CN201257513Y - 一种中间包透气上水口 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连铸中间包用透气上水口及其制备方法。该水口的主要特征在于水口由两部分构成：内部为气孔率较大、透气性能良好的机压成型透气芯体；外部为浇注振动成型的起气密作用的耐火材料致密件；透气芯体和致密件之间为可燃物形成的缝隙状气室，气室通过金属导管和外界氩气输入装置相连。本实用新型的优点是：结构的改善使该本实用新型生产工艺简单，生产成本低；采用外部致密件自密封的气密方式省去了水口外部包裹钢壳的工艺，并且良好的自密封性可以保证吹气过程中气体的流量和背压稳定，因而防止钢液中非金属夹杂物黏附和沉积的效果更好。

Description

一种中间包透气上水口

技术领域

本发明涉及一种炼钢连铸中间包用控制钢流的上水口，特别是通过吹入惰性气体防止钢中夹杂物沉积堵塞的中间包透气上水口。

背景技术

水口是炼钢连铸中间包的一个重要组成部分，在连铸生产中，钢水中的非金属夹杂物，如Al₂O₃、SiO₂和CaO等，会在水口部位沉积，产生堵塞，造成连浇失败，从而严重影响连铸作业的顺利进行。为了防止Al₂O₃等非金属夹杂物附着和堵塞并且提高水口的使用寿命，当前主要采取的措施包括：采用可以喷吹惰性气体的透气上水口、改变水口结构、改变水口材质以及提高钢水洁净度、改善夹杂物状态等，其中采用可以喷吹惰性气体的透气上水口是最为直接且经济有效的解决方法。

现在工业上使用的透气水口多为等静压整体成型，专利号为CN 1530193A、CN1726106、CN 2601764Y、CN 2609687Y等文献报道的水口都是采用该工艺生产的产品。该生产工艺具有一系列的缺点：一方面该工艺需要昂贵的等静压设备，前期投入较高；另一方面，等静压成型生产率较为低下；再者，该工艺生产的水口浇钢孔内外两侧组织结构相近，都是可透气部位，为了避免水口使用过程中气体泄漏，必须对水口整体进行包钢壳工艺操作，因而增加了密封水口的复杂性和困难程度以及生产成本，现场的使用结果也显示该工艺生产的整体透气水口在使用过程中气密性较差；另外，由于该工艺生产的水口透气部位面积较大，导致水口内流动气体的气压和流量不稳定，从而起不到有效抑制钢液中夹杂物在水口表面粘附和沉积的作用。

为了改善水口整体等静压成型所带来的负面影响，研究人员从结构方面对透气水口进行了改进。专利号为CN 1203543A、CN 2928316Y、CN 2790636Y和CN 1694774A等专利文献报道了采用多部件组合方式生产的透气水口，该发明在水口的不同部位使用不同材料来制成各部件，然后将各部件进行组合。相对于等静压整体成型工艺来说，该工艺比较合理的发挥了不同材质耐火材料的作用，并且组合水口的某些部件可以采取如机压或者浇注等非等静压的方式进行生产，从而在不影响或者较小影响产品使用效果的前提下降低了产品的成本。但是，这些工艺也分别具有一些较为明显的缺点：有些工艺的组合部件较多，由三个甚至三个以上的部件组合而成，这为生产的实施过程带来了较大的困难；有些工艺需要在水口内部安装较长的金属通气管道，工艺生产麻烦并且由于金属和耐火材料的膨胀不一致性会导致使用过程中水口内部出现裂纹而影响水口的寿命或者气密性；由于组装件过多，为了防止漏气，大多数的工艺仍然采取整体包钢壳或者部分包钢壳的手段；有些工艺透气水口设计的吹气部位较为不合理或者吹气部位较小，导致吹气效果较差，尤其是在降低水口下部孔内夹杂物的粘附和沉积方面效果较差。总之，因为上述的各种原因，采用组合式生产的透气水口并没有在钢铁冶炼工业中得到大规模的推广和应用。

发明内容

为了克服上述工艺所具有的不同缺陷，本发明旨在提供一种成型工艺简单、透气效果良好、生产成本较为低廉、采用自密封的气密方式、使用过程中防止夹杂物沉积效果明显的连铸中间包用组合透气上水口及其制备方法。

本发明采取的技术措施为：所涉及的中间包用透气上水口采用内部透气芯和外部致密件组合的方式加工形成，它由内外两部分构成，内部为气孔率较大、孔径分布均匀、透气性能良好的机压成型透气芯体，透气芯体的原料主要为较为高档的含锆材料和刚玉材料；外部为采取浇注振动成型的结构致密、气孔率小的致密浇注件，外部致密件的原料主要为价格稍微便宜一些的刚玉质、铬刚玉质或者刚玉尖晶石质材料。在内外透气芯体和致密件两部分之间为缝隙式气室，气室的形成方法为在透气芯体外部缠绕或者涂抹一层厚度小于3mm的易燃物，然后在浇注过程中和致密件形成为一个整体，在1300℃～1650℃高温处理过程中易燃物燃尽而形成。气室通过金属管道与外界氩气输入装置连接。金属管道和外部致密件之间通过火泥联结和密封。

本发明的透气芯体部分具有良好的透气性能，致密件部分具有良好的气密性；由于水口采用了自密封的气密方式，所以节约了传统水口采用钢壳密封的生产成本；由于透气芯体独立的镶嵌于水口内部，因此吹入的惰性气体在水口内部行程较短，保证了吹气过程中气体流量和背压的稳定性；整个透气水口具有较好的热震稳定性和抗钢水冲刷性能，抵抗夹杂物黏附和沉积效果良好且制作工艺简单。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图中1-透气芯体，2-致密件，3-金属管道，4-气室，5-火泥

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明进行详细说明。

图中透气芯体1为本发明的关键部位，它位于水口中段内部，环浇钢孔放置，且镶嵌在外部致密件2的内部。透气芯体1为机压成型件，所采用的原料主要有锆质材料、刚玉质材料以及一些合适的结合剂，具有较大的显气孔率和均匀的孔径分布，透气性能良好，且强度较大。上述效果主要通过调整不同原料的颗粒级配和添加一些特殊组份的方法达到。

图中2为致密件，材质为刚玉质、铬刚玉质或者刚玉尖晶石质耐火材料，采用振动浇注的方式成型。在成型过程中，首先在透气芯体1的***缠绕或者涂抹一层厚度小于3mm的易燃物，然后将透气芯体1预安装到致密件2的模具内部，固定好透气芯体1以后，开始对致密件2进行浇注成型，成型后透气芯体1和外部致密件2成为一个整体。浇注好的共同体经过养护干燥后进行烧成，烧成温度为1300℃～1650℃。烧成后，由于易燃物燃尽，在透气芯体1和致密件2之间形成缝隙状的气室。为保证透气芯体1和致密件2具有良好的结合性，可以在透气芯体和外部浇注件的上下接触面上形成子母扣进行联结。

图中金属管道3在致密件烧成结束以后进行安装，管道3和致密件2之间通过火泥进行联结而使之构成密封良好的整体。

本实用新型在国内某18吨方坯中间包上使用，最高使用时间为900分钟，用后透气芯体1基本完好，没有明显的侵蚀现象，也没有明显的夹杂物粘附在透气芯体1的内表面，表明其抗钢水冲刷性能良好，并具有良好的抵抗夹杂物黏附和沉积效果；透气芯体1与致密件2之间的上下结合部位没有渗钢现象；在使用过程中气体流量和背压稳定，表明致密件2气密性良好。

Claims (3)

1、一种中间包透气上水口，其特征在于水口由内部透气芯和外部致密件构成，透气芯镶嵌于致密件的中部；透气芯和外部致密件之间存在有缝隙式气室；透气芯通过金属管道和水口外部的氩气吹入装置连接；金属管道和水口之间通过火泥联结。

2、根据权利要求1所述的中间包透气上水口，其特征在于透气芯体采取机压成型，原料是含锆材料和刚玉材料。

3、根据权利要求1所述的中间包透气上水口，其特征在于外部致密件采用振动浇注成型，材质为刚玉质、铬刚玉质或者刚玉尖晶石质。

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