一种浇注钢锭用保护装置及使用方法与流程

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种浇注钢锭用氩气保护装置及使用方法。

背景技术：

在钢锭生产的浇注过程中，从钢包下水口流出的高速钢液周围气压较小，其附近的空气将会被卷吸进入中注管，进而被卷入钢液内部并随着流股进入钢锭模，导致钢液发生严重的二次氧化。

目前，在钢锭生产中所采用的保护浇注装置的主要结构是在钢包底座的下水口周围安装氩气环吹装置，在浇注过程中氩气在钢流周围形成气幕保护层，但是由此所形成的氩气幕容易受自然风的影响，保护效果很不稳定。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对目前浇注钢锭过程存在的二次氧化问题，提出一种保护浇注装置，使钢液在浇注过程中不会因吸气而发生二次氧化，提高钢锭质量。

一种浇注钢锭用保护装置，其特征是，包括吹气环、保护箱、保护箱内衬和密封圈，所述的吹气环固定在中注管上沿，保护箱固定在吹气环上沿，并使用密封圈进行密封。

保护箱中下部呈圆锥筒状，上部呈直筒状；吹气环内腔为圆或椭圆环形，其外侧与氩气导入管连接，内侧均匀分布有20-40个圆柱状出气孔。

所述保护箱中下部为圆锥筒状，其直径与吹气环配合；上部为直筒状，其内径为钢包下水口内径的2-4倍，高度为70-100mm。

在钢锭浇注过程中，氩气通过氩气导入管进入吹气环，再经吹气环的出气孔流出，然后分成两股分别向上和向下流动。在保护箱圆锥筒状内腔的作用下，向上流动的氩气流速越来越大，最后在保护箱上部直筒状内腔的作用下竖直向上流出，从而有效的阻止空气流入中注管。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明浇注钢锭用保护装置不依附于钢包底座，可以提前将其安装在中注管上，使铸锭生产流程的更加紧凑，提高生产效率，同时还能减少铸锭操作导致的钢液温降，节约能源。

2)本发明所述的内腔为圆或椭圆环形的吹气环，保证了氩气能够均匀的分布在注流钢液周围，提高保护浇注的稳定性。

3)本发明所述的下部呈圆锥筒状上部呈直筒状的保护箱，可以实现保护箱内氩气加速向上流动，使保护箱上部开口处具有高速向上的氩气流，可以更加有效的防止空气被卷吸进入中注管，避免钢液的二次氧化，提高钢锭质量。

附图说明：

图1是本发明结构示意图。

图2是按图1所示吹气环的俯视图。

图中：1-氩气导入管；2-吹气环；3密封圈一、3-1密封圈二；4-保护箱；5-保护箱内衬；6-中注管；7-浇口砖；8-出气孔。

具体实施方式

实施例

一种浇注钢锭用保护装置，如图1、图2所示，包括吹气环2、保护箱4、保护箱内衬5和密封圈一3、密封圈二3-1。吹气环2固定在中注管6上，保护箱4和保护箱内衬5固定在吹气环2上，吹气环2与中注管6之间、和保护箱4与吹气环2之间分别使用密封圈一3和密封圈二3-1进行密封。

保护箱4由铁质材料制成，可反复使用，保护箱内衬5采用轻质隔热耐火材料制成。保护箱4中下部为圆锥筒状结构，上部为70-100mm长的直筒状结构，其目的是为了形成竖直向上的氩气流。

吹气环2的内腔截面为圆形或椭圆形，这样可以使吹气环2内腔的氩气压力分布均匀。吹气环2的内环壁面上均匀分布有N个出气孔8，N的取值范围为20-40。

该浇注钢锭用保护装置的使用方法包括以下步骤：

1)摆模后，在中注管6上沿固定密封圈一3，将吹气环2固定在密封圈一3上，然后在吹气环2上沿固定密封圈二3-1，最后把保护箱4和保护箱内衬5装配并固定在密封圈二3-1上；

2)开浇前五分钟，将氩气吹气管连接到氩气导入管1上，采用0.12-0.15MPa的压力吹氩，驱走中注管6和钢锭模内的空气；

3)在锭身浇注过程中，采用0.15-3MPa的压力吹氩，氩气通过氩气导入管1进入吹气环2的内腔，经出气孔8进入保护箱4与中注管6围成的空间内，之后一部分氩气随钢流进入中注管内腔下部，另一部分氩气加速向上部流动，并在保护箱4上部直筒状内腔的作用下竖直向上流出，从而有效的阻止空气被吸入中注管造成钢液氧化；

4)在冒口浇注过程中，减小吹氩压力至0.15-0.2MPa，浇注结束后停止吹氩，并取下该保护浇注装置。

经FLUENT商业软件数值模拟计算，本发明浇注钢锭用保护装置可以使浇注过程中的中注管内钢液面处空气含量降低至10^-6数量级，可以有效的避免钢液发生二次氧化，提高钢锭质量。