一种炉头氮气保护装置及氮气保护方法
【专利摘要】本发明公开了一种炉头氮气保护装置，包括套筒，套筒的下端外侧设有第一限位件；调节筒，调节筒的上端内侧设有与第一限位件相配合的第二限位件，套筒滑动伸入到调节筒内，调节筒的外侧设有凸球面；弹簧，弹簧套设在套筒的外侧，一端连接套筒的上端，另一端连接调节筒的上端面；上端盖，上端盖内侧设有转向孔，转向孔的内侧面上具有与凸球面相配合的凹球面；保护罩，保护罩的上端与上端盖相连，保护罩上设有进气口。本发明还公开了一种炉头氮气保护方法。本发明的炉头氮气保护装置具有清洁环保、使用寿命长、生产成本低、对铜液的保护效果好等特点，因而具有良好的推广应用价值。
【专利说明】一种炉头氮气保护装置及氮气保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种炉头氮气保护装置及氮气保护方法，尤其是在紫铜半连续铸造过程中，对铜液及浇管的氮气保护装置及氮气保护方法。
【背景技术】
[0002]现有半连续铸造过程中，炉头部分通过炭黑覆盖的方式对铜水表面进行保护，降低该过程中空气对铜水的氧化，而在浇铸过程中浇管部分依然暴露于空气之中，浇管使用寿命大大降低。这种方式成本较高，铸造环境较差，对铜液的保护效果不佳。目前，还未有好的解决方案。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述现有技术中的不足，提供一种炉头氮气保护装置，该炉头氮气保护装置具有对铸造过程可具有氮气保护功能和装置自动调节功能。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种炉头氮气保护装置，包括:套筒，所述套筒的下端外侧设有第一限位件；调节筒，所述调节筒的上端内侧设有与所述第一限位件相配合的第二限位件，所述套筒滑动伸入到所述调节筒内，所述调节筒的外侧设有凸球面；弹簧，所述弹簧套设在所述套筒的外侦h—端连接所述套筒的上端，另一端连接所述调节筒的上端面；上端盖，所述上端盖内侧设有转向孔，所述转向孔的内侧面上具有与所述凸球面相配合的凹球面；保护罩，所述保护罩的上端与所述上端盖相连，保护罩上设有进气口。
[0006]根据本发明实施例的炉头氮气保护装置在浇铸使用过程中，将炉头向下伸入到保护罩内，保护罩的下表面与结晶器的上表面贴合，形成一个密闭的空腔，浇铸管位于其中，氮气由进气孔进入，防止浇铸过程中浇铸管部分暴露在空气中，起到氮气保护作用。随着铸锭的拉铸，炉内液面会下降，因此炉头需要下摆，以保证浇铸液正常流出。此时炉头和结晶器之间的距离和角度将会有稍微的变化，因此套筒可以在调节筒内上下滑动，第一限位件和第二限位件防止套筒和调节筒在弹簧的作用下相互分离。当套筒向下滑动时，弹簧将会被压缩，以适应新的浇涛位置。同时，上端盖通过凸球面和凹球面与调节筒发生相对旋转，以适应新的浇涛角度。当浇涛完成后，炉头上升，在弹簧的作用下，调节筒和套筒的位置将恢复到最初状态。可知，本发明的本发明实施例的炉头氮气保护装置可以随着炉头的摆动自动调节至最佳位置，从而保证了装置的实用性及稳定性，提高了装置的使用寿命。避免了炭黑的使用，降低了浇管的氧化，提高了浇管的使用寿命，降低了生产成本。综上，本发明的炉头氮气保护装置具有清洁环保、使用寿命长、生产成本低、对铜液的保护效果好等特点，因而具有良好的推广应用价值。
[0007]另外，根据本发明实施例的炉头氮气保护装置还可以具有以下附加技术特征:
[0008]优选的，所述套筒的上端设有法兰盘，套筒与法兰盘之间通过螺纹连接。
[0009]优选的，所述第一限位件为位于所述套筒下端外侧的环形凸沿；所述第二限位件为位于所述调节筒上端内侧的环形凸沿。
[0010]优选的，所述上端盖和保护罩通过螺栓连接。
[0011]优选的，所述保护罩上设有卡槽，所述卡槽内装有玻璃窗。
[0012]优选的，所述保护罩包括外壁和内壁，所述外壁和内壁之间形成空腔，所述外壁上设有第一进气口，所述内壁上设有第二进气口。
[0013]优选的，所述第一进气口设在外壁的中部或上部，所述第二进气口位于所述内壁的下部。
[0014]优选的，所述第一进气口为一个或两个。
[0015]优选的，所述第二进气口为沿内壁下端分布的若干个。
[0016]本发明还提供一种炉头氮气保护方法，在浇涛过程中，炉头下摆，保护罩的下表面与结晶器的上表面贴合，氮气从第一进气口进入保护罩外壁和内壁之间的空腔，氮气在空腔内被浇涛液预热，预热后的氮气经第二进气口进入保护罩内，实现氮气保护。
[0017]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0019]图1是本发明实施例的炉头氮气保护装置的立体结构示意图；
[0020]图2是本发明实施例的炉头氮气保护装置的保护罩部分的结构示意图。
[0021]附图标记说明:
[0022]1、法兰盘，2、弹簧，3、套筒，4、调节筒，5、上端盖，6、保护罩，7、玻璃窗，8、第一限位件，9、第二限位件，10、凸球面，11、外壁，12、内壁，13、空腔，14、第一进气口，15、第二进气□。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0025]在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0026]下面参照图1-2描述本发明实施例的炉头氮气保护装置。如图1-2所示，根据本发明实施例的炉头氮气保护装置包括套筒3、调节筒4、弹簧2、上端盖5和保护罩6。
[0027]具体而言，套筒3的下端外侧设有第一限位件8。调节筒4的上端内侧设有与第一限位件8相配合的第二限位件9，套筒3滑动伸入到调节筒4内，调节筒4的外侧设有凸球面10。弹簧2套设在套筒3的外侧，一端连接套筒3的上端，另一端连接调节筒4的上端面。上端盖5内侧设有转向孔，转向孔的内侧面上具有与凸球面10相配合的凹球面。保护罩6的上端与上端盖5相连，保护罩6上设有进气口。
[0028]根据本发明实施例的炉头氮气保护装置设置保护罩6和套筒3，使整个浇铸管及结晶器上表面处于氮气的保护之中，从而提高铸造质量。氮气由进气口进入，防止浇铸过程中浇铸管部分暴露在空气中，起到氮气保护作用。随着铸锭的拉铸，炉内液面会下降，因此炉头需要下摆，以保证浇铸液正常流出。此时炉头和结晶器之间的距离和角度将会有稍微的变化，因此套筒3可以在调节筒4内上下滑动，第一限位件8和第二限位件9防止套筒3和调节筒4在弹簧2的作用下相互分离。当套筒3向下滑动时，弹簧2将会被压缩，以适应新的浇涛位置。同时，上端盖5通过凸球面10和凹球面与调节筒4发生相对旋转，以适应新的浇涛角度。当浇涛完成后，炉头上升，在弹簧2的作用下，调节筒4和套筒3的位置将恢复到最初状态。可知，本发明的本发明实施例的炉头氮气保护装置可以随着炉头的摆动自动调节至最佳位置，从而保证了装置的实用性及稳定性，提高了装置的使用寿命。避免了炭黑的使用，降低了浇管的氧化，提高了浇管的使用寿命，降低了生产成本。
[0029]根据本发明的一个具体示例，套筒3的上端设有法兰盘1，套筒3与法兰盘1之间通过螺纹连接。法兰盘1与保温炉炉头之间的螺栓与炉头连成一体。
[0030]根据本发明的一个具体示例，第一限位件8为位于套筒3下端外侧的环形凸沿，第二限位件9为位于调节筒4上端内侧的环形凸沿。第一限位件8与第二限位件9相互扣合在一起，且第一限位件8的外侧与调节筒4的内壁12相贴合，第二限位件9的内侧与套筒3的外壁11相贴合，这样可以保证套筒3和调节筒4相对滑动时，使内部具有密闭的空腔。
[0031]根据本发明的一个示例，上端盖5和保护罩6通过螺栓连接。由此可知，该结构便于安装，使结构更加合理。如图1所示，上端盖5由位于上部分的第一盖体和位于下部分的第二盖体扣合而成，并通过螺栓固定。两部分的中部共同形成转向孔和凹球面，第二盖体的边缘与保护罩6连接在一起。
[0032]根据本发明的一个具体75例,保护罩6上设有卡槽，卡槽内装有玻璃窗7。玻璃窗7使于观察保护罩6内的浇铸情况。
[0033]根据本发明的一些示例，保护罩6包括外壁11和内壁12，外壁11和内壁12之间形成空腔13，外壁11上设有第一进气口 14，内壁12上设有第二进气口 15。由此可知，氮气从第一进气口 14进入保护罩6外壁11和内壁12之间的空腔13，氮气在空腔13内被浇涛液预热，预热后的氮气经第二进气口 15进入保护罩6内，实现氮气保护。由于氮气经过冷干机除水，因此温度较低，直接进入内腔会使铜水瞬间过冷，从而影响铸锭质量，而经过空腔13，可以对氮气进行预热，从而提高铸造质量，杜绝了冷氮气使铜液迅速冷却的弊端。有利地，第一进气口 14设在外壁11的中部或上部，第二进气口 15位于内壁12的下部。这样，加热后氮气比较轻，会先上升，从而在填充整个空腔13后再从第二进气口 15进入保护罩6内部，从而有利于排出空气，有利于增加对氮气预热的时间。更有利地，第一进气口 14为一个或两个。当第一进气口 14为两个，分别设在保护罩6的两侧。第二进气口 15为沿内壁12下端分布的若干个，有利于预热后的氮气均匀地进入保护罩6内，提高铸造质量。
[0034]根据本发明实施例的炉头氮气保护方法，其包括如下步骤:
[0035]在浇涛过程中，炉头下摆，保护罩6的下表面与结晶器的上表面贴合，氮气从第一进气口 14进入保护罩6外壁11和内壁12之间的空腔13，氮气在空腔13内被浇涛液预热，预热后的氮气经第二进气口 15进入保护罩6内，实现氮气保护。
[0036]随着铸锭的拉铸，炉内液面会下降，因此炉头需要下摆，套筒3向下滑动，弹簧2将会被压缩，以适应新的浇涛位置。同时，上端盖5通过凸球面10和凹球面与调节筒4发生相对旋转，以适应新的浇涛角度。
[0037]当浇涛完成后，炉头上升，在弹簧2的作用下，调节筒4和套筒3的位置将恢复到最初状态。
[0038]除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
[0039]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种炉头氮气保护装置，其特征在于，包括: 套筒，所述套筒的下端外侧设有第一限位件； 调节筒，所述调节筒的上端内例设有与所述第一限位件相配合的第二限位件，所述套筒滑动伸入到所述调节筒内，所述调节筒的外侧设有凸球面； 弹簧，所述弹簧套设在所述套筒的外侧，一端连接所述套筒的上端，另一端连接所述调节筒的上端面； 上端盖，所述上端盖内侧设有转向孔，所述转向孔的内侧面上具有与所述凸球面相配合的凹球面； 保护罩，所述保护罩的上端与所述上端盖相连，保护罩上设有进气口。
2.根据权利要求1所述的炉头氮气保护装置，其特征在于，所述套筒的上端设有法兰盘，套筒与法兰盘之间通过螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的炉头氮气保护装置，其特征在于，所述第一限位件为位于所述套筒下端外侧的环形凸沿；所述第二限位件为位于所述调节筒上端内侧的环形凸沿。
4.根据权利要求1所述的炉头氮气保护装置，其特征在于，所述上端盖和保护罩通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的炉头氮气保护装置，其特征在于，所述保护罩上设有卡槽，所述卡槽内装有玻璃窗。
6.根据权利要求1所述的炉头氮气保护装置，其特征在于，所述保护罩包括外壁和内壁，所述外壁和内壁之间形成空腔，所述外壁上设有第一进气口，所述内壁上设有第二进气□。
7.根据权利要求6所述的炉头氮气保护装置，其特征在于，所述第一进气口设在外壁的中部或上部，所述第二进气口位于所述内壁的下部。
8.根据权利要求6所述的炉头氮气保护装置，其特征在于，所述第一进气口为一个或两个。
9.根据权利要求6所述的炉头氮气保护装置，其特征在于，所述第二进气口为沿内壁下端分布的若干个。
10.一种炉头氮气保护方法，其特征在于，在浇涛过程中，炉头下摆，保护罩的下表面与结晶器的上表面贴合，氮气从第一进气口进入保护罩外壁和内壁之间的空腔，氮气在空腔内被浇涛液预热，预热后的氮气经第二进气口进入保护罩内，实现氮气保护。
【文档编号】B22D11/11GK104399920SQ201410636487
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】赵长军, 赵洪山, 张建华, 郭丽丽, 荆岩, 李学帅, 郑朋艳 申请人:中色奥博特铜铝业有限公司