高氩气泡捕获、去除夹杂物的能力而特定选择的，是本领域的技术人员经过长期的实验摸索得到的，本实用新型上水口座砖的透气环高度较小，使得氩气透过透气环的阻力减小、形成的氩气泡上升速度增大，而透气环的圆环宽度从下端至上端逐渐减小，又使得氩气透过透气环形成的氩气泡密集度增大，由此提高了氩气泡捕获、去除夹杂物的能力，使得连铸坯中的夹杂物数量比应用对比文件出钢水口座砖同比减少20%以上，同时减少了中间包上水口内壁附着夹杂物造成的套眼问题，提高了中间包连浇炉数，由应用对比文件中出钢水口座砖的6～8炉，同比提高10～12炉。

本实用新型的透气上水口座砖本体的下凸台的外径小于上凸台的外径，上凸台的外径D为360～380mm，，下凸台的外径d为280～300mm，是基于本实用新型的任务而特定选择的，是本领域的技术人员经过长期的实验摸索得到的，且上水口座砖本体采用刚玉质浇注料浇注成型，本实用新型的透气上水口座砖本体采用刚玉质浇注料浇注成型，耐高温钢水侵蚀、冲刷，侵蚀速率比对比文件中出钢水口座砖同比减少30%以上，使得透气环的高度降低后，既满足了使用寿命要求，又降低上水口座砖生产成本25%以上。

本实用新型的进气管呈“L”形，一端连接在气室盒的底部，另一端从上凸台的底部穿出，并且通过内接头与连接管连接，位于上水口座砖本体的下凸台的外侧。本实用新型上水口座砖的的进气管形状及位置设计，使得进气管、连接管埋设于中间包包底永久衬内，并从包底的侧部穿出，该安装方法安全可靠，可有效地避免进气管、连接管漏气引发的漏钢、穿包事故。

本实用新型的连铸中间包透气上水口座砖的安装方法，包括以下步骤：

1）中间包永久衬浇注施工：先在安装上水口座砖的位置安置上水口座砖施工胎模，采用高铝质浇注料浇注中间包包底永久衬，待浇注到连接管在中间包包底永久衬内的安装位置处，铺设连接管袖砖，继续浇注，至完成中间包包底永久衬；在中间包包底永久衬上面安置永久衬施工胎模，浇注中间包包壁永久衬，中间包永久衬浇注成型；将中间包永久衬自然养生12-18小时，先小火烘烤20-24小时，然后中火烘烤20-24小时，再大火烘烤20-24小时，停火后自然冷却，取出永久衬施工胎模、上水口座砖施工胎模；

2）安装、固定中间包上水口；中间包工作衬的浇注及中间包上水口的安装、固定按照现有技术进行。

3）将透气上水口座砖本体的内腔表面涂抹刚玉质耐火泥，上水口座砖本体的下凸台朝下，从上至下套装在上水口上，下压上水口座砖本体，直至上水口座砖本体上凸台的上端高出中间包包底工作衬上表面的高度z为5～10mm，然后将连接管从中间包的外侧套装于连接管袖砖内，再将连接管通过内接头与气管连接；

4）将镁质捣打料填入上水口座砖本体与中间包包底永久衬之间的间隙内，采用捣打器均匀振动、捣实，然后在中间包永久衬上涂抹镁质涂抹料工作衬；

5）于烘烤位烘烤中间包工作衬，先小火烘烤20-30分钟，然后中火烘烤0.5-1.5小时，再大火烘烤2～3小时；

6）烘烤完毕后，将中间包转移到浇注位，快速将连接管延伸出中间包包底永久衬的一端通过外接头与气源管路连接，所述的气源管路上依次设置单向阀、流量计、压力表、减压阀、气源，连铸中间包透气上水口座砖安装完毕。

本实用新型优选的，所述连接管在中间包包底永久衬内的安装位置与中间包包底底部的距离x为50～100mm。

所述的上水口座砖施工胎模选用钢模，所述的上水口座砖施工胎模呈上端圆直径大于下端圆直径的圆台形，上端圆的直径￠1为360～420mm，下端圆直径￠2为350～400mm。

所述的连接管袖砖，选用现有技术生产的高铝质袖砖，外形为方形或圆形，中心有通孔，通孔直径￠为18～20mm。

所述的小火烘烤是指火焰高度为中间包内腔高度的2／3，中火烘烤是指火焰高度大于中间包内腔高度1～10mm，大火烘烤是指火焰高度大于中间包内腔高度并反弹出中间包包沿200～300mm。大火火焰有力,火焰波及整个中间包内腔。

所述的刚玉质耐火泥、镁质捣打料、镁质涂抹料、高铝质浇注料均为常规原料，市购产品。

本实用新型的有益效果：本实用新型连铸中间包透气上水口座砖，吹入氩气后，在中间包上水口周围形成环形的气幕屏障，对即将进入上水口的钢水进行气洗，促进了夹杂物上浮和去除，有效减缓了上水口套眼问题，提高了板坯连铸机中间包生产低碳铝镇静钢的连浇炉数。

本实用新型在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂板坯连铸机中间包上应用，生产超低碳DDQ级冷轧钢带，中间包连浇炉数由6～8炉提高到10～12炉，LHG2钢材中夹杂物控制在1.5级以下的比例提高到92.4%以上，同比降低连铸耐材成本40%以上。

附图说明

图1为本实用新型连铸中间包透气上水口座砖结构示意图。

图2为本实用新型透气环结构示意图。

图3为本实用新型气室盒结构示意图。

图4为本实用新型透气上水口座砖安装在连铸中间包中的结构示意图。

图中，1、透气环；2、气室盒；3、上水口座砖本体；4、进气管；5、内接头；6、连接管；7、外接头；8、单向阀；9、流量计；10、压力表；11、减压阀；12、气源；13、上水口；h、上水口座砖本体下凸台的高度；H、透气环的垂直高度；a、透气环的上端圆环宽度；b、透气环的下端圆环宽度；m.、气室盒的宽度；n、气室盒的高度。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型进一步说明，但不仅限于此。

实施例1：

一种连铸中间包透气上水口座砖，如图1、图2、图3、图4所示，包括上水口座砖本体3，上水口座砖本体3采用刚玉质浇注料浇注成型，刚玉质浇注料的耐火度≥1790℃，体积密度≥2.9g/cm³，常温耐压强度≥80Mpa，刚玉质浇注料中AL₂O₃含量≥93%，上水口座砖本体的中部设置有上下贯穿的上水口安装孔，上水口座砖本体3内设置有圆环形的透气环1和环形的气室盒2，气室盒2位于透气环1的底部并与透气环1连通，气室盒2的底部连接有进气管4，上水口座砖本体3包括一体成形的上凸台和下凸台，下凸台的外径小于上凸台的外径，上水口座砖本体3的上凸台外形为圆柱形，下凸台外形为圆柱形，上凸台的外径D为360mm，，下凸台的外径d为280mm，下部凸台高度h为150mm。水口座砖本体3上凸台的上端高出中间包包底工作衬上表面的高度Z为5mm。

透气环1和气室盒2位于上水口座砖本体的上凸台内，透气环1的圆环宽度从下端至上端逐渐减小，透气环1的上端圆环宽度a为20mm，下端圆环宽度b比上端圆环宽度a大5mm，透气环1的高度H为60mm。气室盒2整体为圆环形，气室盒2采用金属盒一体成型，金属盒的横截面为矩形，矩形的的宽度m为25mm，高度n为15mm。进气管4呈L形，一端连接在气室盒2的底部，另一端从上凸台的底部穿出，并且通过内接头5与连接管6连接，位于上水口座砖本体3的下凸台的外侧。所述进气管4、连接管6材质均为耐热不锈钢，规格为4分管。连接管6延伸出中间包包底永久衬的一端通过外接头7与气源管路连接，所述的气源管路上依次设置单向阀8、流量计9、压力表10、减压阀11、气源12。

实施例2、

如实施例1所述的连铸中间包透气上水口座砖，不同之处在于：

透气环1的上端圆环宽度a为25mm，下端圆环宽度b比上端圆环宽度a大7mm，透气环1的高度H为90mm。

气室盒2整体为圆环形，内部气室采用金属盒一体成型，金属盒的横截面为矩形，矩形的的宽度m为35mm，高度n为20mm。

上水口座砖本体3的上凸台的外径D为380mm，下凸台的外径d为300mm，下部凸台高度h为100mm。上水口座砖本体3上凸台的上端高出中间包包底工作衬上表面Z为10mm。

实施例3、

如实施例1所述的连铸中间包透气上水口座砖，不同之处在于：

透气环1的上端圆环宽度a为23mm，下端圆环宽度b比上端圆环宽度a大6mm，透气环1的高度H为75mm。

气室盒2整体为圆环形，内部气室采用金属盒一体成型，金属盒的横截面为矩形，矩形的的宽度m为30mm，高度n为18mm。

上水口座砖本体3的上凸台的外径D为370mm，下凸台的外径d为290mm，下部凸台高度h为120mm。上水口座砖本体3上凸台的上端高出中间包包底工作衬15上表面Z为8mm。

实验例

对比例1：中国专利文献CN202239612U（专利号：201120338035.8）公开的一种出钢水口座砖。

将实施例1-2的水口座砖与对比例1的水口座砖的生产成本及连接管更换费用进行对比，本实用新型的水口座砖成本低廉，更换连接管费用更低，采用本实用新型实施例1-2的水口座砖与对比例1的水口座砖应用在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂板坯连铸机中间包上，在同等工艺条件下，应用本实用新型实施例1-2的水口座砖生产出的LHG2钢材中夹杂物更少，生产超低碳DDQ级冷轧钢带，中间包连浇炉数由6～8炉提高到10～12炉，LHG2钢材中夹杂物控制在1.5级以下的比例提高到92.4%以上，对比结果见表1。

表1

Claims (8)

1.一种连铸中间包透气上水口座砖，包括上水口座砖本体、透气环和气室盒，上水口座砖本体的中部设置有上下贯穿的上水口安装孔，上水口座砖本体内设置有圆环形的透气环和环形的气室盒，其特征在于，所述的气室盒位于透气环的底部并与透气环连通，气室盒的底部连接有进气管，所述的上水口座砖本体包括一体成形的上凸台和下凸台，下凸台的外径小于上凸台的外径，透气环和气室盒位于上水口座砖本体的上凸台内，所述透气环的圆环宽度从下端至上端逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的连铸中间包透气上水口座砖，其特征在于，所述的进气管呈L形，一端连接在气室盒的底部，另一端从上凸台的底部穿出，并且通过内接头与连接管连接，位于上水口座砖本体的下凸台的外侧。

3.根据权利要求1所述的连铸中间包透气上水口座砖，其特征在于，所述透气环的上端圆环宽度a为20～25mm，下端圆环宽度b比上端圆环宽度a大5～7mm，透气环的高度H为60～90mm。

4.根据权利要求1所述的连铸中间包透气上水口座砖，其特征在于，所述气室盒整体为圆环形，气室盒采用金属盒一体成型，金属盒的横截面为矩形，矩形的的宽度m为25～35mm，高度n为15～20mm。

5.根据权利要求1所述的连铸中间包透气上水口座砖，其特征在于，所述的上水口座砖本体的上凸台外形为圆柱形，下凸台外形为圆柱形。

6.根据权利要求5所述的连铸中间包透气上水口座砖，其特征在于，上凸台的外径D为360～380mm，下凸台的外径d为280～300mm，下部凸台高度h为100～150mm。

7.根据权利要求1所述的连铸中间包透气上水口座砖，其特征在于，上水口座砖本体上凸台的上端高出中间包包底工作衬上表面。

8.根据权利要求7所述的连铸中间包透气上水口座砖，其特征在于，上水口座砖本体上凸台的上端高出中间包包底工作衬上表面的高度Z为5～10mm。