一种钢包保护套管的制作方法

本发明属于钢铁企业连铸生产设备零部件技术领域，更具体地说，是涉及一种钢包保护套管。

背景技术：

连铸是将转炉、精炼工序冶炼出的合格钢液通过钢包转运至连铸浇铸平台，再由钢包注入中间包内，再经中间包连续地浇铸到一个或多个强制水冷的铜质合金金属型腔内，快速凝固形成坯壳，再经二次冷却，使之完全凝固，且成一定形状(规格)固态铸坯的工艺方法，其典型特征是生产过程的连续化和高效化。在合格钢液在由钢包注入中间包的过程中，由于高温钢水存在同空气接触的问题，钢液会与空气中的氧气发生氧化反应，使合格的钢液被氧化产生大量的新生夹杂物，导致钢液洁净度变差，从而影响钢液连铸可浇性和最终板卷线型等产品的质量。该过程中的钢液二次氧化是国内外钢铁企业连铸生产控制的难点。目前，国内外各个钢铁企业在钢包与中间包之间采用保护套管+氩气密封装置来降低钢液的二次氧化，目前该类套管在实际生产过程中，保护浇注效果欠佳，并且在保护套管浸入中间包钢液液面以下开浇时，会出现钢液由保护套管与钢包下水口之间反喷溅事故，对现场连铸钢包工安全操作存在较大安全隐患，并且容易导致钢液在钢包换包过程产生二次氧化，无法满足实际生产需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中的不足，提供一种结构简单，制造成本低，能够有效解决钢液在从钢包注入中间包过程中发生氧化问题，提高钢液制造的产品的质量，同时能够避免钢包在换包过程中钢液由钢包下水口与保护套管之间的缝隙部出现喷溅，避免安全事故发生的钢包保护套管。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种钢包保护套管，所述的钢包保护套管包括套管本体，所述的套管本体上端设置倒锥形的碗口部，碗口部内部设置沿碗口部一周布置的氩气管道，氩气管道与氩气进气口连通，氩气管道上设置多个氩气出气口，每个氩气出气口一端与氩气管道连通，每个氩气出气口另一端延伸出碗口部内壁。

所述的碗口部套装在钢包下端的钢包下水口外壁上，套管本体下端延伸到中间包内，碗口部内壁与钢包下水口外壁之间设置缝隙部。

所述的氩气管道为环形结构，氩气管道设置在碗口部内部位置，氩气管道沿碗口部一周布置，多个氩气出气口沿碗口部一周按间隙布置。

所述的氩气进气口一端与氩气管道连通，氩气进气口另一端通过管路与氩气供给部件连通，氩气供给部件设置为能够调节氩气供给部件供给的氩气压力大小的结构。

所述的套管本体的碗口部内部设置凸台部，凸台部沿碗口部内壁一周设置，碗口部套装在钢包下端的钢包下水口外壁上，钢包下水口下端面设置为能够抵靠在碗口部内部设置的凸台部上的结构。

所述的氩气进气口设置为能够从碗口部外壁延伸到碗口部内部的结构，延伸到碗口部内部的氩气进气口一端设置为能够与氩气管道连通的结构。

所述的套管本体下端延伸到中间包内时，管套本体下端设置为能够浸入到中间包内的钢液内部的结构。

所述的氩气供给部件供给的氩气压力大小设定在0.5Mpa-2.0Mpa之间。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明所述的钢包保护套管，与钢包和中间包配合使用，在需要使用钢包保护套管时，将钢包保护管的碗口部套装在钢包下端的钢包下水口外壁上，将套管本体下端延伸到中间包内，碗口部内壁与钢包下水口外壁之间接触，但由于两者为金属结构，两者之间存在缝隙部。在合格钢液在由钢包注入中间包前，先打开氩气供给部件，氩气供给部件通过氩气进气口向钢包保护套管内供给氩气，氩气从氩气进气口进入氩气管道，再通过氩气管道分配到多个氩气出气口，然后氩气出气口再喷出氩气，将氩气喷到碗口部内壁和钢包下水口外壁之间的缝隙部，这样，在缝隙部一周形成一层氩气保护膜，从而阻隔钢包保护套管内的合格钢液与钢包保护套管外部的空气中的氧气接触。与此同时，由于在缝隙部形成一层氩气保护膜，在钢包钢液浇铸过程中，碗口部会形成负压区，使得整个碗口部内部有效吸入并分布氩气，减少空气吸入，使得氩气保护层保护性能可靠，从而有效降低钢液的二次氧化(保护套管碗口内壁侧部由于氩气充入，隔绝了空气，阻断了发生氧化的氧气源，阻止二次氧化。本发明的钢包保护套管，结构简单，成本低，能够有效解决钢液在从钢包注入中间包过程中发生氧化问题，提高钢液制造的产品的质量，同时能够避免钢包在换包过程中钢液由钢包下水口与保护套管之间的缝隙部出现喷溅，提高钢包与中间包的浇铸效果。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为本发明所述的钢包保护套管的结构示意图；

图2为图1所述的钢包保护套管的A-A面的剖视结构示意图；

附图中标记分别为：1、套管本体；2、碗口部；3、氩气管道；4、氩气进气口；5、氩气出气口；6、碗口部内壁；7、钢包；8、钢包下水口；9、中间包；10、缝隙部；11、管路；12、氩气供给部件；13、凸台部。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如附图1、附图2所示，本发明为一种钢包保护套管，所述的钢包保护套管包括套管本体1，所述的套管本体1上端设置倒锥形的碗口部2，碗口部2内部设置沿碗口部2一周布置的氩气管道3，氩气管道3与氩气进气口4连通，氩气管道3上设置多个氩气出气口5，每个氩气出气口5一端与氩气管道3连通，每个氩气出气口5另一端延伸出碗口部内壁6。上述结构，在需要使用钢包保护套管时，将钢包保护管的碗口部套装在钢包7下端的钢包下水口8外壁上，将套管本体1下端延伸到中间包9内，碗口部内壁6与钢包下水口8外壁之间接触，但由于两者为金属结构，两者之间存在缝隙部10。在合格钢液在由钢包注入中间包前，先打开氩气供给部件，氩气供给部件通过氩气进气口向钢包保护套管内供给氩气，氩气从氩气进气口进入氩气管道，再通过氩气管道分配到多个氩气出气口，然后氩气出气口再喷出氩气，将氩气喷到碗口部内壁和钢包下水口外壁之间的缝隙部，这样，在缝隙部一周形成一层氩气保护膜，从而阻隔钢包保护套管内的合格钢液与钢包保护套管外部的空气中的氧气接触。与此同时，由于在缝隙部形成一层氩气保护膜，在钢包钢液浇铸过程中，碗口部会形成负压区，使得整个碗口部内部有效吸入并分布氩气，减少空气吸入，使得氩气保护层保护性能可靠，从而有效降低钢液的二次氧化(保护套管碗口内壁侧部由于氩气充入，隔绝了空气，从而阻断了发生氧化的氧气源。而现有技术中心的钢包保护套管，在碗口内壁位置尤其是靠近碗口部顶部位置有较多的氩气和空气混合气体，从而无法有效阻隔空气进入钢包保护套管。本发明所述的钢包保护套管，结构简单，制造成本低，能够有效解决钢液在从钢包注入中间包过程中发生氧化问题，提高钢液制造的产品的质量，同时能够避免钢包在换包过程中钢液由钢包下水口与保护套管之间的缝隙部出现喷溅，避免安全事故发生。

所述的碗口部2套装在钢包7下端的钢包下水口8外壁上，套管本体1下端延伸到中间包9内，碗口部内壁6与钢包下水口8外壁之间设置缝隙部10。上述结构，钢包的钢包下水口外壁与碗口部的碗口部内壁结合，钢包下水口与套管本体的碗口部之间为套装结构，然而，由于钢包下水口与套管本体的碗口部均为耐火材料刚性接触，两者之间始终有缝隙部存在，而缝隙部既是空气透过钢包保护套管与合格钢液接触，导致合格钢液二次氧化的原因，也是钢包保护套管浸入中间包钢液面以下开浇操作时从钢包下水口和保护套管之间的缝隙部发生钢液反喷溅事故的原因，因此，通过形成氩气保护层来解决上述问题，而氩气从碗口部内壁喷出，在碗口部内壁和钢包下水口外壁之间的缝隙部形成可靠的氩气保护层，避免外部空气从缝隙部进入而与合格钢液发生二次氧化问题，也能有效阻止中间包内的钢液从缝隙部向外喷溅，从而确保生产过程中的安全性。

所述的氩气管道3为环形结构，氩气管道3设置在碗口部2内部位置，氩气管道3沿碗口部2一周布置，多个氩气出气口5沿碗口部2一周按间隙布置。这样，氩气从氩气出气口喷出后，直接形成氩气保护层，而氩气保护层也被局限在缝隙部内，从而确保外部空气不会穿透氩气保护层，不会与合格钢液接触。

所述的氩气进气口4一端与氩气管道3连通，氩气进气口4另一端通过管路11与氩气供给部件12连通，氩气供给部件12设置为能够调节氩气供给部件12供给的氩气压力大小的结构。上述结构，氩气的供给和停止均通过氩气供给部件控制，氩气供给部件还能用于调节从氩气供给部件供给的氩气的压力大小。

所述的套管本体1的碗口部2内部设置凸台部13，凸台部13沿碗口部内壁6一周设置，碗口部2套装在钢包7下端的钢包下水口8外壁上，钢包下水口8下端面设置为能够抵靠在碗口部2内部设置的凸台部13上的结构。上述结构，实现了套管本体与钢包下水口之间可靠连接，套管本体还能起到支撑作用。

所述的氩气进气口4设置为能够从碗口部外壁6延伸到碗口部2内部的结构，延伸到碗口部2内部的氩气进气口4一端设置为能够与氩气管道3连通的结构。氩气进气口用于将氩气供给部件供给的氩气输送到氩气管道内，再均匀分配到每个氩气出气口5，确保缝隙部内氩气保护层各处压力及氩气供给量基本相同，从而确保每个部位的氩气保护层都能可靠阻止空气进入，提高保护效果。

所述的套管本体1下端延伸到中间包9内时，管套本体1下端设置为能够浸入到中间包9内的钢液内部的结构。上述结构，可靠实现钢液连铸作业。

所述的氩气供给部件12供给的氩气压力大小设定在0.5Mpa-2.0Mpa之间。这样的压力范围，既能确保缝隙部形成可靠的氩气保护层，又能够避免氩气供给过量，从而造成氩气的浪费。因此，这是最为合理的氩气压力控制范围。

本发明所述的钢包保护套管，与钢包和中间包配合使用，在需要使用钢包保护套管时，将钢包保护管的碗口部套装在钢包下端的钢包下水口外壁上，将套管本体下端延伸到中间包内，碗口部内壁与钢包下水口外壁之间接触，但由于两者为耐火材料刚性接触，两者之间存在缝隙部。在合格钢液在由钢包注入中间包前，先打开氩气供给部件，氩气供给部件通过氩气进气口向钢包保护套管内供给氩气，氩气从氩气进气口进入氩气管道，再通过氩气管道分配到多个氩气出气口，然后氩气出气口再喷出氩气，将氩气喷到碗口部内壁和钢包下水口外壁之间的缝隙部，这样，在缝隙部一周形成一层氩气保护膜，从而阻隔钢包保护套管内的合格钢液与钢包保护套管外部的空气中的氧气接触。与此同时，由于在缝隙部形成一层氩气保护膜，在钢包钢液浇铸过程中，碗口部会形成负压区，使得整个碗口部内部有效吸入并分布氩气，减少空气吸入，使得氩气保护层保护性能可靠，从而有效降低钢液的二次氧化(保护套管碗口内壁侧部由于氩气充入，隔绝了空气，阻断了发生氧化的氧气源，有效阻止二次氧化。本发明的钢包保护套管，结构简单，制造成本低，能够有效解决钢液在从钢包注入中间包过程中发生氧化问题，提高钢液制造的产品的质量，同时能够避免钢包在换包过程中钢液由钢包下水口与保护套管之间的缝隙部出现喷溅，避免安全事故发生。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。