專利名稱：：一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及鑄造熔融物容器領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)中使用的分段式中間包上水口，應(yīng)用于煉鋼廠的連鑄機(jī)上。
背景技術(shù)：
：目前各家鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中的煉鋼廠的連鑄機(jī)在鋼液澆注過程中，需要在關(guān)鍵性部件的中間包上水口、滑板以及氬封這三處來通入氬氣來制造氬氣空間，氬氣作為一種惰性氣體，能有效地防止鋼水氧化，另外通入氬氣還具有以下意義(1)在上水口的內(nèi)表面形成保護(hù)膜防止上水口堵塞；(2)促進(jìn)中間包內(nèi)鋼水中夾雜物上??；(3)阻礙鋼水夾雜物向水口內(nèi)壁聚集，防止浸入式水口的堵塞；(4)防止結(jié)晶液面結(jié)冷鋼及促進(jìn)保護(hù)渣熔融層形成等意義?，F(xiàn)有技術(shù)下的現(xiàn)場生產(chǎn)中上水口均普遍采用整體式吹氬結(jié)構(gòu)，氬氣通過吹氬口進(jìn)入耐材和鋼殼之間的間隙，然后再通過透氣磚進(jìn)入到鋼水中。但是在澆注過程中經(jīng)常出現(xiàn)氬氣流量大，但結(jié)晶器液面反應(yīng)沒有氬氣的現(xiàn)象，同時(shí)氬氣量的大小和壓力隨著中間包噸位和通鋼量的變化波動較大，不利于板坯質(zhì)量和氬氣耗量的控制，且由于氬氣走向不能控制，上水口容易泄漏氬氣等多種因素的多重作用下，在現(xiàn)場使用中的效果并不理想。而澆注過程中上水口的吹氬性能不好的主要原因如下所述1、氬氣的走向不能控制?，F(xiàn)有技術(shù)下的整體式吹氬結(jié)構(gòu)，進(jìn)入到鋼水中氬氣在通過上水口向上進(jìn)入中間包和向下隨鋼水進(jìn)入到結(jié)晶器的氬氣量的大小不確定。2、氬氣的走向隨通鋼量的改變變化較大。隨通鋼量的增加，鋼水對氬氣的沖擊力增大，導(dǎo)致隨鋼流下來的氬氣增加；通鋼量減少時(shí)，鋼水對氬氣的沖擊力減小，隨鋼流下來的氬氣減少。3、氬氣的走向隨中間包噸位的改變變化較大。隨中間包噸位的變化，氬氣的靜壓力也改變，導(dǎo)致走向發(fā)生變化。4、上水口頂/底部的氬氣泄露。雖然現(xiàn)有技術(shù)下的上水口頂/底部有保護(hù)層，但是在高溫作用下，保護(hù)層很容易被侵蝕，導(dǎo)致氬氣容易從上水口的頂/底部泄漏。5、氬氣在耐材和鋼殼之間的縫隙泄漏。如果耐材和鋼殼之間的密封性能不好，容易導(dǎo)致氬氣在縫隙之間泄漏。同時(shí)由于鋼殼在高溫作用下，容易軟件，導(dǎo)致連接部位的密封性能不好，同樣也會導(dǎo)致漏氣現(xiàn)象。6、由于氬氣的走向和流量不能控制，導(dǎo)致澆注過程中氬氣不能順暢吹出，導(dǎo)致鋼水中的夾雜物吸附在浸入式水口的內(nèi)表面，導(dǎo)致偏流，形成結(jié)晶器鋼水液面的波動。7、由于澆注過程中氬氣的無序變化，也會導(dǎo)致滑板對鋼流的控制存在精度偏差，同樣也會導(dǎo)致結(jié)晶器鋼水的液面波動。由于以上缺點(diǎn)的存在，導(dǎo)致在正常生產(chǎn)過程中，上水口的吹氬性能不能得到保證，操作工要不斷的根據(jù)澆注情況的變化進(jìn)行吹氬量大小的調(diào)節(jié)，且由于吹氬氣控制困難導(dǎo)致板坯的質(zhì)量不能得到保證，另外使得氬氣的消耗量也不能得到有效地控制，大大增加了生產(chǎn)成本。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述問題，新型的中間包上水口應(yīng)滿足了下述條件(1)新型的中間包上水口的吹氬量應(yīng)該比現(xiàn)有技術(shù)下的上水口的吹氬量要??；(2)新型的中間包上水口的吹氬量應(yīng)該隨著通鋼量的變化而改變的程度應(yīng)較??；(3)新型的中間包上水口的吹氬量的大小應(yīng)該隨中間包噸位的變化而改變的程度也應(yīng)較小；(4)新型的中間包上水口要能夠防止氬氣的泄漏；(5)新型的中間包上水口要能夠控制氬氣的走向；(6)新型的中間包上水口要能保證結(jié)晶器液面中有充足的氬氣吹出；(7)新型的中間包上水口要能一定程度上減輕結(jié)晶器的液面波動，提高滑板對鋼流的控制精度。綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，該實(shí)用新型通過改變了現(xiàn)有技術(shù)下的整體式中間包上水口的結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)下的氬氣的走向不能控制、上水口的吹氬性能不能得到保證、氬氣在上水口頂部及在耐材和鋼殼之間的縫隙泄漏等等問題，本實(shí)用新型具體結(jié)構(gòu)如下所述一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，包括開澆管、與開澆管下端連接的水口帽、上滑板，在水口帽和上滑板之間設(shè)置有椎面體狀的一外鋼殼，其特征在于所述的外鋼殼內(nèi)設(shè)置有一與外鋼殼尺寸相配合的椎面體狀的多段式中間包上水口組件，該多段式中間包上水口組件從上至下為非透氣區(qū)域部分、透氣區(qū)域部分、非透氣區(qū)域部分、透氣區(qū)域部分和非透氣區(qū)域部分的這種交錯(cuò)組合層疊結(jié)合的分段式結(jié)構(gòu)。該分段式結(jié)構(gòu)為本實(shí)用新型最重要的結(jié)構(gòu)部分，使其獲得可局部吹氬氣的效果。根據(jù)本實(shí)用新型的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，其特征在于，所述的多段式中間包上水口組件，其頂部和底部均為非透氣區(qū)域部分。本實(shí)用新型的頂部和底部均為非透氣區(qū)域部分，使得吹氬氣時(shí)不會從頂/底部的非透氣區(qū)域部分泄漏，即對現(xiàn)有技術(shù)下的上水口頂/部的氬氣泄露做出了針對性的改進(jìn)根據(jù)本實(shí)用新型的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，其特征在于，所述的椎面體狀的多段式中間包上水口組件其內(nèi)部中間貫通一鋼水澆入通孔，該鋼水澆入通孔與上部的水口帽連接處直徑較大，與下部的上滑板連接處直徑較小，即該鋼水澆入通孔的縱切面為一倒梯形。倒梯形的鋼水澆入通孔使得氬氣可從鋼水澆入通孔的上、下兩端吹出，減少了上水口的吹氬量，使得吹氬量隨著通鋼量的變化而改變的程度較小，且吹氬量隨中間包噸位的變化而改變的程度也較小。根據(jù)本實(shí)用新型的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，其特征在于，所述的透氣區(qū)域部分為吹氬氣區(qū)域，其截面為梯形磚狀。透氣區(qū)域部分使用耐高溫、耐火材料的小顆粒材料與粉化材料混合后振動加壓燒制形成，獲得了可吹入氬氣的效果。[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，其特征在于，所述的非透氣區(qū)域部分的截面也為梯形磚狀，且與透氣區(qū)域部分的尺寸相配合，呈交錯(cuò)組合層疊結(jié)合的分段式結(jié)構(gòu)。非透氣區(qū)域部分的的材料與透氣區(qū)域部分的材料相同，非透氣區(qū)域部分使用耐高溫、耐火材料制成的大顆粒材料與粉化材料混合壓制而成。為保證非透氣區(qū)域部分和透氣區(qū)域部分能夠很好的結(jié)合，不會產(chǎn)生由于成分偏差導(dǎo)致熱膨脹系統(tǒng)不同而產(chǎn)生的交接部位開裂、漏氣、甚至斷裂等異常情況的發(fā)生，因此不透氣部分選擇了和透氣部分相同的材料。而為了保證不透氣部分的性能，采用了增加材料的顆粒度，同時(shí)將材料的部分粉化，然后與大顆粒材料一起壓制的辦法，從而達(dá)到材料不透氣的目的。使用本實(shí)用新型獲得如下有益效果(1)本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口在頂/底部的非透氣區(qū)域部分采用了耐火、耐高溫材料，可以防止氬氣從上水口頂/底部的非透氣區(qū)域部分泄露。(2)本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口采用了透氣區(qū)域部分和非透氣區(qū)域部分的交錯(cuò)組合層疊結(jié)合的分割方式，可以保證從上部的透氣區(qū)域部分進(jìn)入的氬氣從上水口的上端吹出，從下部的透氣區(qū)域部分進(jìn)入的氬氣從上水口的下端吹出，從而控制氬氣的走向，保證向下進(jìn)入結(jié)晶器當(dāng)中的氬氣量。(3)本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，獲得了上水口上部區(qū)域的氬氣隨著通鋼量的變化而變化較大，而上水口的中部區(qū)域的氬氣隨著通鋼量的變化而變化較小的效果，減小了進(jìn)入結(jié)晶器當(dāng)中的氬氣量對通鋼量的敏感程度。(4)本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口所吹出的氬氣中，只有上部區(qū)域的氬氣隨中間包噸位的變化而改變較大，中部區(qū)域的氬氣隨著中間包噸位的變化而改變較小，從而減少氬氣對中間包噸位的敏感程度。(5)本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口使用后，吹氬量明顯比現(xiàn)有技術(shù)下的整體式上水口的吹氬量要少，直接降低了生產(chǎn)成本。(6)本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口使用后，減少了氬氣對通鋼量、中間包噸位的敏感程度，由此效果使得結(jié)晶器液面波動明顯好轉(zhuǎn)，同時(shí)提高了滑板對鋼流的控制精度。圖1為本實(shí)用新型的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口的具體結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖2為本實(shí)用新型的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口的氬氣流向示意圖；圖3為本實(shí)用新型的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口的具體安裝示意圖。圖中1-開澆管，2-水口帽，3-上滑板，4-外鋼殼，5-多段式中間包上水口組件，6-非透氣區(qū)域部分，7-透氣區(qū)域部分，8-鋼水澆入通孔。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例本實(shí)施例中選取耐高溫耐火材料制成本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口的多段式中間包上水口組件5的透氣區(qū)域部分7，該透氣區(qū)域部分主要由A1203、ZrO2,SiO2的配比組合而成的截面為梯形磚狀結(jié)構(gòu)。而選取A1203、ZrO2,SiO2的理由如下1、Al2O3純凈的氧化鋁是白色無定形粉末，熔點(diǎn)2050°C、沸點(diǎn)2980°C，不溶于水，Al2O3作為多段式中間包上水口5的基材，可以有效地耐高溫鋼水的侵蝕，且在高溫鋼水和氬氣的混合作用下能夠保持基礎(chǔ)形狀而不產(chǎn)生變形。2、ZrO2是一種高級耐火原料，其熔融溫度約為2900°C，有較好的熱穩(wěn)定性。3、SiO2的無色透明晶體或白色粉末，熔點(diǎn)高、硬度大、難溶于水。將上述配料在混砂機(jī)中混合IOmin以上均勻后，采用振動加壓成型，振動臺的頻率超過2000Hz以上，振幅l_3mm，同時(shí)控制好泥料的粒度、水分以及振動時(shí)間，成型后經(jīng)過110°C高溫，時(shí)間為24h干燥，然后再經(jīng)過1600°C超高溫，時(shí)間為6h燒制而成。其中Al2O3的范圍在65-80%之間，的范圍在10-15%之間，SiO2的范圍在8-14%之間，其余為其他類型的輔助粘接壓制材料。本實(shí)施例中透氣區(qū)域部分7的材料比如下A1203(%):72士；Zr02(%):12士0.5%；Si02(%):10士0.5%。其余為輔助粘接壓制材料。而為了保證可吹入氬氣的透氣區(qū)域部分7和非透氣區(qū)域部分6能夠很好的結(jié)合，不會產(chǎn)生由于成分偏差導(dǎo)致熱膨脹系統(tǒng)不同而產(chǎn)生的交接部位開裂、漏氣、甚至斷裂等異常情況的發(fā)生，因此截面也為梯形磚狀結(jié)構(gòu)的非透氣區(qū)域部分6選擇了和透氣區(qū)域部分7相同的材料。為保證不透氣部分的性能，其區(qū)別在于，增加了材料的顆粒度，同時(shí)將材料部分粉化，然后與大顆粒材料一起壓制，從而達(dá)到材料不透氣的目的。本實(shí)施例中的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口的總長度為218匪，分為5段式，即分為非透氣區(qū)域部分一透氣區(qū)域部分一非透氣區(qū)域部分透氣區(qū)域部分一非透氣區(qū)域部分這5段，其每段尺寸從上之下為40匪、78匪、40匪、54匪和6MM，合計(jì)總長218MM。最后如圖1和圖3所示，將上述的非透氣區(qū)域部分6和非透氣區(qū)域部分7部分交錯(cuò)組合層疊結(jié)合成一分段式結(jié)構(gòu)的椎面體狀的多段式中間包上水口組件5(內(nèi)部中間貫通一倒梯狀的鋼水澆入通孔8，且最上端和最下端均為非透氣區(qū)域部分)裝入一尺寸與多段式中間包上水口組件相配合的椎面體狀的外鋼殼4內(nèi)，即制得本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，將其上端與水口帽2連接，下端與上滑板3連接即可使用。本實(shí)施例中具體使用效果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2由表1及表2可知使用本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口的流量明顯比現(xiàn)有技術(shù)的普通水口的流量要低，即吹氬量比現(xiàn)有技術(shù)要小，使得吹氬量改變程度較小。另外如圖2所示，由于本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口的氬氣從鋼水澆入通孔8的上、下兩端吹出(圖2中箭頭所示)，能夠控制氬氣的走向，能保證結(jié)晶器液面中有充足的氬氣吹出，一定程度上減輕結(jié)晶器的液面波動，提高滑板對鋼流的控制精度，且能夠防止氬氣的泄漏。本實(shí)用新型的可局部吹氬氣的多段式中間包上水口結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，可安裝在任何板坯連鑄機(jī)的中間包上，適用于鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)中的煉鐵廠的連鑄機(jī)的中間包領(lǐng)域。權(quán)利要求一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，包括開澆管(1)、與開澆管下端連接的水口帽(2)、上滑板(3)，在水口帽和上滑板之間設(shè)置有椎面體狀的一外鋼殼(4)，其特征在于所述的外鋼殼(4)內(nèi)設(shè)置有一與外鋼殼尺寸相配合的椎面體狀的多段式中間包上水口組件(5)，該多段式中間包上水口組件從上至下為非透氣區(qū)域部分(6)、透氣區(qū)域部分(7)、非透氣區(qū)域部分、透氣區(qū)域部分和非透氣區(qū)域部分的這種交錯(cuò)組合層疊結(jié)合的分段式結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，其特征在于，所述的多段式中間包上水口組件(5)，其頂部和底部均為非透氣區(qū)域部分(6)。3.如權(quán)利要求1所述的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，其特征在于，所述的椎面體狀的多段式中間包上水口組件(5)其內(nèi)部中間貫通一鋼水澆入通孔(8)，該鋼水澆入通孔與上部的水口帽(2)連接處直徑較大，與下部的上滑板(3)連接處直徑較小，即該鋼水澆入通孔的縱切面為一倒梯形。4.如權(quán)利要求1所述的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，其特征在于，所述的透氣區(qū)域部分(7)為吹氬氣區(qū)域，其截面為梯形磚狀。5.如權(quán)利要求1所述的一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，其特征在于，所述的非透氣區(qū)域部分(6)的截面也為梯形磚狀，且與透氣區(qū)域部分(7)的尺寸相配合，呈交錯(cuò)組合層疊結(jié)合的分段式結(jié)構(gòu)。專利摘要一種可局部吹氬氣的多段式中間包上水口，包括開澆管、與開澆管下端連接的水口帽、上滑板，在水口帽和上滑板之間設(shè)置有椎面體狀的一外鋼殼，在外鋼殼內(nèi)設(shè)置有一與外鋼殼尺寸相配合的椎面體狀的多段式中間包上水口組件。該多段式中間包上水口組件從上至下為非透氣區(qū)域部分→透氣區(qū)域部分…透氣區(qū)域部分→非透氣區(qū)域部分的交錯(cuò)組合層疊結(jié)合的分段式結(jié)構(gòu)，且該多段式中間包上水口組件其頂部和底部均為非透氣區(qū)域部分。本實(shí)用新型的吹氬量比現(xiàn)有技術(shù)小，使得吹氬量改變程度小，并能控制氬氣的走向，保證結(jié)晶器液面有充足的氬氣吹出，減輕了液面波動，提高滑板對鋼流的控制精度，還能防止氬氣的泄漏。本實(shí)用新型可安裝在任何板坯連鑄機(jī)的中間包上。文檔編號B22D41/58GK201572915SQ20092020820公開日2010年9月8日申請日期2009年8月21日優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日發(fā)明者于燕文,唐清華,王洪亮,胡暑名,陶勁松,龔斌申請人:寶山鋼鐵股份有限公司