一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置及吹氩方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置及吹氩方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明专利技术长水口的特征在于改变中间部位形状，在长水口中间形成贮流区，同时在贮流区设置一圈吹氩孔，本发明专利技术的长水口可同时实现钢液密封防止吸氮和吹氩搅拌脱气功能，通过贮流区吹氩孔吹入氩气并使得贮流区充满氩气，可保持长水口与钢包出水口间缝隙的气体为正压，实现了密封功能有效防止钢水吸气，还可利用长水口管径突变引起的钢水散流与氩气充分接触，以达到脱除钢中气体目的，保证了钢水的纯净度。

A long water nozzle and argon blowing method for argon blowing and clean steel

The invention discloses a long water opening device for argon blowing seal and clean molten steel and a method of argon blowing, which belongs to the field of iron and steel metallurgy. The characteristics of the invention is to change the middle part of the long nozzle shape, form the flow area in the middle and long nozzle, flow area is provided with a circle of argon blowing hole in the storage, the invention can realize long nozzle sealing liquid steel to prevent nitrogen and argon stirring degassing function, argon blowing argon into the Kong Chui area and makes the storage flow the area is full of argon gas flow through the storage, can keep the gap between the long nozzle and ladle outlet for positive pressure, the sealing function can effectively prevent the molten steel suction, can also use the long nozzle diameter is caused by mutations in the molten steel flow scattered in full contact with argon, in order to achieve the purpose of gas removal in steel, to ensure the purity of molten steel.

【技术实现步骤摘要】
一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置及吹氩方法
本专利技术涉及钢铁冶金
，更具体地说，涉及一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置及吹氩方法。
技术介绍
随着社会经济与科技的发展，对钢材的性能要求日益提高。如何有效防止和最大程度去除夹杂物以提高钢水洁净度是目前研究的主要方向。可从两个方面对铸坯的洁净度进行控制，一方面是尽可能通过各种方式去除钢水中的夹杂物，另一方面是减少冶炼和浇注过程中夹杂物的进入和产生，特别是钢水吸气问题，钢水吸气可带来两个危害，一个危害是钢水二次氧化，即钢水中的酸溶铝等元素被氧化成氧化物，另一个危害是导致钢水中氮元素含量的增加。随着精炼技术水平的提高，去除钢水中夹杂物已经达到较高的水平，目前，防止浇注过程中的钢水吸气变得越来越重要。氮元素在钢中是固溶强化元素，会导致时效和蓝脆等现象，还能与钛、铝等生成较为尖锐的夹杂物；钢中的氮会降低钢材的韧性、塑性、焊接性能等等。钢水中的氮含量在炼钢终点时含量最低，钢水中的氮元素增高主要是之后的精炼和浇注过程中吸气导致的。因此，为了防止浇注过程中的吸气，需要采取保护浇注来防止钢水吸氮。钢水中脱氧多采用铝进行脱氧，为了获得较低的溶解氧，一般控制酸溶铝含量在0.025-0.045％之间，而一些高铝钢如38CrMoAl酸溶铝含量更是高达0.7-1.1％。如果在浇注过程中钢水吸气，钢水中的酸溶铝就会与空气中的氧生成氧化铝夹杂物，从而在浇注时引起水口堵塞、蓄流等一系列问题。为了防止钢包转运和浇注过程中的吸气提高钢水纯净度，目前在连铸生产过程中，普遍采用大包水口与大包长水口吹氩密封来实现大包保护浇注。但二者之间的接缝处容易因为浇注的钢流引起的负压而吸入空气，从而导致钢水中氮含量和氧含量的增加。使用透气环式吹氩密封方式主要存在后期效果差和溢钢时容易堵塞等缺点，而密封垫圈则存在易损坏和密封效果不稳定等缺点。目前已有一些专利利用长水口进行吹氩以利用大包势能，如专利技术专利CN102864283A，专利名称为：一种洁净钢用吹氩长水口；该申请案在长水口内侧壁与外侧壁之间设置一个与吹氩导管连通的环形气室；环形气室往水口内侧壁的径向延伸方向，水口内侧壁上还开设有多个连通水口内部与环形气室的透气孔。该申请案氩气通过吹氩接管吹入气室，氩气在气室内通过各个透气孔吹入钢液中，在水口内壁可产生数量更多的小气泡，同时钢液流动的速度梯度产生的剪切力可将小气泡击碎成更细小气泡。小气泡俘获夹杂物进入中间包后迅速上浮，被中间包覆盖剂吸附，提高铸坯的清洁度。专利技术专利CN104139179A，专利名称为：一种多功能吹氩长水口，该申请案也提出改进吹氩长水口以便更好的进行氩气密封和利用大包势能产生小气泡。然而，上述申请案均是对长水口吹氩部分进行的技术改进，并没有对长水口进行改进和创新。专利技术专利CN102864283A在长水口上端设置台阶状漏斗，也主要是为了长水口能够更好的与钢包对接，更好的包裹钢包，达到更好的密封效果，并不能起到很好的耗散钢水势能的作用。中国专利号ZL201621488358.4，授权公告日为2017年7月14日，专利技术创造名称为：一种浸入式开浇用钢包长水口；该申请案长水口本体的顶部设有碗口，所述碗口与内腔相联通，长水口本体下端内腔直径大于长水口本体上端的内腔直径，内腔呈喇叭口状。该申请案扩大了钢包长水口本体下端内腔体积，即使开浇时有残留空气，受热膨胀压力很小，不会对长水口与钢包出口间密封形成冲击，避免从长水口与钢包出口间密封泄漏，提高了开浇质量。但该申请案主要依赖长水口本体下端设置的喇叭口结构避免形成冲击，钢水在经过长水口的最后时刻才能进一步散开，耗散钢水势能比较被动，效果不理想；且为了不产生较大的冲击深度，下端喇叭口结构截面积会设计的较大，长水口在结构设计上存在缺陷。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术针对
技术介绍
所提出的问题，提供了一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置及吹氩方法，本专利技术主要是通过在长水口中部设置贮流区耗散钢水势能，而且在该区吹入氩气，氩气上升至密封区形成微正压的氩气气氛，有效防止钢水吸气；利用贮流区钢水耗散的动能将氩气打碎成小气泡，并由钢水携带进入中间包以进一步去除夹杂物；长水口出口呈喇叭口状，进一步耗散钢水势能以减轻对中间包钢水的冲击。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，包括长水口本体，所述长水口本体内部设有中空内腔，长水口本体中部内腔直径大于两端内腔直径，形成贮流区。作为本专利技术更进一步的改进，所述的长水口本体一端设置碗口，该碗口对接钢包出水口，且碗口与钢包出水口之间设置密封垫圈。作为本专利技术更进一步的改进，所述的贮流区靠近碗口的一端侧壁上设置有吹氩孔，吹氩导管连接吹氩孔，氩气通过吹氩导管吹入长水口贮流区。作为本专利技术更进一步的改进，所述的吹氩导管沿贮流区侧壁周向间隔设置4-6个。作为本专利技术更进一步的改进，所述的贮流区侧壁上，距离贮流区与上端长水口本体交界位置30cm处设有至少一排沿周向均匀分布的吹氩导管，每排设置4-6个吹氩导管。作为本专利技术更进一步的改进，所述的贮流区内腔直径为两端长水口本体内腔直径的1.3-1.8倍。作为本专利技术更进一步的改进，所述的贮流区设置在距离碗口下部140-170cm处。作为本专利技术更进一步的改进，所述的长水口本体出口10cm段设置喇叭口，该喇叭口内腔直径为长水口本体内腔直径的1.4-1.6倍。本专利技术的一种利用所述的长水口装置进行吹氩的方法，首先将钢包出水口打开，确认钢包出水口能打开后，将钢包出水口关闭，再将长水口本体的碗口与钢包出水口对接，通过吹氩导管向贮流区吹氩，然后第二次打开钢包出水口开浇钢水。作为本专利技术更进一步的改进，第二次打开钢包出水口后，吹入的氩气流量为30-60L/h，吹氩压力为0.1-2Mpa。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，通过改进传统长水口结构，在长水口本体中部设置内腔直径大于长水口两端内腔直径的贮流区，使得钢包内的钢水以阶梯方式进入下方的中间包，钢水势能在长水口贮流区得到充分耗散，有效的减轻了钢水对中间包的冲击；(2)本专利技术的一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，利用长水口中部贮流区吹入氩气并在贮流区形成氩气的贮留，贮流区形成氩气气氛密封了长水口防止钢水吸氮，与此同时，由于中部的贮流区使得钢水的冲击将部分氩气冲击成小的氩气泡后被钢水卷带入中间包内，在保证了钢液的纯净度同时提高了中间包去除夹杂物的能力；(3)本专利技术的一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，在长水口出口端做了一定的形状改进，即设计长水口出口呈喇叭口状，且喇叭口内腔直径仅为长水口本体内腔直径的1.4-1.6倍，相对于传统的大喇叭口设计，本专利技术一方面在前端已有贮流区的前提下，能在长水口出口端进一步耗散钢水势能以减轻对中间包钢水的冲击；另一方面喇叭口面积较小，使得长水口结构更优化；(4)本专利技术的一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，不仅直接将吹氩导管设置在贮流区，且沿贮流区侧壁周向均匀分布多个吹氩导管，吹氩导管对称辐射状设计多个，易于形成氩气均匀气氛，便于密封；且贮流区内腔变粗，也给了氩气更多的空间，钢水进入贮流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，包括长水口本体(3)，所述长水口本体(3)内部设有中空内腔，其特征在于：长水口本体(3)中部内腔直径大于两端内腔直径，形成贮流区(5)。

【技术特征摘要】
1.一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，包括长水口本体(3)，所述长水口本体(3)内部设有中空内腔，其特征在于：长水口本体(3)中部内腔直径大于两端内腔直径，形成贮流区(5)。2.根据权利要求1所述的一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，其特征在于：所述的长水口本体(3)一端设置碗口，该碗口对接钢包出水口(1)，且碗口与钢包出水口(1)之间设置密封垫圈(2)。3.根据权利要求2所述的一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，其特征在于：所述的贮流区(5)靠近碗口的一端侧壁上设置有吹氩孔，吹氩导管(4)连接吹氩孔，氩气通过吹氩导管(4)吹入长水口贮流区(5)。4.根据权利要求3所述的一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，其特征在于：所述的吹氩导管(4)沿贮流区(5)侧壁周向间隔设置4-6个。5.根据权利要求3所述的一种吹氩密封及洁净钢水的长水口装置，其特征在于：所述的贮流区(5)侧壁上，距离贮流区(5)与上端长水口本体(3)交界位置30cm处设有至少一排沿周向均匀分布的吹氩导管(4)，每排设置4-6个吹氩导管(4)。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：芮其宣，范鼎东，李娜，李杰，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34