一种浇注液态保护渣用的结晶器盖板装置的制作方法

本实用新型涉及连铸技术领域，特别涉及一种浇注液态保护渣用的结晶器盖板装置。

背景技术：

通常，连铸生产过程中，向结晶器浇注钢水的同时还向结晶器内钢水上方加入固态保护渣。加入的固态保护渣(粉状或粒状)在结晶器中由钢水提供热量熔化，继而在钢液表面自上到下依次形成粉渣层、烧结层和液渣层三层结构。熔融后的液渣均匀覆盖钢液面，隔绝空气，可防止钢液的二次氧化；随着结晶器的上下振动，液渣流入结晶器壁和凝固坯壳之间，形成渣膜，控制钢液和结晶器之间的传热并改善铸坯润滑。由于下层的液渣层相对致密，所以烧结层和粉渣层对钢液的保温作用最大，减少了钢液的热辐射损失，不使钢液弯月面过早地凝固而引起皱纹和重皮出现。

然而，将固态保护渣加入到结晶器内会有两个问题：一是固态保护渣因其比热大，所以熔化过程需要吸收较多的热量，要求较高的钢水过热度，不利于节能；二是如果加入的固态保护渣的熔化性能不佳(如熔化速度较慢等)，易发生卷渣和夹渣，从而影响铸坯表面和内部质量。这对浇铸高表面质量要求的钢种以及高拉速浇铸等均是不利的。

在连铸工艺全过程中，将液态保护渣浇注到结晶器内的钢液表面，这是项全新的技术，在大大改善铸坯质量尤其是表面质量的同时，也会有一些技术瓶颈。如前所述，钢液面上的保护渣层中，粉渣层和烧结层起绝热保温作用，因其在光学上是不透明的，可阻断辐射波，防止热损失；而液渣层几乎是透明的，容易透射来自钢液的辐射波。

现有技术中的结晶器装置无法避免钢液通过液态保护渣透射辐射波，引起弯月面钢液温度降低，铸坯振痕加深，凝固钩生成，液渣也可能会粘附在弯月面上，最终影响铸坯质量。

技术实现要素：

本申请提供的一种浇注液态保护渣用的结晶器盖板装置，解决了或部分解决了现有技术中的结晶器装置无法避免钢液通过液态保护渣透射辐射波，引起弯月面钢液温度降低，最终影响铸坯质量的技术问题，实现了隔绝空气，防止钢液二次氧化，改善了结晶器的绝热性能，提高弯月面钢水温度，减少振痕深度，避免生成凝固钩，减少针孔和减少液渣粘附在弯月面上，最终提高铸坯质量的技术效果。

本申请提供了一种浇注液态保护渣用的结晶器盖板装置，包括：

开设有钢液浇注孔和输渣孔的盖板，设置在结晶器的上端；所述盖板为夹层结构；所述盖板靠近钢液一侧涂覆高温辐射涂料；

至少两根环管，分别镶嵌在所述钢液浇注孔和所述输渣孔的底部外缘；所述环管的底部开设有多个通孔；

吹氩管，与所述环管的顶部连通。

作为优选，所述盖板为铝箔与耐火纤维材料间隔复合轧制而成的夹层结构；

所述高温辐射涂料涂覆在所述盖板底层的耐火纤维材料上。

作为优选，所述盖板包括2～4层所述铝箔；

所述高温辐射涂料的厚度为0.2～2mm，所述高温辐射涂料的反射率为0.8～0.95。

作为优选，所述耐火纤维材料为耐火纤维布、耐火纤维毡、耐火纤维毯或者耐火纤维涂料中的一种或几种的组合。

作为优选，所述高温辐射涂料是以Al2O3-Cr2O3-SiC系耐火材料为基 料，辅之以增黑剂、烧结剂、悬浮剂、分散剂、磷酸盐结合剂而制成。

作为优选，所述环管为圆形环管；

所述通孔为圆孔；

所述圆孔的直径为所述圆形环管管径的0.3～0.5倍。

作为优选，多个所述圆孔均匀布置在所述圆形环管上；

所述吹氩管与所述圆形环管的连接点位于相邻两个所述圆孔之间；

所述吹氩管管径与所述圆形环管管径相同。

作为优选，所述圆形环管的圆环直径为对应所述钢液浇注孔或所述输渣孔的孔径的1.1～1.2倍；

所述圆形环管的嵌入深度为所述圆形环管管径的0.5～1倍。

作为优选，所述吹氩管设置有预加热部件；

所述吹氩管内通入氩气或惰性气体；

所述预加热部件用于加热所述氩气或惰性气体。

作为优选，所述吹氩管设置有流速控制部件；

所述流速控制部件用于调整所述氩气或惰性气体的流量。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请中的盖板为铝箔与耐火纤维材料间隔复合轧制而成的夹层结构，设置在结晶器的上端，起绝热保温作用。在盖板靠近钢液一侧涂覆有高温辐射涂料；铝箔以及高温辐射涂料可以将结晶器内的钢液发射的辐射波反射回结晶器内，防止热辐射损失。将吹氩管与镶嵌在钢液浇注孔和输渣孔底部外缘的环管连接，氩气或惰性气体通过环管的通孔吹入结晶器内，有效隔绝空气，防止钢液二次氧化。这样，有效解决了现有技术中的结晶器装置无法避免钢液通过液态保护渣透射辐射波，引起弯月面钢液温度降低，最终影响铸坯质量的技术问题，实现了隔绝空气，防止钢液二次氧化，改善了结晶器的绝热性能，提高弯月面钢水温度，减少振痕深度，避免生成凝固钩，减少针孔和减少液渣粘附在弯月面上，最终提高铸坯质量的技术 效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的结晶器的侧面剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的浇注液态保护渣用的结晶器盖板装置的结构示意图；

图3为图2中A-A截面剖视图；

图4为图2中B-B截面剖视图；

图5为图1中圆形环管上的圆孔分布示意图。

(图示中各标号代表的部件依次为：1盖板，2钢液浇注孔，3输渣孔，4液态保护渣，5钢液，6结晶器，7环管，8吹氩管，9通孔)

具体实施方式

本申请实施例提供的一种浇注液态保护渣用的结晶器盖板装置，解决了或部分解决了现有技术中的结晶器装置无法避免钢液通过液态保护渣透射辐射波，引起弯月面钢液温度降低，最终影响铸坯质量的技术问题，通过将铝箔与耐火纤维材料间隔复合轧制而成的夹层结构的盖板设置在结晶器上端，并在盖板靠近钢液一侧涂覆高温辐射涂料；将吹氩管与镶嵌在钢液浇注孔和输渣孔底部外缘的环管连接，实现了隔绝空气，防止钢液二次氧化，改善了结晶器的绝热性能，提高弯月面钢水温度，减少振痕深度，避免生成凝固钩，减少针孔和减少液渣粘附在弯月面上，最终提高铸坯质量的技术效果。

参见附图1，本申请提供了一种浇注液态保护渣用的结晶器盖板装置，包括：盖板1、至少两根环管7及吹氩管8。

参见附图2，开设有钢液浇注孔2和输渣孔3的盖板1设置在结晶器的上端；盖板1为夹层结构；盖板1靠近钢液5一侧涂覆高温辐射涂料。 参见附图3和4，至少两根环管7分别镶嵌在钢液浇注孔2和输渣孔3的底部外缘；环管7的底部开设有多个通孔9；吹氩管8与环管7的顶部连通。

进一步的，盖板1为铝箔与耐火纤维材料间隔复合轧制而成的夹层结构；高温辐射涂料涂覆在盖板1底层的耐火纤维材料上。盖板1包括2～4层铝箔；高温辐射涂料的厚度为0.2～2mm，高温辐射涂料的反射率为0.8～0.95。

其中，耐火纤维材料起到绝热保温作用；夹层材料铝箔以及高温辐射涂料可以实现将结晶器6内的钢液5发射的辐射波反射回结晶器，防止热辐射损失；这种多模式复合绝热机制极大地改善了结晶器浇注液态保护渣4过程中的绝热性能，为全程液态保护渣4浇注工艺的顺行提供了有利保障。

进一步的，耐火纤维材料为耐火纤维布、耐火纤维毡、耐火纤维毯或者耐火纤维涂料中的一种或几种的组合。高温辐射涂料是以Al2O3-Cr2O3-SiC系耐火材料为基料，辅之以增黑剂、烧结剂、悬浮剂、分散剂、磷酸盐结合剂而制成。

进一步的，环管7为圆形环管；通孔9为圆孔；圆孔的直径为圆形环管管径的0.3～0.5倍。参见附图5，多个圆孔均匀布置在圆形环管上；吹氩管8与圆形环管的连接点位于相邻两个所述圆孔之间；吹氩管8管径与圆形环管管径相同。圆形环管的圆环直径为对应钢液浇注孔2或输渣孔3的孔径的1.1～1.2倍；圆形环管的嵌入深度为圆形环管管径的0.5～1倍。

进一步的，吹氩管8设置有预加热部件及流速控制部件；吹氩管8内通入氩气或惰性气体；预加热部件用于加热氩气或惰性气体；流速控制部件用于调整氩气或惰性气体的流量。

其中，在圆形环管上均匀设置多个圆孔，能保证氩气或其他惰性气体的平稳吹入，同时保证通气量较为均匀稳定，吹氩管8与圆形环管的连接 位置位于圆形环管的相邻两个圆孔之间。并且，吹入的氩气或其他惰性气体的吹氩管8设置气体预加热元件和流速控制元件，不仅能进一步地对结晶器6内的钢液5和液态保护渣4进行保温，还能隔绝空气，防止钢液5二次氧化；同时，随着连铸工艺的进行，液态保护渣4可能会挥发，挥发的物质粘附到盖板1的高温辐射涂料上，会影响到其对热辐射的反射效果，而吹入预加热后的氩气或其他惰性气体能帮助吹掉挥发上来的液态保护渣4，防止其粘附到盖板1上影响对热辐射的反射效果，从而影响保温效果。

下面通过具体实施例对本申请提供的浇注液态保护渣用的结晶器盖板装置的结构特征进行详细说明：

结晶器6横截面尺寸为：1100mm×230mm(长×宽)，浸入式水口外径为128mm，盖板1的外型尺寸为：1200mm×330mm×36mm(长×宽×厚)。盖板1一共由6层结构构成，分别是2层铝箔、2层耐火纤维布、1层耐火纤维毯以及1层高温辐射涂料。高温辐射涂料的厚度为1.2mm，反射率是0.9。参见附图3，钢液浇注孔2的直径d21＝140mm，对应圆形环管的圆环直径d24＝155mm，参见附图4，输渣孔3的直径d31＝70mm，对应圆形环管的圆环直径d34＝82mm。圆形环管的管道管径d22(d32)＝12mm，圆形环管嵌入盖板1的深度h2(h3)＝7mm，圆形环管上的圆孔直径d23(d33)＝4mm。在图5中，为了保证氩气或其他惰性气体的平稳吹入，在圆形环管底部均匀钻有8个圆孔，两个圆孔之间的圆弧夹角为45°。

在全程使用液态保护渣浇注过程中，盖上盖板1，以一定的流速控制地在结晶器6内的钢液5和液态保护渣4上方吹入预加热后的氩气。本申请提供的结晶器盖板装置的加工工艺不难，该结晶器盖板装置可使结晶器6内隔绝空气，防止钢液5二次氧化，同时，这种多模式复合绝热机制极大地改善了结晶器6全程浇注液态保护渣4过程中的绝热性能，为全程液态保护渣4浇注工艺的顺行提供了有利保障。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请中的盖板1为铝箔与耐火纤维材料间隔复合轧制而成的夹层结构，设置在结晶器6的上端，起绝热保温作用。在盖板1靠近钢液5一侧涂覆高温辐射涂料；铝箔以及高温辐射涂料可以将结晶器6内的钢液5发射的辐射波反射回结晶器6内，防止热辐射损失。将吹氩管与镶嵌在钢液浇注孔2和输渣孔3底部外缘的环管7连接，氩气或惰性气体通过环管7的通孔9吹入结晶器6内，有效隔绝空气，防止钢液5二次氧化。这样，有效解决了现有技术中的结晶器装置无法避免钢液5通过液态保护渣4透射辐射波，引起弯月面钢液5温度降低，最终影响铸坯质量的技术问题，实现了隔绝空气，防止钢液5二次氧化，改善了结晶器6的绝热性能，提高弯月面钢水温度，减少振痕深度，避免生成凝固钩，减少针孔和减少液渣粘附在弯月面上，最终提高铸坯质量的技术效果。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。