CN2106674U

CN2106674U - 一种连铸中间罐浸入式气洗水口

Info

Publication number: CN2106674U
Application number: CN 91203404
Authority: CN
Inventors: 王毅; 李扬洲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-11
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 1992-06-10

Abstract

本实用新型“一种连铸中间罐浸入式气洗水口” 的技术领域为耐火材料。目的在于克服目前国内外各种型式气洗水口浇钢时难以防止及清除水口内壁结瘤的不足，为国内外连铸生产解决水口结瘤堵塞提供一种新方法，在防堵及消除堵塞的工艺技术上实现大的突破。本装置结构特点为：浸入式水口下部采用渐扩形通道，沿水口壁嵌入毛细长细管，在水口筒壁的径向形成多层轴向分布的气洗毛细管束，其高度分布，自水口内壁向外逐渐降低。

Description

本实用新型的技术领域为耐火材料。

在连铸生产过程中，采用浸入式水口浇注铝镇铮钢，经常出现水口堵塞，影响正常连铸生产，甚至造成连铸中断。水口结瘤堵塞是常见故障，大约分为钢液冻结，析出物与冻结物混合堵塞，及析出物堵塞等三种类型。以析出物堵塞形式最难以避免。

为解决浸入式水口浇注过程堵塞问题，国内外曾研究不同水口材质与钢液作用，水口内壁出现的堵塞物，主要是高熔点氧化物，多数是以α－Al₂O₃为主，混入MgO·Al₂O₃尖晶石，CaO·Al₂O₃系矿物及少量硅酸盐，其成分为70％Al₂O₃，10％MgO，12.5％CaO，SiO₂＜3％。在浇注过程中，钢液流速沿水口横断面的分布，呈抛物线分布，靠近水口壁附近，钢液流速很低，细小的Al₂O₃粒子易于附着在水口壁面上的粘度较大的熔融状玻璃体上（主要是SiO₂、MnO·Al₂O₃），由于相互接触、碰撞、烧结、长大，以至堵塞水口通管。

国内外连铸曾经采用锆质、石英质、以及石墨高铝质水口，生产实践表明水口堵塞仍较严重存在。采用钢水钙处理，使高熔点的Al₂O₃转变为低熔点的铝酸钙，可以防止水口堵塞，但是，钢液加钙处理时，影响钙回收率的因素较多，难以控制，故该法处于试验阶段。

向浸入式水口内吹氩，是解决连铸生产过程中水口堵塞的较为实用的措施，主要控制钢水沿水口壁的冲刷力F₂，大于夹杂物粘结水口壁的粘结力F₁：

F₁＝lσ_i－rcosθ

F₂＝△S·μ·△V／△X

式中

l－－夹杂物与耐火材料接触长度；

σ_i－r－－夹杂物与耐火材料界面张力；

θ－－润湿角；

△S－－钢液与耐火材料接触面积：

μ－－钢液粘度；

△V／△X－－水口断面的速度梯度。

若F₂≥F₁则粘附的夹杂物被冲掉，因此，设计了许多种类型的气洗水口，向水口内或在水口周围，利用氩气流冲洗水口壁面的沉积物，同时，在钢流与水口之间形成一层氩气膜，从而避免Al₂O₃的沉积，氩气由结晶器的液面上升排除，也有利于结晶器内的夹杂物上浮。目前已有的浸入式气洗水口主要有（1）塞棒吹氩；（2）透气砖吹氩；（3）浸入式水口缝隙吹氩；以及（4）上水口环缝吹氩。见附图1、2、3、4。

以上四种主要的气洗水口中，以浸入式缝隙吹氩水口，改善水口堵塞现象的效果较好。这种类型水口由于氩气流与钢水流动方向垂直，氩气流的压力、流量等参数控制不能过大，缝隙布置是局部的，形成氩气膜沿水口通道的分布不均，其氩气流对水口内壁的冲刷是间接的，难以清除水口内壁的沉积物。同时，这种型式水口未考虑钢流在水口内流股断面的变化情况，即先收缩后扩张的事实。因此，这种气洗水口改善水口堵塞故障效果不甚理想，尚不能满足连铸生产的要求。

本实用新型的目的是克服浸入式缝隙吹氩水口，氩气流与钢水流动方向垂直带来的氩气流参数控制范围小，气膜分布不均，气流间接冲刷，以及难以清除水口壁上沉积物等不足。因此，采用在浸入式气洗水口内，多股毛细管与钢流流动方向一致，沿浸入式水口直筒段和扩张段，在水口耐火材料壁内轴向嵌入毛细管。

本实用新型的结构：结构见图5、6、7。

本实用新型的主要优点：

（1）根据注流流股断面的变化，采用部分渐扩型水口通道，有利于保持注流流股的园滑状态，有利于减少注流表面低流速钢液与水口内壁表面的接触面积，从而减少水口内壁沉积物的附着量。

（2）氩气的吹氩方向改变，氩气流与注流平行，一方面在水口内壁与注流之间能形成均匀的氩气膜；另一方面，吹气压力没有限制，一旦水口内发生堵塞现象，可短时间内大幅度调整吹气压力，达到显著的冲洗效果。

（3）氩气由毛细气管竖直导入，可直接导入水口内易堵塞的部位，甚至可达水口浸入结晶器钢液面以下的部位。由于竖直排列，不会发生毛细气管出口堵塞的现象。随着多炉连浇的进行，水口内壁不断被侵蚀，孔径增大，吹气部位逐步提高，这同样有助于防止水口堵塞的发生。

（4）强制清洗水口内结瘤物。这是本发明的又一重要特点。采用本发明气洗水口浇钢时，一旦发生水口堵塞，可自动清理水口内壁，只需接通压缩空气或氧气管道，从而改变了传统的人工“烧氧”操作。这样，本发明的实施对于连铸的多炉连浇，特别是“全连铸”制度的贯招执行，提高连铸生产主要技术经济指标（如：钢水收得率、单中包浇钢炉数、多炉连浇率、吨钢成本、铸坯质量合格率），同时降低连铸生产厂家工伤事故的发生率，其意义无疑是巨大的。

图面说明部分：

图1为塞棒吹氩防止水口堵塞。

图2为透气砖吹氩气洗浸入式水口。

图3为缝隙吹氩气洗浸入式水口。

图4为上水口环缝吹氩气洗浸入式水口。

以上四图中：1为塞棒；2为吹氩部位；3为上水口砖；4为浸入式水口本体；5为缝隙；6为透气砖。

图5为本实用新型结构图，图6、图7、为局部剖视图。图中1为气体导入口，2为毛细气管（内径1－3mm，材质为普通钢、不锈钢、耐火材料）；3为水口筒壁（材质为石英质、锆质、石墨高铝质等）；4为毛细气管出口；α为渐扩角（0.5°－3°）；L₁、L₂分别为渐扩段和直筒段长度，其比值L₁／L₂＝0.5－2；供气流量为0.5－50L／min，θ为水口钢流与水平面向下倾角（5°－35°）。

Claims

1、一种连铸中间罐气洗浸入式水口，包括耐火材料注流直筒，侧孔注流出口，封闭水平端，附设吹氩缝隙，其特征在于注流直筒通道下部为渐扩筒段，沿耐火材料直筒通道壁直至注流侧孔，嵌入毛细长气管，沿水口整个园周轴向分布，毛细管间距10-15mm，沿水口直筒壁的径向，自内向外设置二至四排毛细管，形成多层园筒轴向垂直分布的气洗毛细管束，毛细管出口顺注流向下，其高度分布，自直筒内壁向外逐渐降低。

2、根据权利要求1所述气洗浸入式水口，其特征在于嵌入水口直筒壁内的毛细管，材质为普通钢，不锈钢，耐火材料，毛细管内径1－3mm。

3、根据权利要求1所述气洗浸入式水口，其特征在于水口的注流直筒段与渐扩段的长度比为0.5－2，渐扩角为0.5°－3°。