本發明涉及冶金技術領域，尤其涉及一種澆注鋼錠用氬氣保護裝置及使用方法。

背景技術：

在鋼錠生產的澆注過程中，從鋼包下水口流出的高速鋼液周圍氣壓較小，其附近的空氣將會被卷吸進入中注管，進而被卷入鋼液內部并隨著流股進入鋼錠模，導致鋼液發生嚴重的二次氧化。

目前，在鋼錠生產中所采用的保護澆注裝置的主要結構是在鋼包底座的下水口周圍安裝氬氣環吹裝置，在澆注過程中氬氣在鋼流周圍形成氣幕保護層，但是由此所形成的氬氣幕容易受自然風的影響，保護效果很不穩定。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，針對目前澆注鋼錠過程存在的二次氧化問題，提出一種保護澆注裝置，使鋼液在澆注過程中不會因吸氣而發生二次氧化，提高鋼錠質量。

一種澆注鋼錠用保護裝置，其特征是，包括吹氣環、保護箱、保護箱內襯和密封圈，所述的吹氣環固定在中注管上沿，保護箱固定在吹氣環上沿，并使用密封圈進行密封。

保護箱中下部呈圓錐筒狀，上部呈直筒狀；吹氣環內腔為圓或橢圓環形，其外側與氬氣導入管連接，內側均勻分布有20-40個圓柱狀出氣孔。

所述保護箱中下部為圓錐筒狀，其直徑與吹氣環配合；上部為直筒狀，其內徑為鋼包下水口內徑的2-4倍，高度為70-100mm。

在鋼錠澆注過程中，氬氣通過氬氣導入管進入吹氣環，再經吹氣環的出氣孔流出，然后分成兩股分別向上和向下流動。在保護箱圓錐筒狀內腔的作用下，向上流動的氬氣流速越來越大，最后在保護箱上部直筒狀內腔的作用下豎直向上流出，從而有效的阻止空氣流入中注管。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1)本發明澆注鋼錠用保護裝置不依附于鋼包底座，可以提前將其安裝在中注管上，使鑄錠生產流程的更加緊湊，提高生產效率，同時還能減少鑄錠操作導致的鋼液溫降，節約能源。

2)本發明所述的內腔為圓或橢圓環形的吹氣環，保證了氬氣能夠均勻的分布在注流鋼液周圍，提高保護澆注的穩定性。

3)本發明所述的下部呈圓錐筒狀上部呈直筒狀的保護箱，可以實現保護箱內氬氣加速向上流動，使保護箱上部開口處具有高速向上的氬氣流，可以更加有效的防止空氣被卷吸進入中注管，避免鋼液的二次氧化，提高鋼錠質量。

附圖說明：

圖1是本發明結構示意圖。

圖2是按圖1所示吹氣環的俯視圖。

圖中：1-氬氣導入管；2-吹氣環；3密封圈一、3-1密封圈二；4-保護箱；5-保護箱內襯；6-中注管；7-澆口磚；8-出氣孔。

具體實施方式

實施例

一種澆注鋼錠用保護裝置，如圖1、圖2所示，包括吹氣環2、保護箱4、保護箱內襯5和密封圈一3、密封圈二3-1。吹氣環2固定在中注管6上，保護箱4和保護箱內襯5固定在吹氣環2上，吹氣環2與中注管6之間、和保護箱4與吹氣環2之間分別使用密封圈一3和密封圈二3-1進行密封。

保護箱4由鐵質材料制成，可反復使用，保護箱內襯5采用輕質隔熱耐火材料制成。保護箱4中下部為圓錐筒狀結構，上部為70-100mm長的直筒狀結構，其目的是為了形成豎直向上的氬氣流。

吹氣環2的內腔截面為圓形或橢圓形，這樣可以使吹氣環2內腔的氬氣壓力分布均勻。吹氣環2的內環壁面上均勻分布有N個出氣孔8，N的取值范圍為20-40。

該澆注鋼錠用保護裝置的使用方法包括以下步驟：

1)擺模后，在中注管6上沿固定密封圈一3，將吹氣環2固定在密封圈一3上，然后在吹氣環2上沿固定密封圈二3-1，最后把保護箱4和保護箱內襯5裝配并固定在密封圈二3-1上；

2)開澆前五分鐘，將氬氣吹氣管連接到氬氣導入管1上，采用0.12-0.15MPa的壓力吹氬，驅走中注管6和鋼錠模內的空氣；

3)在錠身澆注過程中，采用0.15-3MPa的壓力吹氬，氬氣通過氬氣導入管1進入吹氣環2的內腔，經出氣孔8進入保護箱4與中注管6圍成的空間內，之后一部分氬氣隨鋼流進入中注管內腔下部，另一部分氬氣加速向上部流動，并在保護箱4上部直筒狀內腔的作用下豎直向上流出，從而有效的阻止空氣被吸入中注管造成鋼液氧化；

4)在冒口澆注過程中，減小吹氬壓力至0.15-0.2MPa，澆注結束后停止吹氬，并取下該保護澆注裝置。

經FLUENT商業軟件數值模擬計算，本發明澆注鋼錠用保護裝置可以使澆注過程中的中注管內鋼液面處空氣含量降低至10^-6數量級，可以有效的避免鋼液發生二次氧化，提高鋼錠質量。