CN104226973B - 高品质钢连铸保护浇铸装置 - Google Patents

Abstract

高品质钢连铸保护浇铸装置属于钢水浇铸设备，尤其涉及一种用于高品质钢连铸保护浇铸装置。特点是所述的铁壳上设弹性波纹管，波纹管包围着下水口，波纹管上端设环形石棉密封垫，抵靠在钢包下方，与出钢口相对；下水口与长水口接触部位设圆锥形石棉密封圈，由长水口、弹性波纹管、石棉密封垫、下水口和石棉密封圈构成弹性氩气密室。优点是下水口与长水口之间设置由弹性波纹管、石棉密封垫、石棉密封圈构成的带氩气入口的弹性氩气密室，有效阻止空气接触钢水，增强氩封和密封效果，避免钢水二次氧化，确保连铸生产顺利进行，减少钢中夹杂物，改善和提高钢水质量，满足高品质钢的高纯净度的要求。

Description

高品质钢连铸保护浇铸装置

技术领域

本发明属于钢水浇铸设备，尤其涉及一种用于高品质钢连铸保护浇铸装置。

背景技术

随着高品质钢不断开发，对钢的纯净度要求也越来越高，钢水特别是高品质含铝钢经过精炼后，钢水中夹杂物含量很低，因此连铸过程中钢水的二次氧化将成为影响钢质纯净度的重要因素之一。在浇铸时，由于下水口与长水口碗部套接在一起的结构特点，长水口碗部与下水口的端部存在一定空隙，浇铸过程中在高速钢流的作用下，此区域将产生较大的负压，极易从长水口和下水口结合处吸入空气致使钢水发生二次氧化，特别是含铝钢中酸溶铝极易与空气中的氧气反应生成族群状Al₂O₃夹杂，直接影响钢水纯净度和铸坯质量，严重时甚至导致水口蓄流断浇，影响连铸顺行，因此必须采用有效地保护浇铸。

目前采用的连铸保护浇铸装置有以下几种：1）透气环式保护浇铸装置，其长水口碗部设台阶面，台阶面上设透气环，长水口上端设铁壳，铁壳上设氩气入口，长水口上设进气口与氩气入口相对应，在生产过程中透气环中吹入氩气，防止吸入空气，存在的缺陷是该装置在连浇换包清扫碗口时，容易损坏透气环，且碗部出现粘钢现象，容易导致堵塞，氩封实际效果大幅下降，极容易导致钢水吸入空气发生二次氧化，特别对于含铝钢，危害性更大；2）环槽式和环狭缝式保护浇铸装置，在长水口碗部或上沿一周布置氩气通道，存在的缺陷长水口周向透气均匀性差，且环槽式和狭缝式装置需要配合石棉密封垫一起使用，在密封垫损坏或长水口和下水口结合不紧密时，很容易吸入空气发生二次氧化，此外在钢流形成较大负压的情况下，空气能够通过密封垫，实际保护浇铸效果较差，特别对于含铝钢，更容易发生钢水二次氧化。

中国实用新型专利《大包长水口保护浇铸氩封装置》（ZL201320702239.4），该装置在大包下水口靠近末端套有锥形帽，将大包下水口与长水口保护管结合部罩入帽内。存在的缺陷是锥形帽下部敞开，氩气分布不均匀，氩封效果差，氩气利用率低，成本增加。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种高品质钢连铸保护浇铸装置，减少钢水的二次氧化，提高钢水质量，确保连铸工艺顺行，满足高品质钢的高纯净度要求。

高品质钢连铸保护浇铸装置，包括钢包、下水口和长水口，下水口置于钢包的出钢口下方，下水口与长水口套接，长水口上端设铁壳，铁壳侧面设氩气入口，其特点是所述的铁壳上设弹性波纹管，波纹管包围着下水口，波纹管上端设环形石棉密封垫，抵靠在钢包下方，与出钢口相对，对钢包与波纹管接触部位进行密封；下水口与长水口之接触部位设圆锥形石棉密封圈，予以密封，由长水口、 弹性波纹管、石棉密封垫、下水口和石棉密封圈构成弹性氩气密室。浇铸时充氩气满密封，避免浇铸时钢水在长水口与下水口结合处吸入空气而氧化。

本发明进一步改进，所述的铁壳呈圆筒形，其直径大于长水口外径，铁壳上端设圆形通孔，孔直径大于长水口碗口直径，铁壳与长水口之间预留间隙，保证氩气可以进入氩气密室；铁壳下端内扣紧紧镶嵌在长水口上，保证不漏气。

本发明进一步改进，所述的弹性波纹管的上沿端面为平面，上沿与环形石棉密封垫紧密连接，下沿焊接在铁壳上，波纹管下沿内径大于长水口碗口直径20～40mm，波纹管外径大于长水口外径10～30mm，波纹管高度弹性范围为长水口与钢包底部距离a±20mm。

本发明进一步改进，所述的环形石棉密封垫呈圆环形，厚度20～50mm，内径与下水口配合，外径大于波纹管外径，受热时密封垫膨胀，增强波纹管与钢包的密封效果。

本发明进一步改进，所述的石棉密封圈的尺寸、形状与碗口的尺寸、形状及下水口下部的尺寸、形状相对应配合；石棉密封圈受热膨胀，增强下水口与长水口接触面的密封效果，进一步阻止吸入空气，防止钢水二次氧化。

本发明进一步改进，所述的石棉密封垫和石棉密封圈由耐火石棉添加高温膨胀胶制成，其中按重量百分比：石棉30～90%，高温膨胀胶5～50%。

与现有技术相比，优点是构思新颖，结构简凑、合理；下水口与长水口之间设置由铁壳、弹性波纹管、石棉密封垫、石棉密封圈构成的带氩气入口的弹性密室，并与钢包紧密结合，氩气用量少、利用率高，密封性能好，增强氩封和密封效果，有效阻止空气接触钢水，避免钢水二次氧化，确保连铸生产顺利进行，改善和提高钢水质量，满足高品质钢的高纯净度的要求，同时延长水口使用寿命，备件费用降低。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是高品质钢连铸保护浇铸装置的结构示意图；

图2是现行的保护浇铸装置和本发明保护浇铸装置下含铝钢连铸过程中Als衰减对比；

图3是现行保护浇铸装置和本发明保护浇铸装置下含铝钢连铸过程中氮含量增加对比；

图中：1-长水口、2-铁壳、3-氩气入口、4-弹性波纹管、5-下水口、6-石棉密封垫、7-石棉密封圈、8-氩气密室、9-钢包。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步地进行详细说明。

由图1可以看出，高品质钢连铸保护浇铸装置，包括钢包9、下水口5和长水口1，下水口置于钢包的出钢口下方，下水口与长水口套接，长水口上端设铁壳2，铁壳侧面设氩气入口3，铁壳上设弹性波纹管4，波纹管包围着下水口，波纹管上端设环形石棉密封垫6，抵靠在钢包下方，与出钢口相对，对钢包与波纹管接触部位进行密封；下水口与长水口衔接部位设圆锥形石棉密封圈7，予以密封，由长水口、铁壳、弹性波纹管、石棉密封垫、下水口和石棉密封圈构成弹性氩气密室8。浇铸时充氩气满密封，避免浇铸时钢水在长水口与下水口结合处吸入空气而氧化。

由图1还可以看出，铁壳2呈圆筒形，其直径大于长水口外径，铁壳上端设圆形通孔，孔直径大于长水口1碗口直径，铁壳与长水口之间预留间隙，保证氩气可以进入氩气密室8；铁壳下端内扣紧紧镶嵌在长水口上，保证不漏气。

由图1还可以看出，弹性波纹管4的上沿端面为平面，上沿与环形石棉密封垫6紧密连接，下沿焊接在铁壳2上，波纹管下沿内径大于长水口1碗口直径30mm，波纹管外径大于长水口外径20mm，波纹管高度弹性范围为长水口与钢包9底部距离a±20mm。

由图1还可以看出，环形石棉密封垫6呈圆环形，厚度30mm，内径与下水口5配合，外径大于波纹管4外径，受热时密封垫膨胀，增强波纹管4与钢包的密封效果。

由图1还可以看出，石棉密封圈7的尺寸、形状与碗口的尺寸、形状及下水口5下部的尺寸、形状相对应配合，石棉密封圈受热膨胀，增强下水口与长水口接触面的密封效果，进一步阻止吸入空气，防止钢水二次氧化。

本发明使用的的石棉密封垫6和石棉密封圈7由耐火石棉添加高温膨胀胶制成，其中按重量百分比：石棉60%，高温膨胀胶40%。

下面以本公司使用该发明装置生产高品质含铝钢为例。

图2和图3分别是现行的保护浇铸和本发明的保护浇铸装置，在含铝钢的连铸过程中钢水中Als衰减和氮含量增加对比。由图可以看出，现行的保护浇铸装置的保护效果较差，在连铸过程中存在一定的Als衰减和氮含量增加，Als衰减在0.004％以上，氮含量增加在10ppm以上，且大部分炉次氮含量增加都在15ppm以上。而本发明的保护浇铸装置在实践中取到明显的保护浇铸效果，浇铸过程中钢水Als衰减都在0.005%以下，平均Als衰减在0.003%，增氮控制在10ppm以下，平均增氮在3.1ppm。

本发明的装置起到很好的密封和氩封效果，减少钢水的二次氧化，提高钢水质量，确保连铸工艺正常顺行，满足高品质含铝钢的高纯净度要求。

Claims (1)

1.高品质钢连铸保护浇铸装置，包括钢包（9）、下水口（5）和长水口（1），下水口置于钢包的出钢口下方，下水口与长水口套接，长水口上端设铁壳（2），铁壳侧面设氩气入口（3），其特征在于所述的铁壳上设弹性波纹管（4），波纹管包围着下水口，波纹管上端设环形石棉密封垫（6）抵靠在钢包下方，与出钢口相对；下水口与长水口波纹管、铁壳与长水口之接触部位设圆锥形石棉密封圈（7），由长水口、铁壳、波纹管、石棉密封垫、下水口和石棉密封圈构成弹性氩气密室（8）；

在于所述的铁壳（2）呈圆筒形，其直径大于长水口（1）外径，铁壳上端设圆形通孔，孔直径大于长水口碗口直径，铁壳与长水口之间预留间隙；铁壳下端内扣紧紧镶嵌在长水口上；

所述的弹性波纹管（4）的上沿端面为平面，上沿与环形石棉密封垫（6）由粘胶紧密连接，下沿焊接在铁壳（2）上，波纹管下沿内径大于长水口（1）碗口直径20～40mm，波纹管外径大于长水口外径10～30mm，波纹管上沿内径与长水口碗口直径一致，波纹管高度弹性范围为长水口与钢包（9）底部距离a±20mm；

所述的环形石棉密封垫（6）呈圆环形，厚度20～50mm，内径与下水口（5）配合，外径大于波纹管（4）外径；

所述的石棉密封圈（7）的尺寸、形状与碗口的尺寸、形状及下水口（5）下部的尺寸、形状相对应配合；

所述的石棉密封垫（6）和石棉密封圈（7）由耐火石棉添加高温膨胀胶制成，其中按重量百分比：石棉30～90%，高温膨胀胶5～50%。