一种连铸吹氩塞棒的制作方法

1.本实用新型涉及连铸浇铸过程中采用塞棒吹氩用于改善水口浇铸状态，属于炼钢连铸技术领域，具体地涉及一种连铸吹氩塞棒。


背景技术：

2.塞棒是炼钢连铸“三大件”之一，是连铸用功能耐火材料。塞棒主要起到中间包开闭作用，除能与浸入式水口或上水口配合自动控制中间包至结晶器之间的钢水流量外，还可以通过塞棒的吹氩功能想中间包吹入氩气和其他惰性气体，塞棒兼有控制钢流和净化钢水的功能。塞棒在开浇及停浇时呈关闭状态，平时处于打开状态。
3.塞棒主要有组合塞棒和整体塞棒两种形式。组合塞棒由于接缝多和安装原因，钢水和熔渣容易侵蚀到连接缝中，引起断棒或塞头脱落的现象；整体塞棒则能避免前述问题和弊端。在吹氩型塞棒中，目前普遍使用的结构形式分为单孔型和多孔型吹氩塞棒，即在塞棒头上开有数量不等的导气孔，这些导气孔与塞棒本体中的氩气通道相连通。在使用过程中，通过导气孔吹入的氩气比较集中，在钢水中容易形成大气泡，导致结晶器液位波动产生卷渣造成漏钢危险；同时这些通过导气孔吹入的氩气分布不均匀，无法有效把初始沉积在塞棒头表面的絮状夹杂物清理掉，随着絮状夹杂物不断聚集变成尺寸更大的夹杂物，经钢流冲刷脱落进入结晶器导致结晶器发生溢流事故；此外，钢水中的杂质容易沉积在塞棒头表面影响塞棒头控流精度，停浇时无法正常关闭造成漏钢风险。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种连铸吹氩塞棒。该塞棒能够完全消除吹氩集中问题，确保流量稳定的氩气弥散性地吹入钢水，形成小而均匀的气泡，以消除大气泡对结晶器液位波动产生的影响，并且有效清除棒头絮状夹杂物，提高控流精度，提升吹氩效果，净化钢水品质。
5.为实现上述技术目的，本实用新型公开了一种连铸吹氩塞棒，它包括塞棒本体及位于所述塞棒本体前端的塞棒头，所述塞棒本体内设有通往塞棒头的管状氩气通道，所述塞棒头内部设有与所述管状氩气通道相连接的两个以上沿竖直方向相邻设置的球形气室，各球形气室的体积由上至下逐渐减小，所述塞棒本体与塞棒头连接处的外侧壁沿周向分布有抗冲刷层；
6.其中，具备最大体积的球形气室在水平方向的最大长度不大于塞棒头在同一水平线上长度的40％，具备最小体积的球形气室在水平方向的最大长度不小于管状氩气通道的管径；
7.所述冲刷层由本体冲刷部、棒头冲刷部组成，所述本体冲刷部的高度为30～80mm，所述棒头冲刷部高度为塞棒头高度的30～80％。
8.进一步地，各球形气室的竖向轴线在同一直线上且与管状氩气通道的竖向轴线重合。
9.进一步地，具备最小体积的球形气室底端与塞棒头底端距离为塞棒头高度的25～40％。
10.进一步地，所述冲刷层的厚度为塞棒本体壁厚的25％～40％。
11.进一步地，所述抗冲刷层与塞棒本体的体积密度≥3.2g/cm3。
12.进一步地，所述抗冲刷层的体积密度为3.2～3.7g/cm3。
13.进一步地，所述塞棒头采用介孔材料制成，所述介孔材料的显气孔率≥18％，孔径的中位径≤50nm。
14.进一步地，所述介孔材料的显气孔率为18～30％。
15.本实用新型的有益效果主要体现在如下几个方面：
16.1、本实用新型设计的塞棒结构牢固可靠、抗冲刷性好、使用寿命长。
17.2、本实用新型设计的塞棒能够完全消除吹氩集中问题，确保流量稳定的氩气弥散性地吹入钢水，形成小而均匀的气泡，以消除大气泡对结晶器液位波动产生的影响。
18.3、本实用新型设计的塞棒抗冲刷性好，能够有效清除棒头絮状夹杂物，提高控流精度，提升吹氩效果，净化钢水品质。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例设计的连铸吹氩塞棒纵向剖视图；
20.其中，图1中各部件编号如下：
21.塞棒本体1、塞棒头2、管状氩气通道3、球形气室4(其中，最大体积的球形气室4.1、最小体积的球形气室4.2)、抗冲刷层5(其中，本体冲刷部5.1、棒头冲刷部5.2)。
具体实施方式
22.为了更好地解释本实用新型，以下结合具体实施例进一步阐明本实用新型的主要内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于以下实施例。
23.本实用新型公开了一种连铸吹氩塞棒，结合图1可知，它包括塞棒本体1及位于所述塞棒本体1前端的塞棒头2，所述塞棒本体1内设有通往塞棒头2的管状氩气通道3，所述塞棒头2采用介孔材料制成，本实用新型介孔材料的显气孔率≥18％，孔径的中位径≤50nm，并进一步优选介孔材料的显气孔率为18～30％。
24.所述塞棒头2内部设有与所述管状氩气通道3相连接的两个以上沿竖直方向上相邻设置的球形气室4，各球形气室4的体积由上至下逐渐减小。所述各球形气室4起缓冲氩气气流的作用，且各球形气室4尺寸的设计有利于提高进入塞棒头2的氩气气流稳定性。
25.且具备最大体积的球形气室4.1在水平方向的最大长度不大于塞棒头2在同一水平线上长度的40％，具备最小体积的球形气室4.2在水平方向的最大长度不小于管状氩气通道3的管径。该设计尺寸一方面不影响塞棒头壁径进而保证塞棒头的整体强度，另一方面不会影响流入氩气的各向异性，保证氩气均匀稳定透过介孔材料弥散性地吹入到钢水中，提升吹氩效果。本实用新型还进一步优选各球形气室4的竖向轴线在同一直线上且与管状氩气通道3的竖向轴线重合，且具备最小体积的球形气室4.2底端距离塞棒头2底端与塞棒头高度的25～40％。结合图1可知，本实施例优选设计两个球形气室4.2。
26.与此同时，所述塞棒本体1与塞棒头2连接处的外侧壁沿周向分布有抗冲刷层5，所
述冲刷层5由本体冲刷部5.1、棒头冲刷部5.2组成，所述本体冲刷部5.1的高度为30～80mm，所述棒头冲刷部5.2高度为塞棒头2高度的30～80％。且所述冲刷层5的厚度为塞棒本体1壁厚的25％～40％。所述抗冲刷层5与塞棒本体1的体积密度≥3.2g/cm3。本实用新型优选抗冲刷层5的体积密度为3.2～3.7g/cm3。本实用新型选择设计抗冲刷层5并合理调整抗冲刷层5的材质、厚度等，在保证塞棒本体、棒头结合紧密前提下进一步提高塞棒头2的抗冲刷性，提高使用寿命。
27.综上所述，本实用新型设计的塞棒结构牢固可靠、抗冲刷性好、使用寿命长。不仅能够完全消除吹氩集中问题，确保流量稳定的氩气弥散性地吹入钢水，形成小而均匀的气泡，以消除大气泡对结晶器液位波动产生的影响，而且其抗冲刷性好，能够有效清除棒头絮状夹杂物，提高控流精度，提升吹氩效果，净化钢水品质。
28.以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。除上述实施例外，本实用新型还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。


技术特征：
1.一种连铸吹氩塞棒，它包括塞棒本体(1)及位于所述塞棒本体(1)前端的塞棒头(2)，所述塞棒本体(1)内设有通往塞棒头(2)的管状氩气通道(3)，其特征在于，所述塞棒头(2)内部设有与所述管状氩气通道(3)相连接的两个以上沿竖直方向相邻设置的球形气室(4)，各球形气室(4)的体积由上至下逐渐减小，所述塞棒本体(1)与塞棒头(2)连接处的外侧壁沿周向分布有抗冲刷层(5)；其中，具备最大体积的球形气室(4.1)在水平方向的最大长度不大于塞棒头(2)在同一水平线上长度的40％，具备最小体积的球形气室(4.2)在水平方向的最大长度不小于管状氩气通道(3)的管径；所述抗冲刷层(5)由本体冲刷部(5.1)、棒头冲刷部(5.2)组成，所述本体冲刷部(5.1)的高度为30～80mm，所述棒头冲刷部(5.2)高度为塞棒头(2)高度的30～80％。2.根据权利要求1所述连铸吹氩塞棒，其特征在于，各球形气室(4)的竖向轴线在同一直线上且与管状氩气通道(3)的竖向轴线重合。3.根据权利要求1或2所述连铸吹氩塞棒，其特征在于，具备最小体积的球形气室(4.2)底端与塞棒头(2)底端距离为塞棒头高度的25～40％。4.根据权利要求1或2所述连铸吹氩塞棒，其特征在于，所述抗冲刷层(5)的厚度为塞棒本体(1)壁厚的25％～40％。5.根据权利要求4所述连铸吹氩塞棒，其特征在于，所述抗冲刷层(5)与塞棒本体(1)的体积密度≥3.2g/cm3。6.根据权利要求5所述连铸吹氩塞棒，其特征在于，所述抗冲刷层(5)的体积密度为3.2～3.7g/cm3。7.根据权利要求1或2或5或6所述连铸吹氩塞棒，其特征在于，所述塞棒头(2)采用介孔材料制成，所述介孔材料的显气孔率≥18％，孔径的中位径≤50nm。8.根据权利要求7所述连铸吹氩塞棒，其特征在于，所述介孔材料的显气孔率为18～30％。

技术总结
本实用新型公开了一种连铸吹氩塞棒，它包括塞棒本体及位于塞棒本体前端的塞棒头，塞棒本体内设有通往塞棒头的管状氩气通道，塞棒头采用介孔材料制成，塞棒头内部设有与管状氩气通道相连接的两个以上沿竖直方向上相邻设置的球形气室，各球形气室的体积由上至下逐渐减小，且具备最大体积的球形气室在水平方向的最大长度不大于塞棒头在同一水平线上长度的40％，具备最小体积的球形气室在水平方向的最大长度不小于管状氩气通道的管径。冲刷层由本体冲刷部、棒头冲刷部组成，本体冲刷部的高度为30～80mm，棒头冲刷部高度为塞棒头高度的30～80％。该塞棒结构稳固，能够完全消除吹氩集中问题，并且能有效清除棒头絮状夹杂物，提高控流精度，提升吹氩效果，净化钢水品质。净化钢水品质。净化钢水品质。


技术研发人员：姚亚双 卢杰 郑吉红
受保护的技术使用者：武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司
技术研发日：2022.05.26
技术公布日：2022/9/22