專利名稱：耐水口渣線侵蝕裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于連鑄用水口的制造應用領域，特別是涉及一種耐水口渣線侵蝕裝置及用其保護澆注的方法，適用于鋼鐵廠連鑄水口的耐蝕保護。
背景技術：
高效連鑄的核心是在高連澆率、高拉速下生產高質量的無缺陷鑄坯，但高連澆率、高拉速需要高質量的水口來保證澆鑄的順行。目前各廠水口(長水口或浸入式水口)渣線部位侵蝕嚴重，需在線更換。連鑄過程中，水口渣線部位與保護渣熔渣層直接接觸，在高溫條件下，保護渣與水口耐火材料發生化學反應，同時在一定的液面波動沖刷作用下，比水口其他部位的侵蝕大得多。在降低水口耐材侵蝕，提高水口壽命方面，已經提出了很多方法，包括:1)改善水口材質是常用的減緩水口渣線侵蝕的方法，ZrO2在硅酸鹽熔體中的溶解比一般氧化物材料如Al2O3等要小得多，因此渣線部位采用含有ZrO2材料有較好的抗渣性能。氧化鋯的化學和物理的穩定性較好，是良好的渣線原料，但它的膨脹率較高，含量太高容易炸裂；石墨難被鋼水浸潤，化學穩定性良好，熱膨脹系數低，缺點是易被氧化，二者合理配比可制作出較好的耐蝕材料。許多人還從粒度配比、添加劑、結合劑、超微粉的使用等方面作了大量工作，如添加劑使用硅粉、碳化硅、碳化硼和氮化硼等，但至今未見特別優良的耐渣線侵蝕的耐火材料。2)保護渣的化學成分與硅酸鹽熔體接近除，含少量的碳外，還有Na20、CaF2等添加齊U。尤其是爐渣中含氟，對水口侵蝕嚴重。寶鋼保護渣侵蝕浸入式水口的生產實踐表明，原始直徑為90mm的水口，侵蝕后量取的直徑分別為70mm (無氟渣)和78mm (含氟渣)，保護渣無氟化后對水口渣線部位的侵蝕速率由22%降至13%左右，對提高水口的使用壽命有一定效果，但仍有IOmm左右的侵蝕。3)有人在浸入式水口外表面粘貼一層保溫棉，也有人對浸入式水口外壁噴涂高溫耐蝕涂料來提高使用壽命，但兩者材料性質、水口加工等許多方面存在困難，成本較高，且耐渣線侵蝕效果不明顯。4)也有人通過增加水口壁厚來延長水口使用壽命，但成本增加，且未從根源上解決渣線侵蝕的問題。5)有人提出一種電動式動態調整渣線系統，根據水口侵蝕情況，通過中間包升降機提高小車高度，提高浸入式水口位置，延長水口壽命，但這種較大的調整對結晶器內鋼水凝固產生影響，可能會導致結晶器內速度場和溫度場產生較大的變化，影響澆鑄的順行和鑄坯的質量。從上述分析可知，目前連鑄水口渣線部位存在嚴重的侵蝕問題，水口需定時更換，操作工藝麻煩。尤其是浸入式水口在連鑄用耐火材料費用上占有較大比重，耐材的侵蝕使連鑄成本增高。
發明內容本實用新型的目的在于針對現有技術連鑄水口渣線部位存在嚴重的侵蝕問題，水口需定時更換，操作工藝麻煩，尤其是浸入式水口在連鑄用耐耐火材料費用上占有較大比重，耐材的侵蝕使連鑄成本增高等諸多不足，提供一種耐水口渣線侵蝕的裝置，實現上述目的采用以下技術方案:一種耐水口渣線侵蝕裝置，所述裝置主要由垂直升降架、水平夾持器、氬氣管路、耐蝕護筒組成，a.所述的垂直升降架與水平夾持器相連，通過垂直升降架來調整水平夾持器的高度；b.所述的水平夾持器由水平支撐桿和活動圈組成，水平支撐桿一端與升降架相連，另一端與活動圈連接，活動圈套裝環抱在耐蝕護筒外，用螺栓鎖緊固；c.所述的耐蝕護筒是兩個密合的對稱半圓筒,半圓筒內的上部設有半圈通氣內環道，通氣內環道上設有吹氬氣的出氣孔，半圓筒外部設有角形凸臺；d.所述的氬氣管路由供氣管路、三通閥構成，三通閥一端接在外部氬氣管道上，另一端的兩個出口分別插入耐蝕護筒的兩個半圓筒的通氣內環道中。作為優選方案，所述的垂直升降架與水平夾持器滑動連接。作為優選方案，所述的活動圈由兩條半圓環組成。作為優選方案，所述的水平夾持器的水平支撐桿的另一端裝有叉形活動柄，叉形活動柄的兩條臂端分別裝有活動軸，兩條活動軸分別連接半圓環，兩條半圓環的尾端對應開有安裝螺栓鎖用的鎖孔，鎖孔內配有由螺栓和螺母構成的螺栓鎖。作為優選方案，所述耐蝕護筒下部的形狀與鋼坯水口的形狀匹配，為圓筒形或方形或橢圓形或者組合形狀。作為優選方案，所述的鋼坯水口包括長水口和浸入式水口。作為優選方案，所述的通氣內環道上設有6 10個向內吹氬氣的出氣孔。采用上述技術方案，與現有技術相比，本實用新型的顯著優點在于:I)減少了水口使用數量。耐蝕裝置的侵蝕取代了水口的侵蝕，一根耐蝕護筒可連續使用，相當于多根水口的渣線段，大大節約了水口的使用，降低了耐材成本；2)節省了水口更換時間。使用新型耐蝕裝置后，節約了多次在線更換水口的時間，并且耐蝕裝置調節方便、快捷，有利于連鑄的順澆；3)穩定了水口耐材溫度。一方面耐蝕護筒的包裹阻止了水口熱量的散失，另一方面向夾層中吹入的熱氬氣加熱了水口外壁，從而穩定了水口溫度，對防止水口內部結瘤非常有益；4)提高了鑄坯凝固質量。采用耐蝕裝置后可以“零換水口”，使得中間包或結晶器內流場穩定性提高，降低了自由液面的波動，提高了鑄坯凝固質量。本實用新型提出不僅操作工藝簡單實用，解決了水口渣線侵蝕嚴重的問題，并且降低了連鑄耐材的經濟成本，提高了鑄坯質量。尤其適用于現有鋼鐵廠連鑄水口保護耐侵蝕技術措施升級和改造。

圖1為本實用新型的正視結構示意圖。圖2為本實用新型的側視結構示意圖。圖3為本實用新型氬封管路示意圖，也是圖2的局部放大圖。[0028]圖4為本實用新型中間包長水口保護澆注示意圖。圖5為本實用新型結晶器浸入式水口保護澆注示意圖。圖6為本實用新型的組裝結構示意圖。 圖中，垂直升降架I，水平夾持器2，氬氣管3，螺栓鎖4，耐蝕護筒5，氬氣入口 6，三通閥7，通氣內環道8，出氣孔9，叉形柄10，活動軸11，半圓環12，長水口 13，保護渣14，鋼水15，中間包16，浸入式水口 17，結晶器18。
具體實施方式
本實用新型公開的是一種耐水口渣線侵蝕裝置，具體實施例如下:耐水口渣線侵蝕裝置實施例實施例1見圖1-圖6，耐水口渣線侵蝕裝置，由電機驅動的垂直升降架、水平夾持器、氬氣管路、耐蝕護筒組成，垂直升降架I的架體為管狀結構，一端與架托焊接，直立于地面上，垂直升降架I的上端安裝有齒輪，通過齒輪調節垂直升降架I的升降。水平夾持器2由水平支撐桿和活動圈組成，水平支撐桿一端與垂直升降架I通過齒輪滑動連接，水平支撐桿的另一端裝有叉形活動柄10，叉形活動柄10的兩條臂端分別裝有活動軸11，兩條活動軸11分別連接半圓環12 ;兩個半圓環12的另一端對應開有安裝螺栓鎖4用的鎖孔，螺栓鎖4由螺栓和螺母組成。兩個半圓環環抱在耐蝕護筒5外，用螺栓鎖4緊固。通過垂直升降架I的齒輪升降系統來調整水平夾持器2的高度。耐蝕護筒5由兩個可密合的對稱半圓筒組成，套裝環保在水口上，半圓筒內的上部耐火材料中設有半圈通氣內環道8，內環道8上設有6 10個向內吹氬氣的出氣孔9，半圓筒外部設有角形凸臺；耐蝕護筒5用致密ZrO2材質制成，半圓筒下部的形狀與水口的形狀匹配，為圓筒形或方形或橢圓形及其組合形狀。氬氣管路由供氣管路6、三通閥7構成，三通閥7 —端接在外部氬氣管道6上，另一端的兩個出口分別插入耐蝕護筒5的兩個半圓筒的通氣內環道8中。用本實施例的耐水口渣線侵蝕裝置保護澆注鋼水的方法見圖6，將耐水口渣線侵蝕裝置分別架裝在長水口 13和浸入式水口 17的外部，浸入式水口 10的底部插入結晶器13內，浸入式水口 17的上部與中間包14相通，長水口 15的底部插入中間包16內。具體操作步驟如下:懸掛。中間包16開澆前，打開水平夾持器2的螺栓鎖4，將兩個半圓形護筒懸掛于水平夾持器2的兩個半圓環上；調整氬氣管路3三通閥7的位置，三通閥7兩個出口分別與耐蝕護筒5的通氣內環道8緊密接通。對中。將垂直升降架I置于浸入式水口 17旁，調整水平夾持器2的長度，使張開的兩個半圓形護筒正對浸入式水口 17的中心。抱合。對中浸入式水口 17后，將兩個半圓形耐蝕護筒合在一起，圈住浸入式水口17，上緊螺栓鎖4，使水平夾持器2的活動圈緊緊抱住耐蝕護筒5.[0044]氬封。打開氬氣管路3，通入1300°C的熱氬氣，熱氬氣以1.2L/min流量，流經三通閥7和耐蝕護筒5的通氣內環道8，從出氣孔9吹出；形成穩定的氬氣環，阻斷空氣沿縫隙滲入，起到密封作用。定位。根據水口渣線位置，調整垂直升降架1，將耐蝕護筒5插入中間包16和結晶器18內，使耐蝕護筒5的下端低于渣線下限，淹沒于鋼水15中；澆注6小時后，耐蝕護筒5侵蝕較深，則通過調整垂直升降架I提高耐蝕護筒5高度35_，更換侵蝕位置，繼續澆注鋼水15，中間包16開澆后，根據保護渣14熔化后形成的渣線，微調耐蝕護筒5的高度.[0046]換位。澆注一定時間后，耐蝕護筒5侵蝕到一定程度，則通過垂直升降架I提升耐蝕護筒5 —段距離，調整保護渣14侵蝕的位置，繼續澆注鋼水15 ;耐蝕護筒5侵蝕到一定程度后，再次提升一段距離，如此反復進行。實施例1見圖4，制作了適用于中間包內長水口的耐蝕護筒5，耐蝕護筒5的上部和下部均為圓柱形，圓筒內徑90mm，壁厚12mm，長230mm，材質為ZrO2-C質，ZrO2含量70 80%，C含量12 17%，其余為少量酚醛樹脂、碳化硅、碳化硼等，技術指標為顯氣孔率17%，體積密度
3.62g/cm3，耐壓強度24MPa，抗折強度7MPa。鋼包開澆前，打開水平夾持器2的螺栓鎖4，將兩個半圓形護筒懸掛于水平夾持器2的兩個板圓環上；將垂直升降架I置于長水口 13旁，調整水平夾持器2長度，對中長水口 13后，將兩個半圓形護筒合在一起，上緊螺栓鎖4 ;打開氬氣管路3，1300°C的熱氬氣，以
1.2L/min流量，流經三通閥7和通氣內環道8，從出氣孔9吹出；根據長水口保護渣14的位置，將耐蝕護筒5插入中間包16內；澆注5小時后，耐蝕護筒5侵蝕較深，則通過垂直升降架I提高耐蝕護筒高度36mm，更換侵蝕位置，繼續澆注鋼水15，中間包長水口壽命大大提聞。實施例2見圖5，制作了適用于方坯連鑄的浸入式水口 17的耐蝕護筒5，上部和下部均為圓柱形，圓筒內徑90mm，壁厚12mm，長200mm，材質為ZrO2-C質，ZrO2含量70 80%，C含量12 17%，其余為少量酚醛樹脂、碳化硅、碳化硼等，技術指標為顯氣孔率15%，體積密度
3.55g/cm3，耐壓強度25MPa，抗折強度8MPa。中間包16開澆前，打開水平夾持器2的螺栓鎖4，將兩個半圓形護筒懸掛于水平夾持器2的兩個半圓環上；將垂直升降架I置于浸入式水口 17旁，調整水平夾持器2長度，對中浸入式水口 17后，將兩個半圓形護筒合在一起，上緊螺栓鎖4 ;打開氬氣管路3，1300°C的熱氬氣，以1.2L/min流量從氬氣入口 6流經三通閥7和通氣內環道8，從出氣孔9吹出；根據水口渣線14位置，將耐蝕護筒5插入結晶器18內；澆注6小時后，耐蝕護筒5侵蝕較深，則通過垂直升降架I提高耐蝕護筒5高度35_，更換侵蝕位置，繼續澆注鋼水15，浸入式水口 17壽命大大提高。實施例3制作適用于矩形坯浸入式水口的耐蝕護筒，上部為圓柱形，下部為扁圓形，圓筒上部內徑72mm,壁厚12mm,長130mm,下部弧形內徑85mm,扁平寬度60mm,壁厚12mm,長170mm,材質為ZrO2-C質，ZrO2含量70 80%，C含量12 17%，其余為少量酚醛樹脂、碳化硅、碳化硼等，技術指標為顯氣孔率17%，體積密度3.62g/cm3，耐壓強度24MPa，抗折強度7MPa。中間包16開澆前，打開水平夾持器2的螺栓鎖4，將兩個半圓形護筒懸掛于水平夾持器2的兩個半圓環上；將垂直升降架I置于浸入式水口 17旁，調整水平夾持器2長度，對中浸入式水口 17后，將兩個半圓形護筒合在一起，上緊螺栓鎖4 ;打開氬氣管路3，1300°C的熱氬氣，以1.2L/min流量由氬氣入口 6流經三通閥7和通氣內環道8，從出氣孔9吹出；根據水口渣線14位置，將耐蝕護筒5插入結晶器18內；澆注5.5小時后，耐蝕護筒5侵蝕較深，則通過垂直升降架I提高耐蝕護筒高度40_，更換侵蝕位置，繼續澆注鋼水15，浸入式水口壽命大大提高。
權利要求1.一種耐水口渣線侵蝕裝置，其特征在于，所述裝置主要由垂直升降架、水平夾持器、氬氣管路、耐蝕護筒組成， a.所述的垂直升降架與水平夾持器相連，通過垂直升降架來調整水平夾持器的高度； b.所述的水平夾持器由水平支撐桿和活動圈組成，水平支撐桿一端與升降架相連，另一端與活動圈連接，活動圈套裝環抱在耐蝕護筒外，用螺栓鎖緊固； c.所述的耐蝕護筒由是兩個對稱密合的半圓筒組成，半圓筒內的上部設有半圈通氣內環道，通氣內環道上設有吹氬氣的出氣孔，半圓筒外部設有角形凸臺； d.所述的氬氣管路由供氣管路、三通閥構成，三通閥一端接在外部氬氣管道上，另一端的兩個出口分別插入耐蝕護筒的兩個半圓筒的通氣內環道中。
2.根據利要求I所述的耐水口渣線侵蝕裝置，其特征在于，所述的垂直升降架與水平夾持器滑動連接。
3.根據利要求I所述的耐水口渣線侵蝕裝置，其特征在于，所述的活動圈由兩條半圓環組成。
4.根據利要求I所述的耐水口渣線侵蝕裝置，其特征在于，所述的水平夾持器的水平支撐桿的另一端裝有叉形活動柄，叉形活動柄的兩條臂端分別裝有活動軸，兩條活動軸分別連接半圓環，兩條半圓環的尾端對應開有安裝螺栓鎖用的鎖孔，鎖孔內配有由螺栓和螺母構成的螺栓鎖。
5.根據利要求I所述的耐水口渣線侵蝕裝置，其特征在于，所述耐蝕護筒下部的形狀與鋼坯水口的形狀匹配，為圓筒形或方形或橢圓形結構。
6.根據利要求5所述的耐水口渣線侵蝕裝置，其特征在于，所述的鋼坯水口包括長水口和浸入式水口。
7.根據利要求I所述的耐水口渣線侵蝕裝置，其特征在于，所述的通氣內環道上設有6 10個向內吹氬氣的出氣孔。
專利摘要一種耐水口渣線侵蝕裝置，屬于連鑄用水口的制造應用領域。該裝置的垂直升降架與水平夾持器相連，通過垂直升降架來調整水平夾持器的高度；水平夾持器由水平支撐桿和活動圈組成，一端與升降架相連，另一端與活動圈連接，活動圈套裝環抱在耐蝕護筒外，用螺栓鎖緊固；耐蝕護筒是兩個密合的對稱半圓筒，半圓筒內的上部設有半圈通氣內環道，通氣內環道上設有吹氬氣的出氣孔，半圓筒外部設有角形凸臺。
文檔編號B22D41/58GK203018741SQ20132000898
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月9日 優先權日2013年1月9日
發明者趙定國, 王書桓, 崔小杰, 郭建龍, 李秋京 申請人:河北聯合大學