一种钢包环缝式透气上水口座砖及其吹氩冶金方法技术

本发明专利技术涉及一种钢包环缝式透气上水口座砖，包括钢包上水口座砖本体、环缝、气室盒、进气管，钢包上水口座砖本体的中部设置有上下贯穿的流钢孔、连接孔、上水口安装孔，在连铸钢包浇注过程中，全程吹入氩气，且根据钢包内钢水净重的变化，自动调整氩气流量，氩气透过环缝形成微小氩气泡，大部分氩气泡向上运动，在钢包上水口周围形成环状气幕屏障，对即将进入钢包上水口的钢液进行气洗，且在上水口内形成稳定的、连续的环状气流，抑制上水口结瘤，并在钢包浇注后期，有效抑制汇流旋涡及排流沉坑引起的钢包下渣。

A Brick for Ladle Annular Seam Permeable Upper Water Nozzle and Its Argon Blowing Metallurgical Method

The invention relates to a ladle annular seam permeable upper nozzle seat brick, which comprises a ladle upper nozzle seat brick body, annular seam, gas chamber box and intake pipe. The middle part of the ladle upper nozzle seat brick body is provided with upper and lower running steel holes, connection holes and upper nozzle installation holes. Argon gas is blown into the whole casting process of ladle, and the argon gas is automatically adjusted according to the change of the net weight of molten steel in the ladle. Flow rate, argon gas passes through annular gap to form tiny argon bubbles. Most argon bubbles move upward, forming annular gas curtain barrier around the upper nozzle of ladle. The steel liquid entering the upper nozzle of ladle is gas washed, and stable and continuous annular gas flow is formed in the upper nozzle, which restrains the nodulation of the upper nozzle, and effectively restrains the confluence vortices and drainage sinks at the later stage of ladle casting. Slag is laid down in ladle.

【技术实现步骤摘要】
一种钢包环缝式透气上水口座砖及其吹氩冶金方法
本专利技术涉及一种钢包环缝式透气上水口座砖及其吹氩冶金方法，属于钢铁冶金中炼钢工艺

技术介绍
钢水洁净度和可浇性是炼钢工艺过程控制的重点和难点，在连铸生产中，钢包中的熔渣流入到中间包以后，会造成钢水中铝和钛等易氧化合金元素的烧损，并产生氧化铝夹杂物，影响钢水的洁净度，并容易造成钢材表面质量问题。通常利用钢包下渣检测技术减少钢包下渣量，即在钢包浇注后期检测到钢包下渣就关闭水口、停浇，但在实际生产过程中发现存在以下问题：(1)钢包内钢水浇余量多，增加了钢铁料消耗、成本；(2)虽然在一定程度上能减少钢包下渣量，但没有去除钢液中夹杂物、净化钢液的冶金功能。中国专利文献CN201455253U(专利号：200920016943.8)公开了一种在炼钢生产过程中使用的一种新型钢水罐水口座砖，为筒状结构，由上部圆台体、中部圆柱体、下部的圆台体组成，上部圆台体通道入口直径D1为150～240mm，下部连接的圆柱体通道直径D2为80～100mm。上部圆台体的高度L1为80～200mm。该专利存在以下不足：水口座砖中无透气元件，没有去除夹杂物、净化钢液的功能，也不能抑制钢水罐水口卷渣问题，导致钢水浇余量多。中国专利文献CN104028739B(专利号：201410274221.8)公开了一种钢包透气上水口座砖及其控制钢包下渣的方法，包括上水口座砖本体、透气陶瓷棒、气室盒、进气管，上水口座砖本体的中部自上而下设置有流钢孔、上水口安装孔，上水口座砖本体内设置有圆环形均匀布置的透气陶瓷棒和环形的气室盒，气室盒的底部连接有进气管，在钢包内钢液处于低液位时，从进气管开始吹入氩气，控制钢包上水口发生涡流卷渣问题。该专利主要针对钢包浇注末期抑制钢包水口卷渣问题。该专利存在以下不足：氩气透过透气陶瓷棒形成的氩气泡大、密集度小，且只在钢包浇注末期吹入氩气，没没有全程吹氩去除夹杂物的冶金功能。中国专利文献CN206966634U(专利申请号：201720908471.1)公开了一种改进的钢包上水口座砖，包括座砖本体，座砖本体由上表面至下表面顺序设有开通的流钢孔、连接孔和上水口安装孔，座砖本体内部开设有环形凹槽，由座砖本体上表面向座砖本体内部开设多条周测封闭的透气缝，透气缝的下口与环形凹槽连通，环形凹槽通过座砖本体侧面插入的进气管与外部供气管道连接，本技术采用透气缝供气方法提高了氩气的稳定性及其调节范围，提高了氩气泡捕获、去除夹杂物的能力，解决了钢包上水口卷渣问题，减少了钢包剩余钢。该专利存在以下不足：未对透气缝的设计尺寸作详细描述，且只在钢包浇注末期吹入氩气，没有全程吹氩及促进夹杂物上浮、去除的冶金功能；在钢包内钢液面持续降低的条件下，因吹氩流量没有自动进行线性调整，造成吹破钢渣面引发的钢水卷渣问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种钢包环缝式透气上水口座砖及其吹氩冶金方法，该专利技术通过在钢包上水口座砖本体内设置数环环缝，在连铸钢包浇注过程中，全程吹入氩气，且根据钢包内钢水净重(钢包内钢液面)的变化，自动调整氩气流量，氩气透过环缝形成微小氩气泡，大部分氩气泡向上运动，在钢包上水口周围形成环状气幕屏障，对即将进入钢包上水口的钢液进行气洗，促进夹杂物上浮和去除，且有一定数量的氩气泡随钢流进入到上水口内，在上水口内形成稳定的、连续的环状气流，抑制上水口结瘤问题，并在钢包浇注后期，有效抑制汇流旋涡及排流沉坑引起的钢包下渣，同时解决了钢包内钢液面持续降低的条件下、因吹氩流量调整不及时、吹破钢渣面引发的钢水卷渣问题，提高了钢包透气上水口座砖吹通率，应用本专利技术比应用对比例CN104028739B(专利号：201410274221.8)钢包透气上水口座砖吹通率同比提高8％以上，钢包中的钢水浇余量同比减少19％以上，连铸坯试样电解夹杂物重量同比减少19％以上。一种钢包环缝式透气上水口座砖，包括钢包上水口座砖本体(1)、环缝(2)、气室盒(3)、进气管(4)；钢包上水口座砖本体(1)的中部自上而下设置有上下贯穿的流钢孔(5)、连接孔(6)、上水口安装孔(7)，所述的钢包上水口座砖本体(1)内自上水口座砖本体的上表面向水口座砖本体内部设置环缝(2)，环缝垂直于水口座砖本体的上表面且环缝的上口开口于水口座砖本体的上表面上，环缝的下口与环缝底部设置的气室盒(3)连通，气室盒(3)的侧部连接有进气管(4)，进气管的一端与气室盒连通，另一端从上水口座砖本体(1)的侧部伸出。在连铸钢包浇注过程中，钢包环缝式透气上水口座砖全程吹氩，具有净化钢包内钢液、抑制钢包上水口结瘤和抑制钢包浇注下渣等三个吹氩冶金功能。本专利技术优选的，所述环缝(2)数量为2～3环，环缝宽度a为1.3～1.7mm，环缝高度h为120～220mm。本专利技术优选的，所述气室盒(3)整体为圆环形，气室盒的纵剖面为矩形，矩形的的宽度x为30～50mm，高度y为20～40mm。本专利技术优选的，所述钢包上水口座砖本体(1)，采用刚玉浇注料浇注成型，体积密度≥3.0g/cm3，高温抗折强度≥12Mpa，高温耐压强度≥80Mpa，AL2O3含量≥92％，Cr2O3含量≥2％。本专利技术优选的，所述流钢孔(5)、连接孔(6)、上水口安装孔(7)的纵向中心线与钢包上水口座砖本体(1)的纵向中心线在一条直线上，所述的流钢孔(5)为圆台形，圆台的上端口直径d1为190～210mm，下端口直径d2为140～160mm，圆台的高度c为55～80mm，所述连接孔(6)为圆柱形通道，圆柱形通道的直径与圆台的下端口直径一致，圆柱高度b为253～268mm。本专利技术优选的，所述上水口安装孔(7)上部为圆台形，圆台的上端口直径与连接孔(6)的端口直径一致，圆台的下端口直径d3为170～190mm。其它按照上水口的外形尺寸设计上水口安装孔的配合尺寸。本专利技术优选的，所述钢包上水口座砖本体(1)的外形为圆柱形，圆柱形的外径外径D为380～400mm，圆柱形的高度H为460～490mm。本专利技术所述的进气管(4)、进气连接金属管件(8)材质均为耐热不锈钢圆管，其中，进气管(4)的规格尺寸为M11×1.25(螺母内螺纹，大径11mm，螺距1.25mm)，进气连接金属管件(8)规格尺寸为￠10×2(外径为10mm，壁厚为2mm)。本专利技术所述钢包环缝式透气上水口座砖的环缝宽度为1.3～1.7mm，环缝高度h为120～220mm，上水口座砖本体的外形为圆柱形等设计，是本领域的技术人员经过大量的水模实验研究和应用试验摸索得到的，其中，环缝的宽度设计是根据不同宽度环缝的吹通率、去除夹杂物效果和产生旋涡的临界高度的水模实验研究结果确定的，环缝的高度设计是基于钢包下线小修测量钢包上水口座砖本体和狭缝式透气环的侵蚀残厚尺寸而设定的，以保证环缝与钢包上水口座砖本体、钢包渣线工作衬的使用寿命同步，钢包上水口座砖本体的外形由传统的正方形设计为圆柱形，使得钢包透气上水口座砖本体的壁厚均匀，减少了热应力不均引发的裂纹问题，延长了钢包环缝式透气上水口座砖的使用寿命。本专利技术的研究与应用结果表明，环缝宽度与吹氩透气量、吹通率、氩气泡大小都有直接关系，当环缝宽度<1.3mm时，吹氩透气量小、吹通率低，吹氩搅拌混匀效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢包环缝式透气上水口座砖，其特征在于，包括钢包上水口座砖本体(1)、环缝(2)、气室盒(3)、进气管(4)；钢包上水口座砖本体(1)的中部自上而下设置有上下贯穿的流钢孔(5)、连接孔(6)、上水口安装孔(7)，所述的钢包上水口座砖本体(1)内自上水口座砖本体的上表面向水口座砖本体内部设置环缝(2)，环缝垂直于水口座砖本体的上表面且环缝的上口开口于水口座砖本体的上表面上，环缝的下口与环缝底部设置的气室盒(3)连通，气室盒(3)的侧部连接有进气管(4)，进气管的一端与气室盒连通，另一端从上水口座砖本体(1)的侧部伸出。

【技术特征摘要】
1.一种钢包环缝式透气上水口座砖，其特征在于，包括钢包上水口座砖本体(1)、环缝(2)、气室盒(3)、进气管(4)；钢包上水口座砖本体(1)的中部自上而下设置有上下贯穿的流钢孔(5)、连接孔(6)、上水口安装孔(7)，所述的钢包上水口座砖本体(1)内自上水口座砖本体的上表面向水口座砖本体内部设置环缝(2)，环缝垂直于水口座砖本体的上表面且环缝的上口开口于水口座砖本体的上表面上，环缝的下口与环缝底部设置的气室盒(3)连通，气室盒(3)的侧部连接有进气管(4)，进气管的一端与气室盒连通，另一端从上水口座砖本体(1)的侧部伸出。2.如权利要求1所述的钢包环缝式透气上水口座砖，其特征在于，所述环缝(2)数量为2～3环，环缝宽度a为1.3～1.7mm，环缝高度h为120～220mm。3.如权利要求1所述的钢包环缝式透气上水口座砖，其特征在于，所述气室盒(3)整体为圆环形，气室盒的纵剖面为矩形，矩形的的宽度x为30～50mm，高度y为20～40mm。4.如权利要求1所述的钢包环缝式透气上水口座砖，其特征在于，所述钢包上水口座砖本体(1)，采用刚玉浇注料浇注成型，体积密度≥3.0g/cm3，高温抗折强度≥12Mpa，高温耐压强度≥80Mpa，AL2O3含量≥92％，Cr2O3含量≥2％。5.如权利要求1所述的钢包环缝式透气上水口座砖，其特征在于，所述流钢孔(5)、连接孔(6)、上水口安装孔(7)的纵向中心线与钢包上水口座砖本体(1)的纵向中心线在一条直线上，所述的流钢孔(5)为圆台形，圆台的上端口直径d1为190～210mm，下端口直径d2为140～160mm，圆台的高度c为55～80mm，所述连接孔(6)为圆柱形通道，圆柱形通道的直径与圆台的下端口直径一致，圆柱高度b为253～268mm；所述上水口安装孔(7)上部为圆台形，圆台的上端口直径与连接孔(6)的端口直径一致，圆台的下端口直径d3为170～190mm。6.如权利要求1所述的钢包环缝式透气上水口座砖，其特征在于，所述钢包上水口座砖本体(1)的外形为圆柱形，圆柱形的外径外径D为380～400mm，圆柱形的高度H为460～490mm。7.如权利要求1-6任一项所述的钢包环缝式透气上水口座砖的安装方法，所述钢包环缝式透气上水口座砖安装在钢包上水口座砖安装地坑内(10)，进气连接金属管(8)的一端与进气管(4)连接，另一端从钢包包壳(9)的包底...

【专利技术属性】
技术研发人员：武光君，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37