CN209632115U - 一种用于钢包的环形气幕挡墙及吹氩冶金装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于钢包的环形气幕挡墙及吹氩冶金装置，包括环形气幕挡墙本体(1)、弥散式透气环(2)、气室(3)、进气管(4)，环形气幕挡墙本体(1)内设置有弥散式透气环(2)，弥散式透气环的上部伸出环形气幕挡墙本体(1)的上表面，气室(3)通过埋设胎模一次成型于弥散式透气环的底部，气室(3)的侧部连接有进气管(4)，进气管的一端与气室连通，另一端从气幕挡墙本体(1)的侧部伸出，其特征在于，在连铸钢包浇注过程中，钢包弥散环透气上水口座砖全程吹氩，具有净化钢包内钢液、抑制钢包浇注下渣两个吹氩冶金功能。

Description

一种用于钢包的环形气幕挡墙及吹氩冶金装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于钢包的环形气幕挡墙，属于钢铁冶金钢包吹氩冶金工艺技术领域。

背景技术

为了提高钢水洁净度和可浇性，开发优质钢种，钢铁企业在炼钢之后都要采用不同的炉外精炼工艺对钢液做进一步处理。冶炼钢种不同，炉外精炼的时间也存在差异，一般高品质钢的精炼处理时间都在40分钟以上，其中钢包精炼后期一般进行“软吹”操作，即以一定的小气量对熔池进行弱搅拌8分钟以上，以促进夹杂物上浮、去除，“软吹”之后，钢液还需要经过5-10分钟“静置”时间，方可吊装上连铸回转台进行浇注。但在实际生产中存在以下问题或不足：精炼时间长，造成炉机不匹配，成为影响炼钢产能的限制性环节；国内许多大型钢铁公司由于生产节奏的要求，无法保证足够的“软吹”和“静置”时间，从而导致钢液中的夹杂物无法得到有效去除，造成铸坯质量缺陷。

中国专利文献CN201070669Y(专利号：200720151456.3)公开一种气幕挡墙，具有透气材料制成的墙体；所述墙体与压气供应源相连，其特征在于：所述墙体为环形，分别环绕在中间包各个水口周围设置，所述墙体通过成型在其上的连接孔与所述压气供应源相连。其能够经济的解决对注入的钢水完全气洗。该专利技术的不足：墙体全部由一种透气材料制备, 体积密度小，强度低，不抗侵蚀、冲刷，使用寿命低，难以用于批量化工业化生产。

中国专利文献CN104028739B(专利号：201410274221.8)公开了一种钢包透气上水口座砖及其控制钢包下渣的方法，包括上水口座砖本体、透气陶瓷棒、气室盒、进气管，上水口座砖本体的中部自上而下设置有流钢孔、上水口安装孔，上水口座砖本体内设置有圆环形均匀布置的透气陶瓷棒和环形的气室盒，气室盒的底部连接有进气管，在钢包内钢液处于低液位时，从进气管开始吹入氩气，控制钢包上水口发生涡流卷渣问题。该专利主要针对钢包浇注末期抑制钢包水口卷渣问题。该专利存在以下不足：氩气透过透气陶形成的氩气泡大、密集度小，且只在钢包浇注末期吹入氩气，没有全程吹氩去除夹杂物的冶金功能。

中国专利文献CN104525929A(专利号：201410805369)公开一种钢包底部环出钢口吹氩控制钢包下渣的方法，是在钢包底部出钢口周围设置宽度为50～300mm的透气砖，当钢包内钢水浇注液面高度为150～400mm时，透过环形透气砖向钢包内吹入氩气。该专利主要针对钢包浇注末期抑制钢包水口下渣问题。该专利存在以下不足：未对环形透气砖的结构作详细描述，且只在钢包浇注末期吹入氩气，没有全程吹氩及促进夹杂物上浮、去除的冶金功能。

中国专利文献CN107225231A(专利号201710575311.4)公开了一种连铸中间包环形气幕挡墙，包括气幕挡墙本体(1)、弥散式透气环(2)、气室(3)、进气管(4)，气幕挡墙本体呈圆环形，其中部设置有圆柱形安装孔，气幕挡墙本体(1)内设置有环形的弥散式透气环(2)，弥散式透气环的上部伸出气幕挡墙本体(1)的上表面，气室(3)成型于弥散式透气环的底部，气室的侧部连接有进气管(4)，进气管的一端与气室连通，另一端从气幕挡墙本体的侧部伸出，进气管连接金属管件(8)与外部氩气气源连通，吹入氩气，在上水口座砖周围形成环状气幕屏障，对即将进入中间包上水口的钢液全部气洗，提高了夹杂物去除率。该专利主要针对连铸中间包内钢液的夹杂物去除。该专利技术的不足：弥散式透气环采用机压成型，透气均匀性差，影响吹氩冶金效果，体积密度小，影响使用寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种用于钢包的环形气幕挡墙，套装于钢包上水口座砖上，本实用新型通过环形气幕挡墙本体内设置弥散式透气环，在连铸钢包浇注过程中，全程吹入氩气，且根据钢包内钢水净重(钢包内钢液面)的变化，自动调整氩气流量，氩气透过弥散式透气环形成微小氩气泡，在钢包上水口周围形成环状气幕屏障，对即将进入钢包上水口的钢液进行气洗，促进夹杂物上浮和去除，且在钢包浇注后期，有效抑制汇流旋涡及排流沉坑引起的钢包下渣，同时解决了钢包内钢液面持续降低的条件下、因吹氩流量调整不及时、吹破钢渣面引发的钢水卷渣问题，应用本实用新型比应用对比例CN201070669Y(专利号：200720151456.3)钢包中的钢水浇余量同比减少17％以上，连铸坯试样电解夹杂物重量同比减少23％以上。

一种用于钢包的环形气幕挡墙，包括环形气幕挡墙本体(1)、弥散式透气环(2)、气室 (3)、进气管(4)，环形气幕挡墙本体(1)的横截面呈圆环形，环形气幕挡墙本体(1)的中部设置有安装孔(5)，环形气幕挡墙本体(1)内设置有弥散式透气环(2)，弥散式透气环的上部伸出环形气幕挡墙本体(1)的上表面，气室(3)设置于弥散式透气环的底部，气室(3)的侧部连接有进气管(4)，进气管的一端与气室连通，另一端从气幕挡墙本体(1) 的侧部伸出。在连铸钢包浇注过程中，钢包弥散环透气上水口座砖全程吹氩，具有净化钢包内钢液、抑制钢包浇注下渣两个吹氩冶金功能。

优选的，气室(3)通过埋设胎模一次成型于弥散式透气环的底部。

本实用新型所述弥散式透气环(2)以高纯刚玉、莫来石等为主原料，采用等静压成型、中温烧成工艺生产，体积密度≥2.80g/cm³，弥散环中的透气孔均匀、弥散分布，氩气透过弥散式透气环形成连续、均匀分布的微小氩气泡(水模实验测定气泡的直径＜1mm)，优于中国专利文献CN201070669Y(专利号：200720151456.3)所述由一种透气材料制备的墙体,体积密度小、强度低，使用寿命低的技术难题，优于中国专利文献CN107225231A(专利号201710575311.4)机压成型生产的刚玉质弥散式透气环，解决了机压成型生产的弥散式透气环透气性不匀、体积密度小等质量缺陷，优于中国专利文献CN104028739B(专利号：201410274221.8)所述的透气陶瓷棒，解决了氩气透过透气陶瓷棒形成的氩气泡直径大、密集度小等性能不足，应用本实用新型比应用对比例CN104028739B(专利号：201410274221.8) 钢包中的钢水浇余量同比减少7％以上，连铸坯试样电解夹杂物重量同比减少33％以上。

所述等静压成型工艺，是将待压试样置于高压容器中，利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对试样进行均匀加压，当液体介质通过压力泵注入压力容器时，根据流体力学原理，其压强大小不变且均匀地传递到各个方向。此时高压容器中的粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的。通过上述方法使瘠性粉料成型致密坯体的方法称为等静压法。本实用新型所述的等静压成型工艺采用现有技术。

本实用新型优选的，所述环形气幕挡墙本体(1)的高度H为150～250mm。

本实用新型优选的，所述环形气幕挡墙本体(1)，刚玉浇注料浇注成型，体积密度≥3.0g/cm³，高温抗折强度≥12Mpa，高温耐压强度≥80Mpa，AL₂O₃含量≥92％，Cr₂O₃含量≥2％。

本实用新型优选的，所述弥散式透气环(2)，其横剖面呈圆环形、纵剖面呈直角梯形，圆环下部宽度x为55～65mm，上部宽度y为50～60mm，高度h为100～200mm。

本实用新型优选的，所述弥散式透气环中部安装孔(5)，其横剖面呈圆形，圆的直径大小与套装于钢包上水口座砖(7)的直径大小配合设计，且下部圆直径D2比上部圆直径D1大2～3mm，便于脱模。

本实用新型优选的，所述弥散式透气环(2)的上端伸出所述环形气幕挡墙本体(1)上表面的高度z为5～10mm。

本实用新型优选的，所述弥散式透气环(2)侧壁的下端与环形气幕挡墙本体(1)侧壁的距离a为20～30mm。

本实用新型优选的，所述气室(3)整体为圆环形，气室的纵剖面为半圆形，其半径R为10～11mm，气室(3)上设置进气管安装孔(6)，进气管安装孔的直径d为12～13mm。优选的，进气管安装孔的直径d为12mm。

本实用新型所述进气管(4)、进气连接金属管(9)材质均为耐热不锈钢圆管，规格尺寸为￠12×1.3(外径为12mm，壁厚为1.3mm)。

本实用新型用于钢包的环形气幕挡墙的弥散式透气环，采用等静压成型工艺生产，下部宽度x为55～65mm，上部宽度y为50～60mm，高度h为100～200mm，弥散式透气环的上端伸出所述环形气幕挡墙本体(1)上表面的高度z为5～10mm等设计，是基于本实用新型的任务：提高弥散式透气环的透气均匀性和氩气泡密集度，提高氩气泡捕获、去除夹杂物的能力，抑制汇流旋涡及排流沉坑引起的钢包下渣、便于弥散式透气环的定位准确、实现弥散式透气环与本体寿命同步而特定选择的，是本领域的技术人员经过大量的水模实验研究和生产试验摸索得到的，其中弥散式透气环采用等静压成型工艺生产，解决了现有机压成型生产的弥散式透气环透气性不匀、体积密度小等质量缺陷，使得氩气透过弥散式透气环形成连续的、密集度大的微小氩气泡，氩气泡全部向上运动，在钢包上水口周围形成环状气幕屏障，对即将进入钢包上水口的钢液进行气洗，促进夹杂物上浮和去除，并在钢包浇注后期，有效抑制汇流旋涡及排流沉坑引起的钢包下渣，不仅提高了钢水的洁净度，而且减少了钢包内钢水浇余量；弥散式透气环的宽度设计是根据不同宽度透气环的夹杂物去除效果和产生旋涡的临界高度的水模实验研究结果、定位空间尺寸要求和成型质量要求综合研究设定的，弥散式透气环的高度设计，是基于钢包下线小修测量钢包上水口座砖本体和弥散式透气环的侵蚀残厚尺寸而设定的，以保证弥散式透气环与钢包上水口座砖本体、钢包渣线工作衬的使用寿命同步；弥散式透气环的上端伸出所述钢包上水口座砖本体上表面设计，解决了钢包弥散式透气环透气上水口座砖浇注生产中的弥散式透气环的定位难题。

本实用新型所述用于钢包的环形气幕挡墙的安装方法，采用现有技术安装钢包上水口座砖(7)，在钢包上水口座砖(7)外壁上涂抹10～15mm厚的刚玉质火泥，将钢包环形气幕挡墙的安装孔(5)套装于钢包上水口座砖的外壁(7)上部，使得钢包环形气幕挡墙本体(1) 的上表面与钢包包底工作衬(12)的工作面平齐，再将进气连接金属管(8)的一端与进气管(4)连接，另一端从钢包包壳(9)的包底穿出，然后采用钢包工作衬浇注料将钢包上水口座砖安装地坑(10)浇注、填平，至此完成钢包环形气幕挡墙的安装，待当钢包座到连铸机大包回转台后，将进气连接金属管(8)与氩气气源连通。

所述钢包工作衬浇注料为现有技术生产的刚玉-尖晶石浇注料。

本实用新型还提供一种利用上述钢包的环形气幕挡墙的吹氩冶金装置，其特征在于，在氩气流量控制上设置一套氩气管路系统和电气控制系统，引入钢包内钢水称重信号，根据钢包内钢水净重的变化，线性调整氩气流量，解决了钢包内钢水液面持续降低的条件下、因吹氩流量调整不及时、吹破钢水渣面引发的钢水卷渣问题。

所述氩气管路系统，如图6所示，分为主吹支路和手动旁路，其中主吹支路包括第一球阀14a、气体过滤器15、第一压力表16a、第二球阀14b、压力变送器17、电磁阀18、冶金专用质量流量控制器19、单向阀20、第二压力表16b、减压阀21、第三球阀14c，手动旁路包括第四球阀14d、手动调节阀22，手动旁路的前端安装于第一压力表16a和第二球阀14b之间，手动旁路的末端安装于单向阀20和第二压力表16b之间，与主吹支路的第二球阀14b、压力变送器17、电磁阀18、冶金专用质量流量控制器19、单向阀20并联；用于主吹支路出现故障后、手动操作应用，管路元件连接关系，氩气管路系统定位于控制柜内，氩气管路系统中的压力变送器17、减压阀21，具有机械式和电子式双重压力自动补偿功能，入口压力任意波动，出口压力自适应，不受背压扰动影响。

所述电气控制系统，包括吹氩控制系统PLC、触摸屏、上位机操作系统、网路交换机、连铸基础自动化系统，各系统通过以太网通讯与网路交换机连接，钢包内钢水称重系统收集、发送钢包内钢水重量到连铸基础自动化系统，通过以太网通讯、网路交换机上传到吹氩控制系统PLC，如图7所示。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，或者选用现有技术的控制系统。

所述吹氩控制系统PLC收集第一压力表(16a)压力值、冶金专用质量流量控制器(19) 流量值、第二压力表(16b)压力值和钢包内钢水重量值，并执行吹氩控制系统PLC的氩气流量自动控制指令，根据钢包内钢水净重的变化，自动调整氩气流量。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型钢包的环形气幕挡墙本体内设置弥散式透气环，在氩气流量控制上设置一套氩气管路系统和电气控制系统，在连铸钢包浇注过程中，全程吹入氩气，且根据钢包内钢水净重的变化，自动调整氩气流量，氩气透过弥散式透气环形成微小氩气泡，大部分氩气泡向上运动，在钢包上水口周围形成环状气幕屏障，对即将进入钢包上水口的钢液进行气洗，促进夹杂物上浮和去除，并在钢包浇注后期，有效抑制汇流旋涡及排流沉坑引起的钢包下渣，又解决了钢包内钢液面持续降低的条件下、因吹氩流量调整不及时、吹破钢渣面引发的钢水卷渣问题，应用本实用新型不仅提高了钢水的洁净度，而且减少了钢包内钢水浇余量，应用本实用新型比应用对比例CN201070669Y(专利号：200720151456.3)钢包中的钢水浇余量同比减少17％以上，连铸坯试样电解夹杂物重量同比减少23％以上。

2)本实用新型所述弥散式透气环，圆环的高度h为100～200mm，以高纯刚玉、莫来石等为主原料，采用等静压成型工艺生产，使得体积密度≥2.80g/cm³，使得弥散环中的透气孔均匀、弥散分布，氩气透过弥散式透气环形成连续、均匀分布的微小氩气泡(水模实验测定气泡的直径＜1mm)，优于中国专利文献CN107225231A(专利号201710575311.4)所述采用机压成型生产的弥散式透气环，解决了机压成型生产的弥散式透气环透气性不匀、体积密度小等质量缺陷，优于中国专利文献CN104028739B(专利号：201410274221.8)所述的透气陶瓷棒，解决了氩气透过透气陶瓷棒形成的氩气泡密集度小等性能不足，使得本实用新型进一步提高了微小氩气泡带动夹杂物上浮、去除的吹氩冶金效果和抑制汇流旋涡及排流沉坑引起的钢包下渣的功能作用，应用本实用新型比应用对比例CN104028739B(专利号：201410274221.8)钢包中的钢水浇余量同比减少7％以上，连铸坯试样电解夹杂物重量同比减少33％以上。

附图说明

图1为本实用新型实施例中钢包环形气幕挡墙结构A-A剖视示意图。

图2为本实用新型实施例中钢包环形气幕挡墙结构俯视示意图。

图3为本实用新型实施例中弥散式透气环结构示意图。

图4为本实用新型实施例中钢包环形气幕挡墙安装示意图。

图5为本实用新型实施例中钢包环形气幕挡墙安装局部放大示意图。

图6为本实用新型实施例中氩气管路系统示意图。

图7为本实用新型实施例中电气连接示意图。

图中，1.钢包环形气幕挡墙本体；2.弥散式透气环；3.气室；4.进气管；5.安装孔；6.进气管安装孔；7.钢包上水口座砖；8.进气连接金属管；9.钢包包壳；10.钢包上水口座砖安装地坑；11.钢包永久衬；12.钢包工作衬浇注料；13.钢包工作衬渣线砖；14.球阀(包括第一球阀14a、第二球阀14b、第三球阀14c、第四球阀14d)；15.气体过滤器；16.压力表(包括第一压力表16a、第一压力表16b)；17.压力变送器；18.电磁阀；19.冶金专用质量流量控制器；20.单向阀；21.减压阀；22.手动调节阀。

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。本实用新型未详述部分，均可采用现有技术。

实施例1：

一种用于钢包的环形气幕挡墙，如图1、图2、图3所示，包括环形气幕挡墙本体1、弥散式透气环2、气室3、进气管4，环形气幕挡墙本体1的横截面呈圆环形，环形气幕挡墙本体的中部设置有安装孔5，环形气幕挡墙本体1内设置有弥散式透气环2，弥散式透气环的上部伸出环形气幕挡墙本体1的上表面，气室3通过埋设胎模一次成型于弥散式透气环的底部，气室3的侧部连接有进气管4，进气管的一端与气室连通，另一端从气幕挡墙本体 1的侧部伸出，其特征在于，在连铸钢包浇注过程中，钢包弥散环透气上水口座砖全程吹氩，具有净化钢包内钢液、抑制钢包浇注下渣两个吹氩冶金功能。

本实用新型所述弥散式透气环2以高纯刚玉、莫来石等为主原料，采用等静压成型、中温烧成工艺生产，体积密度≥2.80g/cm³，弥散环中的透气孔均匀、弥散分布，氩气透过弥散式透气环形成连续、均匀分布的微小氩气泡(水模实验测定气泡的直径＜1mm)，优于中国专利文献CN201070669Y(专利号：200720151456.3)所述由一种透气材料制备的墙体,体积密度小、强度低，使用寿命低的技术难题，优于中国专利文献CN107225231A(专利号201710575311.4)机压成型生产的刚玉质弥散式透气环，解决了机压成型生产的弥散式透气环透气性不匀、体积密度小等质量缺陷，优于中国专利文献CN104028739B(专利号：201410274221.8)所述的透气陶瓷棒，解决了氩气透过透气陶瓷棒形成的氩气泡直径大、密集度小等性能不足，应用本实用新型比应用对比例CN104028739B(专利号：201410274221.8) 钢包中的钢水浇余量同比减少19％以上，连铸坯试样电解夹杂物重量同比减少23％以上。

所述环形气幕挡墙本体1的高度H为150mm。

所述环形气幕挡墙本体1，刚玉浇注料浇注成型，体积密度≥3.0g/cm³，高温抗折强度≥12Mpa，高温耐压强度≥80Mpa，AL₂O₃含量≥92％，Cr₂O₃含量≥2％。

所述弥散式透气环2，其横剖面呈圆环形、纵剖面呈直角梯形，圆环下部宽度x为55mm，上部宽度y为50mm，高度h为100mm。

所述弥散式透气环中部安装孔5，其横剖面呈圆形，圆的直径大小与套装于钢包上水口座砖7的直径大小配合设计，且下部圆直径D2比上部圆直径D1大2mm，便于脱模。

所述弥散式透气环2的上端伸出所述环形气幕挡墙本体1上表面的高度z为5mm。

所述弥散式透气环2侧壁的下端与环形气幕挡墙本体1侧壁的距离a为25mm。

所述气室3整体为圆环形，气室的纵剖面为半圆形，其半径R为10mm，气室3上设置进气管安装孔6，进气管安装孔的直径d为12mm。

所述进气管4、进气连接金属管8材质均为耐热不锈钢圆管，规格尺寸为￠12×1.3(外径为12mm，壁厚为1.3mm)。

所述用于钢包的环形气幕挡墙的安装，采用现有技术安装钢包上水口座砖7，在钢包上水口座砖7外壁上涂抹10mm厚的刚玉质火泥，将钢包环形气幕挡墙的安装孔5套装于钢包上水口座砖的外壁7上部，使得钢包环形气幕挡墙本体1的上表面与钢包包底工作衬12的工作面平齐，再将进气连接金属管8的一端与进气管4连接，另一端从钢包包壳9的包底穿出，然后采用钢包工作衬浇注料12将钢包上水口座砖安装地坑10浇注、填平，至此完成钢包环形气幕挡墙的安装，待当钢包座到连铸机大包回转台后，将进气连接金属管8与氩气气源连通。

所述钢包工作衬浇注料为现有技术生产的刚玉-尖晶石浇注料。

利用上述钢包的环形气幕挡墙吹氩冶金装置，其特征在于，在氩气流量控制上设置一套氩气管路系统和电气控制系统，引入钢包内钢水称重信号，根据钢包内钢水净重的变化，线性调整氩气流量，解决了钢包内钢水液面持续降低的条件下、因吹氩流量调整不及时、吹破钢水渣面引发的钢水卷渣问题。

所述氩气管路系统，如图6所示，分为主吹支路和手动旁路，其中主吹支路包括第一球阀14a、气体过滤器15、第一压力表16a、第二球阀14b、压力变送器17、电磁阀18、冶金专用质量流量控制器19、单向阀20、第二压力表16b、减压阀21、第三球阀14c，手动旁路包括第四球阀14d、手动调节阀22，手动旁路的前端安装于第一压力表16a和第二球阀14b之间，手动旁路的末端安装于单向阀20和第二压力表16b之间，与主吹支路的第二球阀14b、压力变送器17、电磁阀18、冶金专用质量流量控制器19、单向阀20并联；用于主吹支路出现故障后、手动操作应用，管路元件连接关系，氩气管路系统定位于控制柜内，氩气管路系统中的压力变送器17、减压阀21，具有机械式和电子式双重压力自动补偿功能，入口压力任意波动，出口压力自适应，不受背压扰动影响。

所述电气控制系统，包括吹氩控制系统PLC、触摸屏、上位机操作系统、网路交换机、连铸基础自动化系统，各系统通过以太网通讯与网路交换机连接，钢包内钢水称重系统收集、发送钢包内钢水重量到连铸基础自动化系统，通过以太网通讯、网路交换机上传到吹氩控制系统PLC，如图7所示。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，或者选用现有技术的控制系统。

所述吹氩控制系统PLC收集第一压力表(16a)压力值、冶金专用质量流量控制器(19) 流量值、第二压力表(16b)压力值和钢包内钢水重量值，并执行吹氩控制系统PLC的氩气流量自动控制指令，根据钢包内钢水净重的变化，自动调整氩气流量。

利用上述钢包的环形气幕挡墙的吹氩冶金方法，包括下列步骤：所述吹氩控制系统PLC 的氩气流量自动控制指令如下：

第一步，接收到钢包开浇信号，开始吹氩，初始氩气流量设定为钢包软吹确定的吹氩流量为60NL/min；

第二步，在钢包浇注过程中，根据钢包内钢水净重的变化，线性调整氩气流量，过程氩气流量设定值＝钢包内剩余钢水净重÷钢包满包时的钢水净重×钢包满包时的初始氩气流量；

例如，钢包满包时的钢水净重为130吨，当钢包内剩余钢水净重65吨时，过程氩气流量设定值＝65÷130×60NL/min＝30NL/min。

第三步，人工判定钢包出现下渣或下渣检测系统报警、接收到钢包停浇信号，停止钢包的环形气幕挡墙吹入氩气。

所述氩气管路系统元件，均为市场采购，其中所述球阀14(包括第一球阀14a、第二球阀14b、第三球阀14c、第四球阀14d)的型号规格为304SS-1/2，气体过滤器15的型号规格为BK110-3，压力表16(包括第一压力表16a、第一压力表16b)的型号规格为YT40，压力变送器14的型号规格为8323-25-G1/2，电磁阀18的型号规格为5281-1/2-NBR，冶金专用质量流量控制器19的型号规格为Flox(on)s，量程为0-200NL/min，减压阀21的型号规格为BK100-2，手动调节阀22的型号规格为28-1/2-MS。

所述电气控制系统元件，均为市场采购，其中所述PLC控制系统的型号规格为西门子 S7系列，PLC模拟量模块的型号规格为4AI/2AO，触摸屏的型号规格为西门子7寸触摸屏，上位机操作系统的型号规格为D610，上位机软件WIN CC 6.0以上。

实施例2、

如实施例1所述钢包的环形气幕挡墙，不同之处在于：

所述环形气幕挡墙本体1的高度H为250mm。

所述弥散式透气环2，其横剖面呈圆环形、纵剖面呈直角梯形，圆环下部宽度x为65mm，上部宽度y为60mm，高度h为200mm。

所述弥散式透气环2的上端伸出所述环形气幕挡墙本体1上表面的高度z为10mm。

所述弥散式透气环2侧壁的下端与环形气幕挡墙本体1侧壁的距离a为20mm。

所述吹氩控制系统PLC的氩气流量自动控制指令如下：

第一步，接收到钢包开浇信号，开始吹氩，初始氩气流量设定为钢包软吹确定的吹氩流量为120NL/min；

第二步，在钢包浇注过程中，根据钢包内钢水净重的变化，线性调整氩气流量，过程氩气流量设定值＝钢包内剩余钢水净重÷钢包满包时的钢水净重×钢包满包时的初始氩气流量；

例如，钢包满包时的钢水净重为130吨，当钢包内剩余钢水净重26吨时，过程氩气流量设定值＝26÷130×120NL/min＝24NL/min。

第三步，人工判定钢包出现下渣或下渣检测系统报警、接收到钢包停浇信号，停止钢包的环形气幕挡墙吹入氩气。

实施例3、

如实施例1所述用于钢包的环形气幕挡墙，不同之处在于：

所述环形气幕挡墙本体1的高度H为200mm。

所述弥散式透气环2，其横剖面呈圆环形、纵剖面呈直角梯形，圆环下部宽度x为60mm，上部宽度y为55mm，高度h为160mm。

所述弥散式透气环2的上端伸出所述环形气幕挡墙本体1上表面的高度z为7mm。

所述弥散式透气环2侧壁的下端与环形气幕挡墙本体1侧壁的距离a为30mm。

所述吹氩控制系统PLC的氩气流量自动控制指令如下：

第一步，接收到钢包开浇信号，开始吹氩，初始氩气流量设定为钢包软吹确定的吹氩流量为100NL/min；

第二步，在钢包浇注过程中，根据钢包内钢水净重的变化，线性调整氩气流量，过程氩气流量设定值＝钢包内剩余钢水净重÷钢包满包时的钢水净重×钢包满包时的初始氩气流量；

例如，钢包满包时的钢水净重为130吨，当钢包内剩余钢水净重13吨时，过程氩气流量设定值＝13÷130×100NL/min＝10NL/min。

第三步，人工判定钢包出现下渣或下渣检测系统报警、接收到钢包停浇信号，停止钢包的环形气幕挡墙吹入氩气。

对比实验例

对比例1：中国专利文献CN201070669Y(专利号：200720151456.3)公开一种气幕挡墙。

对比例2：中国专利文献CN104028739B(专利号：201410274221.8)公开了一种钢包透气上水口座砖及其控制钢包下渣的方法。

将本实用新型实施例1-3的用于钢包的环形气幕挡墙与对比例1所述气幕挡墙和对比例2 所述钢包水口座砖在某厂生产超低碳DC04级冷轧钢带的钢包中的钢水浇余量情况进行对比，分别在铸坯1/4处取大样电解试样，加工成直径为60mm、高度为100mm的圆棒，进行大样电解夹杂物检测对比，结果见下表1。

表1

通过上表1的数据对比，应用本实用新型比应用对比例CN201070669Y(专利号：200720151456.3)钢包中的钢水浇余量同比减少17％以上，连铸坯试样电解夹杂物重量同比减少23％以上，应用本实用新型比应用对比例CN104028739B(专利号：201410274221.8)钢包中的钢水浇余量同比减少7％以上，连铸坯试样电解夹杂物重量同比减少33％以上，生产应用结果表明，本实用新型用于钢包的环形气幕挡墙具有净化钢包内钢液、抑制钢包浇注下渣两个吹氩冶金功能。

Claims (10)

1.一种用于钢包的环形气幕挡墙，其特征在于，包括环形气幕挡墙本体(1)、弥散式透气环(2)、气室(3)、进气管(4)，环形气幕挡墙本体(1)的横截面呈圆环形，环形气幕挡墙本体(1)的中部设置有安装孔(5)，环形气幕挡墙本体(1)内设置有弥散式透气环(2)，弥散式透气环的上部伸出环形气幕挡墙本体(1)的上表面，气室(3)设置于弥散式透气环的底部，气室(3)的侧部连接有进气管(4)，进气管的一端与气室连通，另一端从气幕挡墙本体(1)的侧部伸出；弥散式透气环(2)以高纯刚玉、莫来石为主原料，采用等静压成型、中温烧成工艺生产。

2.如权利要求1所述的环形气幕挡墙，其特征在于，气室(3)通过埋设胎模一次成型于弥散式透气环的底部。

3.如权利要求1所述的环形气幕挡墙，其特征在于，所述环形气幕挡墙本体(1)的高度H为150～250mm。

4.如权利要求1所述的环形气幕挡墙，其特征在于，所述弥散式透气环(2)，其横剖面呈圆环形、纵剖面呈直角梯形，圆环下部宽度x为55～65mm，上部宽度y为50～60mm，高度h为100～200mm。

5.如权利要求1所述的环形气幕挡墙，其特征在于，所述弥散式透气环中部安装孔(5)，其横剖面呈圆形，圆的直径大小与套装于钢包上水口座砖(7)的直径大小配合设计，且下部圆直径D2比上部圆直径D1大2～3mm。

6.如权利要求1所述的环形气幕挡墙，其特征在于，所述弥散式透气环(2)的上端伸出所述环形气幕挡墙本体(1)上表面的高度z为5～10mm；

所述弥散式透气环(2)侧壁的下端与环形气幕挡墙本体(1)侧壁的距离a为20～30mm。

7.如权利要求1所述的环形气幕挡墙，其特征在于，所述气室(3)整体为圆环形，气室的纵剖面为半圆形，其半径R为10～11mm，气室(3)上设置进气管安装孔(6)，进气管安装孔的直径d为12～13mm。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述的环形气幕挡墙的吹氩冶金装置，其特征在于，在氩气流量控制上设置一套氩气管路系统和电气控制系统。

9.如权利要求8所述的吹氩冶金装置，其特征在于，

所述氩气管路系统，分为主吹支路和手动旁路，其中主吹支路包括第一球阀(14a)、气体过滤器(15)、第一压力表(16a)、第二球阀(14b)、压力变送器(17)、电磁阀(18)、冶金专用质量流量控制器(19)、单向阀(20)、第二压力表(16b)、减压阀(21)、第三球阀(14c)，手动旁路包括第四球阀(14d)、手动调节阀(22)，手动旁路的前端安装于第一压力表(16a)和第二球阀(14b)之间，手动旁路的末端安装于单向阀(20)和第二压力表(16b)之间，与主吹支路的第二球阀(14b)、压力变送器(17)、电磁阀(18)、冶金专用质量流量控制器(19)、单向阀(20)并联。

10.如权利要求8所述的吹氩冶金装置，其特征在于，所述电气控制系统，包括吹氩控制系统PLC、触摸屏、上位机操作系统、网路交换机、连铸基础自动化系统，各系统通过以太网通讯与网路交换机连接，钢包内钢水称重系统收集、发送钢包内钢水重量到连铸基础自动化系统，通过以太网通讯、网路交换机上传到吹氩控制系统PLC。