浸入式喂丝套管、喂丝机及喂丝方法与流程

本发明属于冶金领域，具体涉及一种浸入式喂丝套管、喂丝机及喂丝方法。

背景技术：

钢包喂线技术是继钢包喷粉之后发展起来的又一冶金喷射技术，国外20世纪70年代初期就试制了铁包钙、铁包铝线技术进行钢包喂线。与喷粉技术相同的是，喂线技术也是把金属或合金粉剂送入熔池深处，然后通过气体搅拌使进入熔池的物料迅速熔化、溶解与反应；与喷粉技术不相同的是喂线技术是通过喂线机把金属或合金粉剂制成的丝线送入熔池深处的，搅拌气体单独引入熔池。喂线时金属或合金进入熔池的位置、速度与数量都直接关系到冶金效果,而这些参数的确定主要取决于芯线的加热、熔化过程。

喂线过程中，喂丝机利用喂丝导管将丝线送入熔池的深处，为了避免熔池内的钢水凝结成钢渣或残钢将喂丝导管的下端堵塞，喂丝导管不浸入钢水内，现有的喂丝机都采用喂丝导管悬离钢水液面的方式喂入丝线，这种喂线方式简单易操作，能满足大部分丝线的喂入要求。但是，由于喂丝导管的下端与钢水液面之间还存在一定的距离，对于一些易烧损的贵重元素(如：钙、稀土、钛等)的控制存在收得率稳定性较差、偏低的情况。

技术实现要素：

本发明提供了一种浸入式喂丝套管，旨在解决采用现有的喂丝导管对易烧损的贵重元素制成的丝线进行喂线时存在收得率稳定性较差并且偏低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：浸入式喂丝套管，包括可与喂丝机的喂丝导管滑动连接的内套管、套装在内套管上的外套管、以及外套管驱动装置；所述内套管的外表面上设置有刮除部，所述刮除部与外套管滑动连接；所述外套管驱动装置与外套管相连，并可驱使外套管沿内套管的轴向运动。

进一步的是，该浸入式喂丝套管还包括内套管驱动装置，所述内套管驱动装置与内套管相连，并可驱使内套管沿外套管的轴向运动。

进一步的是，所述刮除部呈锥形。

进一步的是，所述刮除部由钨钢制成。

进一步的是，所述刮除部与内套管为一体式结构。

进一步的是，所述刮除部沿内套管的外周设置一圈，并位于内套管的下端。

进一步的是，所述刮除部下端的端面的边沿向下延伸形成有切削刃，所述切削刃的刃口呈环形并与外套管的内周相匹配。

进一步的是，所述切削刃与刮除部下端的端面之间通过圆弧过渡连接。

本发明还提供了一种喂丝机，包括喂丝导管和任意一种上述的浸入式喂丝套管；所述浸入式喂丝套管通过内套管与喂丝导管滑动连接在一起。

本发明还提供了一种喂丝方法，该方法采用上述的喂丝机对易烧损的贵重元素制成的丝线进行喂线，包括下列步骤：

步骤一，待钢水成分及温度经lf工序调整合格后，通过外套管驱动装置驱使外套管沿内套管的轴向向下运动，直至外套管的下端伸入至钢水液面以下100～200mm为止；

步骤二，喂入丝线，将喂线速度控制在4～8m/s，喂线过程软吹氩气；

步骤三，喂线结束后，通过外套管驱动装置驱使外套管沿内套管的轴向向上运动，使外套管的下端离开钢水；然后，通过内套管驱动装置驱使内套管沿外套管的轴向上下往复运动，将外套管内壁上附着的钢渣及残钢去除。

本发明的有益效果是：利用该浸入式喂丝套管进行喂线，既可以满足正常丝线的喂线要求，又可以满足易烧损的贵重元素制成的特殊丝线的喂线要求；需要对特殊丝线进行喂线时，将该浸入式喂丝套管滑动连接在喂丝机的喂丝导管上，通过外套管驱动装置驱使外套管沿内套管的轴向向下运动，使外套管的下端伸入至钢水液面以下进行浸入式喂线，能够显著提高特殊丝线喂线的收得率，且稳定性较好；如：通过该浸入式喂丝套管对钙线进行浸入式喂线，使得钙线的收得率由以前的8％～33％(平均25％)，提高到了20％～41％(平均28％)。

附图说明

图1是本发明中浸入式喂丝套管的一种实施方式的实施结构示意图；

图2是本发明中浸入式喂丝套管的另一种实施方式的实施结构示意图；

图中标记为：内套管100、刮除部110、切削刃111、外套管200。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，浸入式喂丝套管，包括可与喂丝机的喂丝导管滑动连接的内套管100、套装在内套管100上的外套管200、以及外套管驱动装置；所述内套管100的外表面上设置有刮除部110，所述刮除部110与外套管200滑动连接；所述外套管驱动装置与外套管200相连，并可驱使外套管200沿内套管100的轴向运动。

该浸入式喂丝套管一般通过内套管100与喂丝机的喂丝导管滑动连接；为了便于浸入式喂丝套管的更换，通常还将内套管100与喂丝导管之间的连接方式设置为可拆卸的连接方式，并且该处连接部位上设置有动密封。其中，内套管100与外套管200套装在一起，且彼此可相对伸缩滑动。

由于外套管200伸入钢水后再伸出后，往往有钢水附着在外套管200上形成钢渣或残钢，因此需要设置刮除部110将外套管200内壁上附着的钢渣及残钢去除，避免外套管200堵塞；这样使外套管200和内套管100相对滑动，即可使刮除部110将钢渣及残钢去除；刮除部110通常采用耐高温且高强度的材料制作，优选由钨钢制成；为了保证刮除部110的结构强度的同时减少使用的材料，可将刮除部110设置为图1中所示的锥形结构；刮除部110可以是焊接设置于内套管100上，也可以是与内套管100设置为一体的结构，即在对内套管100加工过程中直接加工出刮除部110。刮除部110与外套管200之间的滑动连接可以有多种实施方式，例如：刮除部110与外套管200间隙配合连接，刮除部110与外套管200通过直线轴承连接，外套管200内表面上设置凸起的导轨、刮除部110上设置滑槽与导轨滑动连接，或是外套管200内表面上设置燕尾槽、刮除部110上设置燕尾结构与燕尾槽滑动连接等等。

外套管驱动装置通常可以安装在喂丝机上或外置于机架上，用于驱动外套管200的伸缩；外套管驱动装置可以为多种，例如：伸缩油缸、伸缩气缸、活塞缸或其他具有伸缩功能的组件或装置。

由于钢渣或残钢在外套管200上的附着连接部位的强度通常较大，为了保证刮除部110能够顺利将其去除，一般该浸入式喂丝套管还包括有内套管驱动装置，所述内套管驱动装置与内套管100相连，并可驱使内套管100沿外套管200的轴向运动。内套管驱动装置通常可以安装在外套管200内部，或者喂丝机上，或者外置于机架上；内套管驱动装置也可以为多种，例如：伸缩油缸、伸缩气缸、活塞缸或其他具有伸缩功能的组件或装置。去除钢渣或残钢过程中，使外套管200静止不动，利用内套管驱动装置驱动内套管100沿外套管200的轴向上下运动进而通过刮除部110将钢渣或残钢去除。

为了保证去除钢渣及残钢的效果，所述刮除部110沿内套管100的外周设置一圈，并位于内套管100的下端。

作为本发明的一种优选方案，如图2所示，所述刮除部110下端的端面的边沿向下延伸形成有切削刃111，所述切削刃111的刃口呈环形并与外套管200的内周相匹配。通过切削刃111可以切断钢渣或残钢与外套管200内表面之间的附着连接，利于快速去除钢渣及残钢。为了节约成本，切削刃111上还可以设置与其可拆卸连接的刃口，以便切削刃111刃口损坏或失效时进行更换，利于原有的内套管100及刮除部110重复使用。

在上述基础上，为了保证切削刃111的强度，所述切削刃111与刮除部110下端的端面之间通过圆弧过渡连接。用于连接的圆弧过渡部位还可以对切除的钢渣及残钢进行导向，避免其飞溅。

本发明还提供了一种可满足易烧损的贵重元素制成的特殊丝线的喂线要求的喂丝机，其包括喂丝导管和任意一种上述的浸入式喂丝套管；所述浸入式喂丝套管通过内套管100与喂丝导管滑动连接在一起。

利用上述的喂丝机对易烧损的贵重元素制成的丝线进行喂线的喂丝方法，包括下列步骤：

步骤一，待钢水成分及温度经lf工序调整合格后，通过外套管驱动装置驱使外套管200沿内套管100的轴向向下运动，直至外套管200的下端伸入至钢水液面以下100～200mm为止；

步骤二，喂入丝线，将喂线速度控制在4～8m/s，喂线过程软吹氩气；

步骤三，喂线结束后，通过外套管驱动装置驱使外套管200沿内套管100的轴向向上运动，使外套管200的下端离开钢水；然后，通过内套管驱动装置驱使内套管100沿外套管200的轴向上下往复运动，将外套管200内壁上附着的钢渣及残钢去除。

通常喂线结束后，再对钢水软吹5分钟以上的时间后方能取样检测。

实施例1

利用上述的喂丝机对钙线进行喂线的喂丝方法，包括下列步骤：

1)待钢水成分及温度经lf工序调整合格后，通过外套管驱动装置驱使外套管200沿内套管100的轴向向下运动，直至外套管200的下端伸入至钢水液面以下150mm为止；

2)喂入钙线，将喂线速度控制在4～8m/s，喂线过程软吹氩气；

3)喂线结束后，通过外套管驱动装置驱使外套管200沿内套管100的轴向向上运动，使外套管200的下端离开钢水；然后，通过内套管驱动装置驱使内套管100沿外套管200的轴向上下往复运动，将外套管200内壁上附着的钢渣及残钢去除；

4)喂线结束后，再对钢水软吹5分钟以上并取样进行检测。

结果：经取样检测，实施例1喂线的收得率为37％，明显高于利用传统的喂丝机进行喂线的平均收得率，利用传统的喂丝机进行喂线的平均收得率为25％。

实施例2

利用上述的喂丝机对钙线进行喂线的喂丝方法，包括下列步骤：

1)待钢水成分及温度经lf工序调整合格后，通过外套管驱动装置驱使外套管200沿内套管100的轴向向下运动，直至外套管200的下端伸入至钢水液面以下200mm为止；

2)喂入钙线，将喂线速度控制在4～8m/s，喂线过程软吹氩气；

3)喂线结束后，通过外套管驱动装置驱使外套管200沿内套管100的轴向向上运动，使外套管200的下端离开钢水；然后，通过内套管驱动装置驱使内套管100沿外套管200的轴向上下往复运动，将外套管200内壁上附着的钢渣及残钢去除；

4)喂线结束后，再对钢水软吹5分钟以上并取样进行检测。

结果：经取样检测，实施例2喂线的收得率为41％，明显高于利用传统的喂丝机进行喂线的平均收得率。

实施例3

利用上述的喂丝机对钙线进行喂线的喂丝方法，包括下列步骤：

1)待钢水成分及温度经lf工序调整合格后，通过外套管驱动装置驱使外套管200沿内套管100的轴向向下运动，直至外套管100的下端伸入至钢水液面以下100mm为止；

2)喂入钙线，将喂线速度控制在4～8m/s，喂线过程软吹氩气；

3)喂线结束后，通过外套管驱动装置驱使外套管200沿内套管100的轴向向上运动，使外套管200的下端离开钢水；然后，通过内套管驱动装置驱使内套管100沿外套管200的轴向上下往复运动，将外套管200内壁上附着的钢渣及残钢去除；

4)喂线结束后，再对钢水软吹5分钟以上并取样进行检测。

结果：经取样检测，实施例3喂线的收得率为27％，高于利用传统的喂丝机进行喂线的平均收得率。