专利名称：浇注高氮不锈钢用充氮钢包盖的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种浇注高氮不锈钢用钢包盖的改进，具体地说是一种在密封状态下、直接将氮气充入钢包内、能保护高氮钢水、减少高氮钢水中氮析出的浇注高氮不锈钢用充氮钢包盖。
背景技术：
受到镍资源短缺价格暴涨的影响，研究代镍的元素最引人注目的是以氮代镍不锈钢。氮在不锈钢的奥氏体相中比碳容易固溶，并有延缓碳化物析出的效果，同时能有效改善钢的强度和耐蚀性，所以，氮合金化日益受到重视。20世纪80年代开发的加压ESR装置(即电渣再熔化装置)生产的含氮左右的不锈钢，典型用途有火电厂发电机用的保持环，具有高屈服强度、耐应力腐蚀开裂性和抑制电流损失的非磁性等性能，满足发电机回转产生的离心力要求；现在对镍铬系不锈钢，钼则在加氮后进一步提高耐蚀性，氮加入为0.5%左右；比奥氏体系不锈钢氮固溶量低的马氏体系铬系不锈钢和双相不锈钢(铁素体-奥氏体系)等钢种正在开发加氮的不锈钢。现在高氮不锈钢引起人们重视的理由之一在于提高强度和耐蚀性的效果，加上其环境和谐性和生体适合性优良特点，在高强度、高耐蚀性下具有非磁性，由于高氮无镍不锈钢应用对人体无害，所以将成为理想的生体医疗用生态材料。由于高氮不锈钢具有以上所述的性能，所以，高氮不锈钢需求量日益增加，同时氮含量日益提高，根据高氮钢国际会议确认高氮不锈钢分类，即含氮> 1 %的高氮不锈钢为超高氮钢，0. 3% 0. 5%的高氮不锈钢为“高氮钢”。目前，在大气压下加氮多用AOD法，即对钢水中喷吹氮气，但是氮在钢水中的固溶量受氮溶解度的限制，为提高固溶量必须开发在高压2MPa下的特殊溶解技术。20世纪80 年代在欧洲开发成功的批量生产规模的加压型ESR装置，在一次电极下溶解时其氮源用氮化物(氮化硅等)加入后，在加压条件下的熔剂内即可溶解。在加氮方面还开发成功加压感应溶解铸造法，该法为在耐压容器内将加压后的氮气强制加入钢水中，当在最高压力 3MPa(常用1. 6MPa)、溶解量500kg的条件下加氮时，钢水凝固时氮亦不会放出。还有粉末烧结法等亦在研究中，即将铁素体钢的粉末进行高温氮化。高氮不锈钢的浇注是通过钢包来实现的，这种钢包的口端设有钢包盖，钢包盖包括钢包盖外壳、耐火保温材料衬层构成，耐火保温材料衬层固定设在钢包盖外壳内，在钢包盖外壳的上壁上设有加强筋，在钢包盖外壳的上壁中部设有吊装装置，这种钢包盖的不足在于由于无通入氮气的装置，在常规大气条件下浇注，钢水压力降低后，钢水中的氮含量会自动析出，可降低高氮不锈钢的性能；另外，耐火保温材料衬层仅起防止钢水温度降低的作用，不能保护钢水在高氮气氛中进行浇注。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种通过在钢包盖上设充氮装置向钢包内充入带压氮气，以减少高氮不锈钢浇注过程中氮气的析出，而且结构简单、容易密封、能有效的保护高氮不锈钢性能稳定的浇注高氮不锈钢用充氮钢包盖。为达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是该浇注高氮不锈钢用充氮钢包盖，包括钢包盖外壳、耐火保温材料衬层构成，耐火保温材料衬层固定设在钢包盖外壳内，在钢包盖外壳的上壁上设有加强筋，在钢包盖外壳的上壁中部设有吊装装置，其特征在于所述的钢包盖外壳的周壁内侧插入通氮钢管，通氮钢管与钢包盖外壳的轴线平行，在通氮钢管的上端通过快速接头连接上输氮金属软管，输氮金属软管外接高压输氮装置，通过通氮钢管将氮气带压送入钢包内，在钢包盖外壳的底口沿上焊接固定上钢环，在钢环的内壁上固定上环状密封耐火毡，当将钢包盖外壳扣在钢包上时，通过环状密封耐火毡实现与钢包口的密封，以使充入的氮气不泄露。本实用新型还通过如下措施实施所述的通氮钢管设1-4根，分别插入钢包盖外壳的底口沿直径的1/8-3/8之间；通氮钢管的直径为40-100mm;通氮钢管的出氮气口沿露出耐火保温材料衬层的长度为20mm-50mm ；输入的氮气压力为0. 1-0. 6MPa。所述的快速接头的侧壁上设有1-3个接口，可分别接入相应的通氮钢管。所述的环状密封耐火毡的内壁为锥形壁，其锥度与钢包上口外壁的锥度一致。当钢包盖扣在钢包上后，通入一定压力的氮气，满足含氮不锈钢浇注时氮气压的要求，减少在高氮钢浇注过程中其中氮气的析出。本实用新型的有益效果在于与目前浇注高氮不锈钢用钢包上的钢包盖相比，由于在钢包盖上设有向钢包内的带压充氮装置，并且密封，所以，保证了钢水在带压氮气的气氛中浇注，防止了钢水中氮气的析出，保证了高氮不锈钢的质量，而且结构简单，容易实施; 由于采用金属软管，所以不影响钢包盖的移动。
图1、为本实用新型的结构轴向剖视示意图。图2、为本实用新型的结构仰视示意图。
具体实施方式
参照图1、2制作本实用新型。该浇注高氮不锈钢用充氮钢包盖，包括钢包盖外壳 1、耐火保温材料衬层2构成，耐火保温材料衬层2固定设在钢包盖外壳1内，通过耐火保温材料衬层2可防止钢水温度降低，在钢包盖外壳1的上壁上设有加强筋3，在钢包盖外壳1 的上壁中部设有吊装装置4，通过吊装装置4可把钢包盖扣在钢包口上，或者移开钢包口， 其特征在于所述的钢包盖外壳1的周壁内侧插入通氮钢管5，通氮钢管5与钢包盖外壳1 的轴线平行，在通氮钢管5的上端通过快速接头6连接上输氮金属软管7，输氮金属软管7 外接高压输氮装置，通过通氮钢管5将氮气带压送入钢包内，在钢包盖外壳1的底口沿上焊接固定上钢环8，在钢环8的内壁上固定上环状密封耐火毡9，当将钢包盖外壳1扣在钢包上时，通过环状密封耐火毡9实现与钢包口的密封，以使充入的氮气不泄露。作为本实用新型的进一步改进，所述的通氮钢管5设1-4根，分别插入钢包盖外壳 1的底口沿直径的1/8-3/8之间；通氮钢管5的直径为40-100mm ；通氮钢管5的出氮气口沿露出耐火保温材料衬层2的长度为20mm-50mm ；输入的氮气压力为0. 1-0. 6MPa。
4[0018]所述的快速接头6的侧壁上设有1-3个接口，可分别接入相应的通氮钢管5。所述的环状密封耐火毡9的内壁为锥形壁10，其锥度与钢包上口外壁的锥度一致，当钢包盖扣在钢包上时，利用带锥度的环状密封耐火毡9与钢包定位、并密封。当钢包盖扣在钢包上后，通入一定压力的氮气，满足含氮不锈钢浇注时氮气压的要求，减少在高氮钢浇注过程中其中氮气的析出。
权利要求1.一种浇注高氮不锈钢用充氮钢包盖，包括钢包盖外壳(1)和耐火保温材料衬层(2) 构成，耐火保温材料衬层( 固定设在钢包盖外壳(1)内，在钢包盖外壳(1)的上壁上设有加强筋(3)，在钢包盖外壳(1)的上壁中部设有吊装装置，其特征在于所述的钢包盖外壳⑴的周壁内侧插入通氮钢管(5)，通氮钢管(5)与钢包盖外壳⑴的轴线平行，在通氮钢管( 的上端通过快速接头(6)连接上输氮金属软管(7)，在钢包盖外壳(1)的底口沿上焊接固定上钢环(8)，在钢环(8)的内壁上固定上环状密封耐火毡(9)。
2.根据权利要求1所述的浇注高氮不锈钢用充氮钢包盖，其特征在于所述的通氮钢管(5)设1-4根，分别插入钢包盖外壳(1)的底口沿直径的1/8-3/8之间；通氮钢管(5) 的直径为40-100mm;通氮钢管(5)的出氮气口沿露出耐火保温材料衬层O)的长度为 20mm-50mm ；输入的氮气压力为0. 1-0. 6MPa。
3.根据权利要求1或2所述的浇注高氮不锈钢用充氮钢包盖，其特征在于所述的快速接头(6)的侧壁上设有1-3个接口，分别接入相应的通氮钢管(5)；所述的环状密封耐火毡 (9)的内壁为锥形壁(10)，其锥度与钢包上口外壁的锥度一致。
专利摘要本实用新型公开了一种浇注高氮不锈钢用充氮钢包盖，包括钢包盖外壳(1)及内的耐火保温材料衬层(2)构成，在钢包盖外壳(1)的上壁上设有加强筋(3)，上壁中部设有吊装装置(4)，其特征在于所述的钢包盖外壳(1)的周壁内侧插入通氮钢管(5)，在通氮钢管(5)的上端通过快速接头(6)连接上输氮金属软管(7)，在钢包盖外壳(1)的底口沿上焊接固定上带环状密封耐火毡(9)的钢环(8)。该充氮钢包盖，由于在钢包盖上设有向钢包内的带压充氮装置，并且密封，所以，保证了钢水在带压氮气气氛中浇注，防止钢水中氮气的析出，保证高氮不锈钢的质量，而且结构简单，容易实施；由于采用金属软管，所以不影响钢包盖的移动。
文档编号B22D41/00GK201969867SQ20102069223
公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者亓传军, 任海红, 张恒伟, 王俊海, 王峰, 赵树民, 陈坤 申请人:山东泰山钢铁集团有限公司