[發明專利]插槍式塞棒裝置以及用其在水口處吸附夾雜物的方法

有效

• 申請號: 201310021124.3
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103008636A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 趙定國;王書桓;崔小杰;黃凱;劉吉猛;李偉峰
• 申請（專利權）人: 河北聯合大學
• 主分類號: B22D41/16
• 分類號: B22D41/16;B22D11/10
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 王永紅

技術領域

本發明涉及連鑄用塞棒的制造及應用領域，尤其是涉及一種插槍

式塞棒裝置以及用其在水口處吸附夾雜物的方法。特別適用于鋼鐵廠澆鑄鋁鎮靜鋼、含鋁鋼、含鈦鋼和稀土鋼等易出現水口結瘤的鋼種。

背景技術

連鑄是冶金生產流程中重要工序，作為連接中間包和結晶器的重要的耐火材料水口，被稱為連鑄的“脖頸”，具有承上啟下的作用，是確保連鑄穩定運行的重要環節。鋼鐵廠連鑄過程中，中間包水口和浸入式水口經常出現結瘤并造成水口堵塞，影響連鑄的澆注和鑄坯質量。隨著連鑄工藝的改進和耐火材料的開發，水口的使用壽命有了顯著提高，但是，在澆鑄過程中會發生A1₂O₃及部分其它元素結瘤現象，尤其在澆鑄Al鎮靜鋼、含Al鋼、含Ti鋼和稀土鋼時，堵塞現象很嚴重，一直困擾著連鑄工序。水口結瘤或堵塞不僅降低了連鑄機的生產效率，影響整個連鑄過程，而且是引起鋼鐵產品缺陷的主要原因之一。

日本新日鐵在絕緣材料制成的浸入式水口本體內加裝芯板，澆注之前，將芯板通電加熱，提高水口內壁溫度，從而避免因鋼水接觸水口內壁溫度急劇下降引起的Al₂O₃粘附。住友金屬開發了利用中間包突出部分使鋼水產生渦流的技術，平穩了鋼水的流動，有效抑制了水口堵塞物的聚集。日本神戶制鋼研制出一種帶有空冷和電磁攪拌裝置的新型浸入式水口，水口外壁上加工有10mm深的環形溝槽以增加冷卻表面積，可以實現全過程低過熱度澆注，避免水口堵塞。美國Weirton鋼鐵廠開展了大量生產實驗減輕浸入式水口堵塞，采取保護澆注等措施可以減少夾雜物的產生，從而提高鋼水潔凈度。

出口形狀對水口使用效果的影響主要體現在鋼水流對結晶器鋼液的沖擊深度上，為滿足高拉速薄板坯連鑄的需要，田乃媛等開發出一種被稱為耗散型的四側孔水口，降低了鋼液和夾雜物的沖擊深度，有利于夾雜物的上浮，能在一定程度上起到防止水口堵塞的作用。趙廣榮等認為合理設計水口內腔結構有利于改善水口內腔的堵塞，傳統的直腔式水口內腔結構在引流過程中鋼水與水口內壁直接接觸面積大，A1₂O₃等夾雜物粘附幾率也大，將其改進成階梯環狀式內腔水口及雙環階梯式水口，減輕了A1₂O₃等夾雜物粘附。陳崇峰等研究認為當表面粗糙度超過0.3mm時，鋼水邊界層的粘滯部分失效，粘滯層的保護作用消失，鋼中的Al₂O₃等夾雜物易于富集，因此水口工作面應盡可能光滑。蘇瓏等從材質上研究認為，著力開發ZrB₂、BN等非金屬氧化物材料、ZrO-CaO-C材料、低碳材料(碳<5%)、無硅Al₂O₃-C材料以及無碳無硅材料等材質的水口，投入實踐具有一定的防堵塞效果。

目前各種方法主要研究的是如何改善水口結構、如何預防和減緩水口結瘤，而對夾雜物的流向和已結瘤水口考慮非常少，未從根本上解決水口結瘤堵塞的問題。對本發明提出的插槍式塞棒吸附夾雜，避免水口結瘤，提高鋼水潔凈度的方法未見報道，此發明具有獨特的創新性。

發明內容

本發明的發明目的在于針對現有技術的諸多不足，一是提供一種插槍式塞棒裝置，二是提供一種用插槍式塞棒裝置在水口處吸附夾雜物的方法，目的是通過吸附槍將流經水口的夾雜物及時吸附和固定，解決水口結瘤同時提高鋼水潔凈度的問題。特別適用于現有鋼鐵廠連鑄塞棒多功能化技術升級和措施改造，促進潔凈鋼平臺的建設。

本發明采用以下技術方案：

一種水口吸附夾雜用的插槍式塞棒裝置，包括與水平夾持器相連接的升降電機，其特征在于，所述裝置主要由吸附槍、中空塞棒、熱吹氬裝置、水平夾持器和垂直升降架組成；?

a.所述的吸附槍為中空節狀結構，插入中空塞棒內，其上端與水平夾持器連接，下端插入水口內；

b.所述的中空塞棒為長圓柱形結構，分為棒頭和棒身，棒頭為螺旋結構，棒頭通過螺紋與棒身連接，中空塞棒的內部設有配合吸附槍插入的中空管，中空塞棒上端與水平夾持器固定；?

c.所述的熱吹氬裝置由供氣管路和噴嘴構成，噴嘴一端接在外部熱氬氣管道上，另一端插入中空塞棒頂部的中空管內；

d.所述的水平夾持器由塞棒水平夾持器和吸附槍水平夾持器組成，塞棒水平夾持器一端與垂直升降架相連，另一端與中空塞棒相夾持；吸附槍水平夾持器，一端與垂直升降架相連，另一端與吸附槍相夾持；

e.所述的垂直升降架為管狀結構，固定在在中間包的側壁上。