專利名稱：鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置及其澆注方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵鑄模澆注方法及所用澆注裝置，尤其是一種能夠?qū)崿F(xiàn)LF精煉、VD真空精煉、精煉鋼包直接真空澆鑄，以取消將精煉鋼包內(nèi)的鋼液倒入真空澆注專用容器中間包的操作，避免有害氣體在倒包過(guò)程進(jìn)入鋼液的鋼錠真空澆注裝置及其方法。
背景技術(shù)：
目前，為了獲得高質(zhì)量的潔凈鋼液，通常做法是將初煉鋼液先進(jìn)行LF精煉，向精煉爐內(nèi)加入復(fù)合脫氧劑，使鋼液中的氧形成脫氧產(chǎn)物而去除。另外采用真空爐外精煉。但是所有措施都不能消除有害氣體夾雜對(duì)鋼錠質(zhì)量產(chǎn)生的影響，鋼液中存在有害氣體殘留， 會(huì)導(dǎo)致在鋼錠中形成縮孔缺陷。此外，為防止鋼液澆注過(guò)程中的二次氧化，還采用真空澆注。但在真空澆注鋼錠時(shí)，國(guó)內(nèi)普遍采用作為真空澆注專用容器的中間包，使用吹氬塞桿中間包，或其它類型的中間包。吹氬塞桿中間包使用的吹氬塞桿內(nèi)部為鋼質(zhì)材料，外部為耐火材料，在高溫鋼水長(zhǎng)時(shí)間浸泡下容易出現(xiàn)塞桿熔斷、掉塞頭等事故。不論采用何種類型的中間包，將精煉鋼包內(nèi)的鋼液倒入中間包也不可避免地發(fā)生二次氧化及吸入氣體，二次氧化及吸入氣體的程度大小與澆注時(shí)采取的保護(hù)措施密切相關(guān)，但均不可避免。人們?yōu)闇p少鋼液中有害氣體，同樣較多采用類似保護(hù)澆注的方法。通過(guò)惰性氣體置換，例如中間包在鋼液進(jìn)入之前通入氬氣，以減少中間包內(nèi)氧化性氣體存在的數(shù)量。通過(guò)惰性氣體隔離手段進(jìn)行保護(hù)澆注，例如在精煉鋼包倒入中間包時(shí)，澆注口放置環(huán)形氬氣保護(hù)澆注罩，一定壓力的氬氣吹出后形成氣幕隔斷鋼流與大氣接觸，減少二次氧化的發(fā)生。 通過(guò)保護(hù)裝置隔離手段進(jìn)行保護(hù)澆注，例如在倒包過(guò)程中，采用長(zhǎng)水口保護(hù)澆注，將長(zhǎng)水口深入中間包內(nèi)的鋼液中，防止精煉包倒入中間包時(shí)候，精煉包與中間包之間存在空隙使鋼水與空氣接觸，減少二次氧化的發(fā)生。人們?yōu)榻鉀Q中間包使用的吹氬塞桿在高溫鋼水長(zhǎng)時(shí)間浸泡下容易出現(xiàn)塞桿熔斷、掉塞頭等問(wèn)題采用整體塞桿，但隨著澆注鋼錠重量的增加澆注時(shí)間也愈來(lái)愈長(zhǎng)，整體塞桿熔斷現(xiàn)象還不能完全避免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，提供一種鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置及其澆注方法，能完全避免因精煉鋼包內(nèi)鋼液倒入中間包時(shí)有害氣體進(jìn)入鋼液，且操作簡(jiǎn)便，而且還能實(shí)現(xiàn)多次間斷性澆注操作。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，所采用的技術(shù)方案是鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置，包括真空澆注罐，在真空澆注罐的蓋板上部設(shè)有精煉鋼包本體，精煉鋼包本體和真空澆注罐之間設(shè)有密封法蘭，在密封法蘭內(nèi)設(shè)有控制精煉鋼包本體水口開(kāi)閉狀態(tài)和注流大小的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上的進(jìn)口端與鋼包上水口中心對(duì)齊并連接，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的出口端與下水口連接，下水口與設(shè)置在真空澆注罐蓋板上的限流器同軸線設(shè)置，在滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中還設(shè)有滑板吹氣系統(tǒng)和水口吹氣系統(tǒng)，吹氣管線穿過(guò)密封法蘭與外部的氣源相連接。所述的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)由上滑板、中間滑板、下滑板和液壓缸組成，在上滑板、中間滑板和下滑板上均設(shè)有孔徑相等的流鋼孔，上滑板流鋼孔與鋼包上水口密封對(duì)接，下滑板流鋼孔與下水口密封對(duì)接，液壓缸的活塞桿與中間滑板一端相連接，液壓缸的液壓管線穿過(guò)密封法蘭與外部液壓泵站相連接。該滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中，位于中間滑板關(guān)閉水口方向上在下滑板的上平面設(shè)有帶斜度的導(dǎo)流溝槽，導(dǎo)流溝槽與下滑板流鋼孔相連通。所述的導(dǎo)流溝槽的上端口的孔徑和中間滑板流鋼孔的孔徑相等。所述的導(dǎo)流溝槽的斷面形狀由上部?jī)A斜段和下部垂直段組成，傾斜段和垂直段的連接處為光滑連接面，垂直段的高度為5-8mm，傾斜段的斜度為20— 50°。所述的傾斜段的斜度為28 45°。鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置的澆注方法，具體步驟如下
步驟一、將精煉鋼包本體直接通過(guò)密封法蘭設(shè)置在真空澆注罐蓋的蓋板上部，并調(diào)整下水口與限流器中心對(duì)齊，調(diào)整限流器中心與真空室內(nèi)的鋼錠模中心對(duì)齊；
步驟二、啟動(dòng)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，鋼水經(jīng)鋼包上水口流經(jīng)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)流鋼孔內(nèi)，依次經(jīng)過(guò)上滑板流鋼孔、中間滑板流鋼孔和下滑板流鋼孔，當(dāng)鋼水在經(jīng)過(guò)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的水口吹氣系統(tǒng)時(shí)，外部氣源通過(guò)吹氣管線向鋼液中噴吹惰性氣體，使鋼液呈雨淋狀下落，使鋼液中的有害氣體得到溢出，下落的鋼液經(jīng)過(guò)限流器進(jìn)入真空室內(nèi)并澆注在鋼錠模內(nèi)，澆注完成。本發(fā)明主要改進(jìn)是在取消了精煉鋼包向中間包倒包的步驟，直接把精煉鋼包放置在真空澆注罐蓋上原中間包的位置，直接進(jìn)行真空澆注，消除了鋼液在倒包過(guò)程中吸氣的可能，使鋼液的潔凈度得到進(jìn)一步提高。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明通過(guò)采用無(wú)中間包進(jìn)行鋼錠真空澆注，同時(shí)控制精煉鋼包在不同工位的溫度參數(shù)，以及滑板和水口的噴吹氣量、氣速，可以確保鋼包順利開(kāi)澆，使下流鋼液在下落過(guò)程中形成類似雨淋狀液滴下落注入鋼錠模，鋼液呈雨淋狀下落，發(fā)散的鋼液使存在于鋼液中的有害氣體得以溢出和排除，從而簡(jiǎn)便有效實(shí)現(xiàn)使鋼液中有害氣體排除，避免有害氣體夾雜在澆鑄鋼錠中形成縮孔缺陷。經(jīng)實(shí)澆對(duì)比試驗(yàn)，采用本發(fā)明方法澆鑄鋼錠生產(chǎn)的鍛件探傷基本未發(fā)現(xiàn)夾雜物超標(biāo)現(xiàn)象，鍛件HON的氣體含量也有明顯下降。本發(fā)明方法較現(xiàn)有技術(shù)采用向中間包倒入鋼液，不產(chǎn)生耐火材料沖刷雜質(zhì)，從而不會(huì)造成新的污染。本發(fā)明較佳實(shí)現(xiàn)鋼錠真空澆注，同時(shí)通過(guò)控制下流鋼液流量，以及噴吹氣量、氣速，可以達(dá)到最優(yōu)排除鋼液中有害氣體，控制簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)，安裝便捷，因不再采用真空澆注專用容器中間包，降低了生產(chǎn)成本。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上水口打開(kāi)狀態(tài)示意圖。圖4為滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上水口關(guān)閉狀態(tài)示意圖。圖中標(biāo)記I、精煉鋼包本體，2、密封法蘭，3、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，301、上滑板，302、上滑板流鋼孔，303、中間滑板，304、中間滑板流鋼孔，305、下滑板，306、下滑板流鋼孔，307、導(dǎo)流溝槽，308、滑板吹氬裝置，4、液壓管，5、吹氣管，6、觀察孔，7、真空澆注罐，8、限流器，9、真空室，10、鋼錠模，11、鋼包上水口，12、下水口。
具體實(shí)施例方式如圖所示，鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置，設(shè)有真空澆注罐7，在真空澆注罐7的蓋板上部設(shè)有精煉鋼包本體I,精煉鋼包本體I和真空澆注罐7之間設(shè)有密封法蘭2，環(huán)形的密封法蘭2將精煉鋼包本體I和真空澆注罐7之間圍成一個(gè)封閉的區(qū)域，在密封法蘭2內(nèi)設(shè)有控制精煉鋼包本體水口開(kāi)閉狀態(tài)和注流大小的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)3，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)3上的進(jìn)口端與鋼包上水口 11中心對(duì)齊并連接，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)3的出口端與下水口 12連接，下水口 12與設(shè)置在真空澆注罐蓋板上的限流器8同軸線設(shè)置，在滑動(dòng)機(jī)構(gòu)3中還設(shè)有滑板吹氣系統(tǒng)和水口吹氣系統(tǒng)，吹氣管線穿過(guò)密封法蘭與外部的氣源相連接。所述的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)由上滑板301、中間滑板303、下滑板305和液壓缸組成，在上滑板、中間滑板和下滑板均設(shè)有孔徑相等的流鋼孔，上滑板流鋼孔302與鋼包上水口 11密封對(duì)接，下滑板流鋼孔306與下水口 12密封對(duì)接，液壓缸的活塞桿與中間滑板一端相連接，用于調(diào)整中間滑板流鋼孔的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和打開(kāi)水口的目的，液壓缸的液壓管線穿過(guò)密封法蘭與外部液壓泵站相連接。在該滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中，位于中間滑板303關(guān)閉水口方向上在下滑板305上端面設(shè)有帶斜度的導(dǎo)流溝槽307，導(dǎo)流溝槽307 —側(cè)與下滑板流鋼孔306相連通， 其中導(dǎo)流溝槽和下滑板流鋼孔深度相同，也就是說(shuō)導(dǎo)流溝槽的槽深度貫穿于下滑板，所述的導(dǎo)流溝槽307的上端口的孔徑和中間滑板流鋼孔304的孔徑相等，且軸線重合，此寬度范圍具有較好與中滑板流鋼孔配合效果?？梢愿檬怪谢辶麂摽變?nèi)滯留鋼液滑落。所述的導(dǎo)流溝槽307的斷面形狀由上部?jī)A斜段和下部垂直段組成，傾斜段和垂直段連接處為光滑連接面，垂直段的高度為5-8mm，所述的傾斜段的斜度為20 55°，最佳傾斜角度為28 45°，此種角度更便于滑落孔內(nèi)鋼液。鋼包在引流及澆注時(shí)，三層滑板流鋼孔對(duì)齊，水口處于打開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)鋼包引流結(jié)束，滑板處于關(guān)閉過(guò)程中，中間滑板流鋼孔中的鋼液沿下滑板導(dǎo)流溝槽進(jìn)入下滑板流鋼孔流出，中間滑板繼續(xù)推進(jìn)，滑板吹氬裝置308與上滑板流鋼孔302及下滑板流鋼孔306對(duì)齊，水口處于關(guān)閉狀態(tài)，鋼包進(jìn)行滑板吹氬操作。通過(guò)中滑板的打開(kāi)與關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)了鋼液多次間斷澆注。利用該裝置的澆注方法，具體步驟如下
步驟一、將精煉鋼包本體直接通過(guò)密封法蘭設(shè)置在真空澆注罐蓋蓋板的上部，并調(diào)整下水口與與限流器中心對(duì)齊，調(diào)整限流器中心與真空室內(nèi)的鋼錠模中心對(duì)齊；
步驟二、啟動(dòng)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，鋼水經(jīng)鋼包上水口流經(jīng)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)流鋼孔內(nèi)，依次經(jīng)過(guò)上滑板流鋼孔、中間滑板流鋼孔和下滑板流鋼孔，當(dāng)鋼水在經(jīng)過(guò)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的水口吹氣系統(tǒng)時(shí)，外部氣源通過(guò)吹氣管線向鋼液中噴吹惰性氣體，使鋼液呈雨淋狀下落，使鋼液中的有害氣體得到溢出，達(dá)到降低和排除的目的，下落的鋼液經(jīng)過(guò)限流器進(jìn)入真空室內(nèi)并澆注在鋼錠模內(nèi)， 澆注完成。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本專利構(gòu)思及具體實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公開(kāi)內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到也可采用其它方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征間的相互不同組合，例如密封法蘭形狀的改變，等等的非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)，同樣可以被應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)本專利描述功能和效果，均屬于本專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置，包括真空澆注罐(7)，其特征在于在真空澆注罐(7) 的蓋板上部設(shè)有精煉鋼包本體(I )，精煉鋼包本體(I)和真空澆注罐(7)之間設(shè)有密封法蘭.(2),在密封法蘭(2)內(nèi)設(shè)有控制精煉鋼包本體水口開(kāi)閉狀態(tài)和注流大小的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)， 滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)上的進(jìn)口端與鋼包上水口(11)中心對(duì)齊并連接，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)的出口端與下水口(12)連接，下水口(12)與設(shè)置在真空澆注罐蓋板上的限流器(8)同軸線設(shè)置，在滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)中還設(shè)有滑板吹氣系統(tǒng)和水口吹氣系統(tǒng)，吹氣管線穿過(guò)密封法蘭與外部的氣源相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置，其特征在于所述的滑動(dòng)機(jī)構(gòu) (3 )由上滑板(301)、中間滑板(303 )、下滑板(305 )和液壓缸組成，在上滑板(301)、中間滑板(303)和下滑板(305)上均設(shè)有孔徑相等的流鋼孔，上滑板流鋼孔(302)與鋼包上水口.(11)密封對(duì)接，下滑板流鋼孔(306)與下水口( 12)密封對(duì)接，液壓缸的活塞桿與中間滑板 (303)—端相連接，液壓缸的液壓管線穿過(guò)密封法蘭與外部液壓泵站相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置，其特征在于該滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中，位于中間滑板(303)關(guān)閉水口方向上在下滑板(305)的上平面設(shè)有帶斜度的導(dǎo)流溝槽(307)， 導(dǎo)流溝槽(307)與下滑板流鋼孔(306)相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置，其特征在于所述的導(dǎo)流溝槽 (307)的上端口的孔徑和中間滑板流鋼孔(304)的孔徑相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置，其特征在于所述的導(dǎo)流溝槽 (307)的斷面形狀由上部?jī)A斜段和下部垂直段組成，傾斜段和垂直段的連接處為光滑連接面，垂直段的高度為5-8mm，傾斜段的斜度為20— 50°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置，其特征在于所述的傾斜段的斜度為28 45°。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置的澆注方法，其特征在于具體步驟如下步驟一、將精煉鋼包本體(I)直接通過(guò)密封法蘭(2 )設(shè)置在真空澆注罐蓋(7 )的蓋板上部，并調(diào)整下水口(12)與限流器(8)中心對(duì)齊，調(diào)整限流器中心與真空室內(nèi)的鋼錠模中心對(duì)齊；步驟二、啟動(dòng)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)，鋼水經(jīng)鋼包上水口流經(jīng)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)流鋼孔內(nèi)，依次經(jīng)過(guò)上滑板流鋼孔、中間滑板流鋼孔和下滑板流鋼孔，當(dāng)鋼水在經(jīng)過(guò)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的水口吹氣系統(tǒng)時(shí)， 外部氣源通過(guò)吹氣管線向鋼液中噴吹惰性氣體，使鋼液呈雨淋狀下落，使鋼液中的有害氣體得到溢出，下落的鋼液經(jīng)過(guò)限流器進(jìn)入真空室內(nèi)并澆注在鋼錠模內(nèi)，澆注完成。
全文摘要
鋼錠無(wú)中間包真空澆注裝置及其澆注方法，包括真空澆注罐，在真空澆注罐的蓋板上部設(shè)有精煉鋼包本體，精煉鋼包本體和真空澆注罐之間設(shè)有密封法蘭，在密封法蘭內(nèi)設(shè)有控制精煉鋼包本體水口開(kāi)閉狀態(tài)和注流大小的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上的進(jìn)口端與鋼包上水口中心對(duì)齊并連接，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的出口端與下水口連接，下水口與設(shè)置在真空澆注罐蓋板上的限流器同軸線設(shè)置，在滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中還設(shè)有滑板吹氣系統(tǒng)和水口吹氣系統(tǒng)，吹氣管線穿過(guò)密封法蘭與外部的氣源相連接。該裝置能完全避免因精煉鋼包內(nèi)鋼液倒入中間包時(shí)有害氣體進(jìn)入鋼液，且操作簡(jiǎn)便，而且還能實(shí)現(xiàn)多次間斷性澆注操作。
文檔編號(hào)B22D41/00GK102601351SQ20111043327
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者周翔, 張騰飛, 朱帥, 杜旋, 王鵬飛, 田豐, 謝全勝, 魏子杰 申請(qǐng)人:中信重工機(jī)械股份有限公司