CN2579558Y - 钢液模铸全封闭氩气保护浇注装置 - Google Patents

钢液模铸全封闭氩气保护浇注装置 Download PDF

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CN2579558Y CN 02266115 CN02266115U CN2579558Y CN 2579558 Y CN2579558 Y CN 2579558Y CN 02266115 CN02266115 CN 02266115 CN 02266115 U CN02266115 U CN 02266115U CN 2579558 Y CN2579558 Y CN 2579558Y
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胡俊辉
陈德富
廖俊
林俊
李铮
卫建国
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Baoshan Iron and Steel Co Ltd
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Shanghai No 5 Steel Co ltd Bao
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Abstract

模铸全封闭氩气保护浇注装置，用于冶金行业的模铸钢液浇注。其特征是：凸形状腔体的耐材套筒，外表头部凸出，中部缩进呈倒圆锥体，底部呈斜面；套筒内腔是倒圆锥体，下口内径与钢流尺寸相当；支撑套筒的圆环状金属托架固定在可移动(或转动)的金属支架端部；二组与氩气管道相连的环形出气孔向下喷射，一组在套筒内腔上部，另一组在金属托架内；外层是金属层、内层是耐材纤维层的圆环形保护环安置在中注管上口。工作时，移动金属支架，使套筒对准钢包水口和中注管上口的保护环，打开氩气开关，在钢流、套筒周围形成氩气保护层。本实用新型设计合理、结构简单、可操作性强，实现了全封闭保护浇注，减少了钢锭的N、O含量，满足用户的高质量要求。

Description

钢液模铸全封闭氩气保护浇注装置
技术领域
本实用新型涉及冶金行业，尤其是指用于钢铁冶炼的金属钢液浇注装置。
背景技术
金属钢液的浇铸是冶金行业的必备流程。钢液浇铸分模铸和连铸两种方式：钢液连铸金属收得率高，连铸坯铸造过程易实现封闭式保护浇注，故钢坯有害气体含量少，但是厂房、设备要求高，投资大；虽然钢液模铸的金属收得率较低，模铸金属坯的有害气体含量略逊于钢液连铸，但是厂房、设备要求低，故具有投资小的优点，另外部分钢种不适应钢液连铸。因此，尽管连铸工艺发展如此迅猛，但是，模铸仍然是钢铁冶金行业钢液浇注流程的常用方式。
钢液模铸大多采用下注法：钢液从钢包底部的水口浇入中注管上口，再从中注管底部流入钢锭模底部，最后从钢锭模底部进入锭模全部直至帽口。钢液模铸过程中，钢包底部水口与中注管上口有一段与空气裸露的空间，影响了钢水的纯净度，如何采用模铸保护浇注，降低钢锭中的N、O气体含量和氧化物夹杂，已经成为制约钢锭质量进一步提高的主要限制性环节。
发明内容
本实用新型设计一种钢液模铸保护浇注装置，使高温金属钢液从钢包底部的水口浇入中注管上口时，处于全封闭氩气保护状态，完全隔绝了钢液和空气的接触，提高钢水纯净度，减少了钢锭中的N含量和氧化物夹杂，提高钢材质量。
本实用新型提供的一种钢液模铸全封闭氩气保护浇注装置，其特征是：整体呈“凸形状腔体”的耐火材料套筒1，长度＝L-10～30mm(L是钢包底部的水口9与中注管上口8的距离。套筒长度太短，保护浇注效果差；太长，易损坏套筒和中注管，可操作性差)，壁厚＝20～30mm；从套筒1外形来看，头部凸出呈圆柱形，高度70～120mm(高度太大，套筒制造成本高；高度太小，套筒强度差，寿命短)，中部缩进20～40mm(与支撑套筒1的圆环状金属托架3尺寸匹配)，呈倒圆锥体形，底部呈斜面(平底面部容易结冷钢，冷钢掉入中注管，影响钢锭质量)；套筒1内腔是“头大尾小的圆锥体”，上口内径略大于钢包底部的水口9尺寸(便于与钢包底部的水口9相接)，下口内径与钢流(从水口9流出的高温金属钢液)尺寸相当(下口内径小于钢流尺寸，高温金属钢液冲击套筒1，影响套筒1寿命；大于钢流尺寸，套筒1内腔壁容易结冷钢，影响钢锭质量)；支撑套筒1的圆环状金属托架3固定在可移动(或转动)金属支架6的端部，圆环状金属托架3尺寸与套筒1尺寸匹配；设置二组环形氩气出气孔A2、出气孔B4(向下喷射，隔绝钢液和空气的接触)，一组出气孔A2开在套筒1内腔的上部(从出气孔喷出的氩气沿套筒1内腔壁向下，在水口9浇出的钢流周围形成环形状氩气保护层)，另一组出气孔B4开在金属托架3内或套筒1头部凸出部的下表面(从出气孔喷出的氩气，在套筒1、中注管上口8的保护环7周围形成环形状氩气保护层)；氩气管道5可安置金属支架6内，与出气孔A2、出气孔B4相连；安置在中注管上口8的保护环7呈圆环形，内径略大于套筒1底部尺寸，外层是高5～10mm的金属层，材料选用铁、钢，起固定作用，内层是高20～45mm的耐火材料层，材料选用弹性良好的耐火材料纤维；上述结合构成本实用新型。
套筒1材料最好选用铝-镁-碳材质的耐火材料。
安置在中注管上口8的圆环形保护环7，外层可设置一组向上喷射的氩气出气孔，提高保护浇注效果。
工作时，将套筒1放入金属支架6端部的圆环状金属托架3，连接好氩气管道5与出气孔，移动金属支架6，使套筒1对准钢包底部的水口9和中注管上口8，安置在中注管上口8的保护环7耐火材料纤维内层在弹性作用下围住套筒1，金属支架6上升，套筒1与钢包水口9紧密相接，打开氩气开关，一组氩气从套筒1内腔上部的出气孔A2流出，沿套筒1内腔壁向下，围绕在钢流四周，另一组氩气从金属支架6端部的圆环状金属托架3内的出气孔B4流出，在套筒1和保护环7周围形成环形状氩气保护层，彻底隔绝了钢液和空气的接触。
与现有技术相比，本实用新型具有下列优点：
(1)设计合理，结构简单。
(2)安全可靠，可操作性强。
(3)钢水纯净度高、气体含量少。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图
图2是本实用新型套筒1结构示意图
图3是本实用新型工作状态示意图
具体实施方案
上海某钢铁公司炼钢车间实施本实用新型对模铸钢液进行全封闭氩气保护浇注，钢包底部水口9与中注管上口8距离280mm。“凸形状腔体”套筒1长260mm，壁厚＝25mm；套筒1外形头部呈圆柱形，高度100mm、外径210mm，中部缩进30mm呈倒圆锥体形，底部呈斜面；套筒1内腔是“头大尾小的圆锥体”，上口内径125mm(钢包水口9尺寸115mm)，下口内径70mm(与钢流尺寸70mm)；支撑套筒1的圆环状金属托架3固定在可移动(或转动)的金属支架6端部，圆环状金属托架3尺寸内径155mm；二组向下喷射的环形氩气出气孔(隔绝钢液和空气的接触)，一组出气孔A2开在套筒1内腔的上部(从出气孔喷出的氩气沿套筒1内腔壁向下，在水口9浇出的钢流周围形成环形状氩气保护层)，另一组出气孔B4开在金属托架3内，(从出气孔喷出的氩气，在套筒1和中注管上口8的保护环7周围形成环形状氩气保护层)；氩气管道5可安置金属支架6内，与出气孔A2、出气孔B4相连；安置在中注管上口8的保护环7呈圆环形，内径略大于套筒1底部尺寸，外层是高10mm的金属层，内层是高40mm的耐火材料纤维层。工作时，将套筒1放入金属支架6端部的圆环状金属托架3，连接好氩气管道5与二组出气孔A2、出气孔B4，移动金属支架6，使套筒1对准钢包底部的水口9和中注管上口8，金属支架6上升，套筒1与钢包水口9紧密相接，安置在中注管上口8的保护环7耐火材料纤维内层在弹性作用下围住套筒1，打开氩气开关，一组氩气从套筒1内腔上部的出气孔A2流出，沿套筒1内腔壁向下，围绕在钢流四周，另一组氩气从圆环状金属托架3内的出气孔B4流出，在套筒1和保护环7周围形成环形状氩气保护层，彻底隔绝了钢液和空气的接触。本实用新型具有设计合理、结构简单、安全可靠的特点，现场可操作性强，实现了模铸钢液的全封闭保护浇注，提高了钢水的纯净度，减少了钢锭中的N含量和O含量(见表一)，钢锭平均氮含量平均下降了5ppm，氧含量水平从7.55ppm下降至6.82ppm，接近连铸钢(氧含量6.78ppm)的水平，提高了钢材质量；同时避免了套筒1引起的冷钢现象。适应了用户的特殊质量要求。
            钢锭的氮、氧含量，ppm             表一
  使用保护套管 不使用保护套管
氮含量，ppm   平均     71     76
  最高     84     100
  最低     60     60
  氧含量，ppm     6.82     7.55

Claims (3)

1、钢液模铸全封闭氩气保护浇注装置，其特征是：整体呈“凸形状腔体”的耐火材料套筒(1)，长度＝L-10～30mm(L是钢包底部的水口(9)与中注管上口(8)的距离)，壁厚＝20～30mm；套筒(1)外形头部凸出呈圆柱形，高度70～120mm，中部缩进20～40mm，呈倒圆锥体形，底部呈斜面；套筒(1)内腔是“头大尾小的圆锥体”，上口内径略大于钢包底部的水口(9)尺寸，下口内径与钢流(从水口(9)流出的高温金属钢液)尺寸相当；支撑套筒(1)的圆环状金属托架(3)固定在可移动(或转动)的金属支架(6)端部，圆环状金属托架(3)尺寸与套筒(1)尺寸匹配；设置二组向下喷射的环形氩气出气孔A(2)、出气孔B(4)，出气孔A(2)开在套筒(1)内腔的上部，出气孔B(4)开在金属托架(3)内或套筒(1)头部凸出部的下表面；氩气管道(5)可安置在金属支架(6)内，与出气孔A(2)、出气孔B(4)分别相连；安置在中注管上口(8)的保护环(7)呈圆环形，内径略大于套筒(1)底部尺寸，外层是高5～10mm的金属层，材料选用铁、钢，内层是高20～45mm的耐火材料层，材料选用弹性良好的耐火材料纤维；上述结合构成本实用新型。
2、根据权利要求1所述的钢液模铸全封闭氩气保护浇注装置，其特征在于：套筒(1)材料最好选用铝-镁-碳材质的耐火材料。
3、根据权利要求1或2所述的钢液模铸全封闭氩气保护浇注装置，其特征在于；安置在中注管上口(8)的圆环形保护环(7)，外层可设置一组向上喷射的氩气出气孔。
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