長水口及連鑄方法
【專利摘要】本發明公開了一種長水口和連鑄方法，該長水口包括耐材（1）和套設在所述耐材外的鋼套（2），所述耐材內部具有中空部（3），所述耐材沿其厚度方向依次設有相互連通的進氣口（4）、環形氣室（5）和通氣槽（6），所述通氣槽沿所述耐材的厚度方向延伸至與所述中空部連通；所述耐材的上表面與所述鋼套之間設有多個氣縫，多個所述氣縫分別與所述中空部的頂部和進氣口連通。本發明提供的長水口為雙密封，氣體通過進氣口、環形氣室和通氣槽對大包下水口進行第一道密封，同時氣體還可通過由耐材上表面間隔分布的多個凸起形成的氣縫對長水口與大包下水口結合部位進行第二道密封，實現了雙重密封的效果，密封性能更好，能有效的降低鋼水從大包到中包的增氮量，能將連鑄過程鋼液增氮控制在3ppm以內。
【專利說明】長水口及連鑄方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶金【技術領域】，具體地，涉及一種長水口及連鑄方法。

【背景技術】
[0002] 對于大多數鋼種而言，氮是有害元素，鋼中的氮含量對鋼的機械性能影響較大，尤 其是生產用于深沖條件下的低碳鋼、超低碳鋼時，氮的不利影響特別明顯。因此，在生產高 級別、高附加值低氮鋼時，鋼液中氮含量越低越好。在現代煉鋼生產工藝流程中，往往通過 煉鋼各工序氮含量的控制最終實現低氮鋼的生產。
[0003] 鋼水的連鑄澆注過程是增氮的過程，尤其是鋼水從大包到中包流動的過程，通常 采用長水口進行保護澆注，長水口的上端與大包滑動水口的下水口相接，其下端插人中包 鋼水內，如果長水口密封效果不好則會導致鋼液增氮嚴重。目前，通常在長水口碗部制作吹 氬裝置來密封控制鋼液從大包到中包的增氮。但是，傳統的長水口為單密封，并且長水口吹 氬參數控制不合理導致長水口與大包下水口密封效果不佳，鋼液增氮厲害。
[0004] 因此迫切需要一種能夠在鋼水從大包到中包流動的過程，有效控制增氮含量的裝 置及方法。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的是提供一種長水口，該長水口具有較強的密封性能，將連鑄過程鋼 液增氮控制在3ppm以內，從而提高鋼水質量。
[0006] 為了實現上述目的，本發明提供一種長水口，包括耐材和套設在所述耐材外的鋼 套，所述耐材內部具有中空部，所述耐材沿其厚度方向依次設有相互連通的進氣口、環形氣 室和通氣槽，所述通氣槽沿所述耐材的厚度方向延伸至與所述中空部連通；所述耐材的上 表面與所述鋼套之間設有多個氣縫，多個所述氣縫分別與所述中空部的頂部和進氣口連 通。
[0007] 優選地，所述耐材的上表面為環形，且所述耐材上表面設有多個沿所述耐材的上 表面周向間隔分布的多個凸起，相鄰兩凸起之間形成沿所述耐材上表面徑向分布的所述氣 縫。
[0008] 優選地，所述中空部具有第一斜面和位于所述第一斜面下方并與第一斜面連接的 第二斜面，第一斜面的傾斜度大于第二斜面的傾斜度，所述第二斜面的傾斜度與所述大包 下水口的傾斜度相同。
[0009] 優選地，所述通氣槽為多個，多個所述通氣槽沿所述環形氣室的周向均勻布置。
[0010] 優選地，所述凸起的高度為lmm-3mm。
[0011] 優選地，所述進氣口通過管路與氣源連通。
[0012] 優選地，所述氣源為氬氣氣源。
[0013] 優選地，所述管路上設有流量計和閥門。
[0014] 本發明還提供一種連鑄方法，該方法使用根據本發明所述的長水口進行澆注。
[0015] 優選地，該方法包括如下步驟：
[0016] S1.在中包烘烤結束后利用氬氣對中包進行清掃；
[0017] S2.澆注前在所述長水口的上端添加密封墊圈，并套在大包下水口上，將長水口的 上端與大包下水口緊密組裝；
[0018] S3.將所述長水口的下端與中包入水口組裝；
[0019] S4.開啟長水口吹氬閥門，并調節長水口吹氬流量為40m3/h?60m3/h。
[0020] S5.打開大包下水口滑板，使鋼水從大包流向中包。
[0021] 本發明提供的長水口為雙密封，氣體通過進氣口、環形氣室和通氣槽對大包下水 口進行第一道密封，同時氣體還可通過由耐材上表面間隔分布的多個凸起形成的氣縫對長 水口與大包下水口結合部位進行第二道密封，實現了雙重密封的效果，密封性能更好，能有 效的降低鋼水從大包到中包的增氮量，能將連鑄過程鋼液增氮控制在3ppm以內，從而提高 鋼水質量，并為低氮鋼的生產提供技術支撐。
[0022] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0024] 圖1是本發明實施方式的長水口的正視圖；
[0025] 圖2是圖1中沿A-A線截取的剖視圖。
[0026] 附圖標記說明
[0027] 1、耐材；2、鋼套；3、中空部；4、進氣口；5、環形氣室；6、通氣槽；7、凸起；31、第一 斜面；32第二斜面。

【具體實施方式】
[0028] 以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0029] 在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如"上、下、左、右"通常是指 參考附圖所示的上、下、左、右；"內、外"是指相對于各部件本身的輪廓的內、外。另外，術語 "傾斜度"是指參考附圖中斜面(包括第一斜面和第二斜面）與水平方向所成的銳角。
[0030] 根據本發明的一個方面，提供一種長水口，如圖1和圖2所示，該長水口包括耐材1 和套設在所述耐材1外的鋼套2,所述耐材1內部具有中空部3,所述耐材1沿其厚度方向 依次設有相互連通的進氣口 4、環形氣室5和通氣槽6,所述通氣槽6沿所述耐材1的厚度 方向延伸至與所述中空部3連通；所述耐材1的上表面與所述鋼套2之間設有多個氣縫，多 個所述氣縫分別與所述中空部3的頂部和進氣口 4連通。其中，耐材1的側壁與所述鋼套 2之間有微小間隙，該微小間隙形成一個環形的氣體通道；通過進氣口 4進入的一部分氣體 通過環形氣室5和通氣槽6進入中空部3,如圖1中箭頭所示，另一部分氣體可通過由該微 小間隙成形的通道進入耐材1的上表面，并通過氣縫進入中空部3中。
[0031] 本發明提供的長水口為雙密封，氣體通過進氣口 4、環形氣室5和通氣槽6對大 包下水口進行第一道密封，同時氣體還可通過由耐材1上表面間隔分布的多個凸起7形成 的氣縫對長水口與大包下水口結合部位進行第二道密封，實現了雙重密封的效果，密封性 能更好，能有效的降低鋼水從大包到中包的增氮量，能將連鑄過程鋼液增氮控制在3ppm以 內，從而提高鋼水質量，并為低氮鋼的生產提供技術支撐。
[0032] 其中，長水口的材質可采用熔融石英質或鋁碳質，熔融石英長水口，采用泥漿澆注 法成型，其特點是抗熱沖擊性好，有較高的機械強度和耐酸性渣侵蝕，化學穩定性好。鋁碳 質長水口具有良好的抗熱震性，對鋼種的適應性強。為防止長水口表面的碳在烘烤和使用 中被氧化，在長水口表面涂有防氧化涂層。
[0033] 優選地，所述耐材1的上表面為環形，且所述耐材1上表面設有多個沿所述耐材1 的上表面周向間隔分布的多個凸起7,相鄰兩凸起7之間形成沿所述耐材1上表面徑向分布 的所述氣縫。優選氣縫均勻布置，這樣在大包下水口處呈環形均勻分布，大包下水口處的密 封效果均勻。
[0034] 進一步地，中空部3具有第一斜面31和位于所述第一斜面31下方并與第一斜面 31連接的第二斜面32,優選第一斜面31和第二斜面32均為圓錐形斜面，當然，第一斜面 31和第二斜面32的形狀也可設置成其他適于與大包下水口密封結合的形狀，其中第一斜 面31的傾斜度大于第二斜面32的傾斜度，換句話說，就是第一斜面31的比第二斜面32更 陡，其中，通氣槽6延伸至第一斜面31上。優選地，第二斜面的傾斜度與所述大包下水口的 傾斜度相同，該第二斜面32使得長水口碗部與大包下水口接觸位置由原來的線接觸改為 圓錐面接觸，能夠實現大包下水口與長水口更緊密的結合，以增強長水口與大包下水口之 間的密封性能。
[0035] 其中，所述通氣槽6為多個，多個所述通氣槽6沿所述環形氣室5的周向均勻布 置。多個通氣槽6呈輻射狀分布，均通向長水口的中空部3，以密封長水口與大包下水口結 合部位。
[0036] 優選地，所述凸起7的高度為lmm-3mm，優選為2mm，氣縫高度也為2mm，以保證氣體 的流速不快不慢，實現最佳的密封效果。
[0037] 其中，所述進氣口 4通過管路與氣源連通，氣源可以為氦氣、氬氣、氖氣等，優選 地，所述氣源為氬氣氣源。
[0038] 優選地，所述管路上設有流量計和閥門，流量計用于檢測氣體的流量以控制氣體 的流速，所述閥門用于連通或斷開氣源。
[0039] 澆筑時，氬氣從進氣口 4進入經過環形氣室5,環形氣室5連通有8個通氣槽6,通 入氬氣時8個通氣槽6吹出氬氣進入長水口的中空部3，起到長水口中部與大包下水口密 封的作用；同時，由進氣口 4吹入的氬氣還可通過耐材1鋼套2之間的間隙進入長水口上表 面，由于耐材1上表面與鋼套2之間有20個高2mm間隔設置的凸起7,凸起7之間形成氣 縫，吹氣時碗口 20個氣縫吹入氬氣進入長水口的中空部3,對長水口上部進行密封。
[0040] 使用該長水口保護澆注的方法為，中包烘烤結束后采用氬氣對中包進行清掃，排 除中包內空氣，鋼水從大包到中包下降前在長水口與大包下水口之間添加密封墊圈，且控 制長水口吹氬流量在40?60m3/h，其目的是為了防止大包鋼液流入中包過程形成負壓，吸 入空氣造成鋼液吸氮。長水口吹氬流量如果過小會導致鋼水從大包下降到中包過程形成負 壓，吸入空氣使鋼液增氮；如果吹氬流量過大則會導致鋼液溫降過大，且長水口碗部極易粘 結鋼液導致大包下水口與長水口結合不緊密而吸入空氣增氮。
[0041] 根據本發明的另一個方面，還提供一種連鑄方法，該方法使用根據本發明所述的 長水口進行澆注。
[0042] 優選地，該方法包括如下步驟：
[0043] S1.在中包烘烤結束后利用氬氣對中包進行清掃；
[0044] S2.澆注前在所述長水口的上端添加密封墊圈，并套在大包下水口上，將所述長水 口的上端與大包下水口緊密組裝；
[0045] S3.將所述長水口的下端與中包入水口組裝；
[0046] S4.開啟長水口吹氬閥門，并調節長水口吹氬流量為40m3/h-60m3/h。
[0047] S5.打開大包下水口滑板，使鋼水從大包流向中包。
[0048] 本發明通過采用本發明所述的長水口進行保護澆筑，并通過合理控制長水口吹氬 參數，即吹氬流量為40m 3/h-60m3/h，能夠保證長水口與大包下水口具有最佳的密封效果，能 將連鑄過程中鋼水從大包到中包下降過程的增氮量穩定控制在3ppm以內，保證鋼水質量。
[0049] 實施例1 :
[0050] 采用本發明所述長水口進行連鑄的方法，在中包烘烤結束后利用氬氣對中包進行 清掃，并在鋼水從大包到中包下降前在長水口與大包下水口之間添加密封墊圈，開啟長水 口吹氬閥門，并調節長水口吹氬流量為40m 3/h，此時打開大包下水口滑板，使鋼水從大包流 向中包。大包吊上回轉臺前取大包中鋼樣化驗，鋼水氮含量為36ppm，待鋼水流入中包后在 中包內去鋼樣進行化驗，鋼水氮含量為39ppm，大包到中包鋼液增氮為3ppm。
[0051] 實施例2:
[0052] 采用本發明所述長水口進行連鑄的方法，在中包烘烤結束后利用氬氣對中包進行 清掃，并在鋼水從大包到中包下降前在長水口與大包下水口之間添加密封墊圈，開啟長水 口吹氬閥門，并調節長水口吹氬流量為50m 3/h，此時打開大包下水口滑板，使鋼水從大包流 向中包。大包吊上回轉臺前取大包中鋼樣化驗，鋼水氮含量為25ppm，待鋼水流入中包后在 中包內去鋼樣進行化驗，鋼水氮含量為27ppm，大包到中包鋼液增氮為2ppm。
[0053] 實施例3 :
[0054] 采用本發明所述長水口進行連鑄的方法，在中包烘烤結束后利用氬氣對中包進行 清掃，并在鋼水從大包到中包下降前在長水口與大包下水口之間添加密封墊圈，開啟長水 口管路上的吹氬閥門，并調節長水口吹氬流量為60m 3/h，此時打開大包下水口滑板，使鋼水 從大包流向中包。大包吊上回轉臺前取大包中鋼樣化驗，鋼水氮含量為29ppm,待鋼水流入 中包后在中包內去鋼樣進行化驗，鋼水氮含量為30ppm，大包到中包鋼液增氮為lppm。
[0055] 以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實 施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0056] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0057] 此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本 發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【權利要求】
1. 一種長水口，其特征在于，包括耐材（1)和套設在所述耐材（1)外的鋼套（2)，所述耐 材（1)內部具有中空部（3)，所述耐材（1)沿其厚度方向依次設有相互連通的進氣口（4)、環 形氣室（5)和通氣槽（6)，所述通氣槽（6)沿所述耐材（1)的厚度方向延伸至與所述中空部 (3)連通；所述耐材（1)的上表面與所述鋼套（2)之間設有多個氣縫，多個所述氣縫分別與 所述中空部（3)的頂部和進氣口（4)連通。
2. 根據權利要求1所述的長水口，其特征在于，所述耐材（1)的上表面為環形，且所述 耐材（1)上表面設有沿所述耐材（1)的上表面周向間隔分布的多個凸起（7)，相鄰兩凸起 (7)之間形成沿所述耐材（1)上表面徑向分布的所述氣縫。
3. 根據權利要求2所述的長水口，其特征在于，所述中空部（3)具有第一斜面（31)和 位于所述第一斜面（31)下方并與第一斜面（31)連接的第二斜面（32)，第一斜面（31)的傾 斜度大于第二斜面（32)的傾斜度，所述第二斜面（32)的傾斜度與所述大包下水口的傾斜 度相問。
4. 根據權利要求3所述的長水口，其特征在于，所述通氣槽（6)為多個，多個所述通氣 槽（6)沿所述環狀氣室（5)的周向均勻布置。
5. 根據權利要求4所述的長水口，其特征在于，所述凸起（7)的高度為lmm-3mm。
6. 根據權利要求1-5中任意一項所述的長水口，其特征在于，所述進氣口通過管路與 氣源連通。
7. 根據權利要求6所述的長水口，其特征在于，所述氣源為氬氣氣源。
8. 根據權利要求6所述的長水口，其特征在于，所述管路上設有流量計和閥門。
9. 一種連鑄方法，其特征在于，該方法使用根據權利要求1-8中任意一項所述的長水 口進行澆注。
10. 根據權利要求9所述的連鑄方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
51. 在中包烘烤結束后利用氬氣對中包進行清掃；
52. 澆注前在所述長水口的上端添加密封墊圈，并套在大包下水口上，將長水口的上端 與大包下水口緊密組裝；
53. 將所述長水口的下端與中包入水口組裝；
54. 開啟長水口吹氬閥門，并調節長水口吹氬流量為40m3/h?60m3/h。
55. 打開大包下水口滑板，使鋼水從大包流向中包。
【文檔編號】B22D41/58GK104057078SQ201310589323
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】陳均, 曾建華, 白銀蘭, 陳永, 潘紅, 楊森祥, 杜麗華, 李明紅, 黃生權 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司