一种铸锭氩气保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及钢锭浇铸用保护装置技术领域，具体而言，涉及一种铸锭氩气保护装置。


背景技术：

2.在大气环境下浇铸钢锭的过程中，钢水从钢包下水口流入中注管时与空气产生接触会发生吸气现象，空气中的水分、氧、氮与钢水中的元素结合或溶解于钢水，形成氧化物和氮化物等残留于钢锭中。钢水在锭模中凝固较快，夹杂物等不易排除，对钢质纯净度产生较大影响。为减少钢锭夹杂物含量，钢锭生产中除采用精炼、抽真空等工艺外，在浇铸过程中要采取保护措施，防止钢水与空气接触，减少钢水吸气二次污染来提高钢质纯净度。
3.目前，钢锭浇铸常用的保护措施包括氩气保护，氩气保护浇铸因成本低、实现容易而被广泛应用。所谓氩气保护实质就是利用氩气在钢包下水口与中注管之间形成一道氩气气幕，从而有效隔绝钢水与外部的空气。然而，现有形成氩气气幕的保护装置在实际使用过程中无法很好的形成均匀的氩气气幕以隔绝外部空气，使用效果较差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种铸锭氩气保护装置，其能够在钢包下水口以及中注管之间形成更加均匀的氩气气幕，以在浇铸过程中将钢水与外部空气有效隔绝，提高浇铸后钢锭的质量。
5.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
6.一种铸锭氩气保护装置，包括进气管以及氩气环本体，所述氩气环本体中部设有安装口，所述氩气环本体内部设有环形内腔以及过渡腔，所述进气管通过过渡腔与所述环形内腔连通，所述过渡腔用于使得氩气均匀流入所述环形内腔；
7.所述氩气环本体底部设有多组出气单元，所述出气单元包括多个呈环形分布且与所述环形内腔连通的出气孔，多组所述出气单元的内径依次增大。
8.可选的，所述过渡腔横截面呈圆台状且与所述环形内腔处于同一水平面内，所述进气管与所述过渡腔内径较小的一端连通，所述过渡腔内径较大的一端与所述环形内腔连通。
9.进一步的，所述进气管设有开口，所述进气管通过所述开口与所述过渡腔连通。
10.可选的，多组所述出气单元的所述出气孔交错设置。
11.可选的，相邻两组所述出气单元的间距为5-10mm。
12.进一步的，每组所述出气单元的相邻两个所述出气孔之间的间距为5-10mm。
13.可选的，所述氩气环本体的两侧均设有安装部，所述安装部开设有长条形的安装孔。
14.可选的，所述进气管上分别连接有流量表和压力表。
15.进一步的，还包括plc控制器和报警装置，所述流量表、所述压力表以及所述报警
装置均与所述plc控制器通信连接。
16.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
17.本实用新型设计合理、结构简单，其在增设过渡腔以分散氩气气流的基础上，通过设置多组由多个环形分布的出气孔组成的出气单元将氩气均匀的吹出，从而有利于形成更加均匀的氩气气幕来隔绝钢水与外部空气，进一步减少在浇铸过程中钢水的吸气量，以提高浇铸后的钢锭的质量。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的保护装置的仰视图；
20.图2为本实用新型实施例提供的保护装置的局部剖视图；
21.图3为本实用新型实施例提供的保护装置使用时的局部剖视图。
22.图标：1-钢包下水口，2-中注管，3-进气管，301-开口，4-氩气环本体，401-安装口，402-环形部，403-突出部，404-出气孔，5-安装部，501
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安装孔，6-环形内腔，7-过渡腔，8-流量表，9-压力表。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.实施例
28.请参照图1至图3，本实施例提供了一种铸锭氩气保护装置，用于安装在钢包下水口1上，以在钢包下水口1与中注管2之间形成氩气气幕来隔绝钢水与外部空气。
29.其中，该保护装置包括通入氩气的进气管3以及用于形成氩气气幕的氩气环本体4，氩气环本体4中部设有便于将氩气环本体4安装在钢包下水口1上的安装口401，且氩气环本体4的两侧均设有安装部5，安装部5开设有长条形的安装孔501，在实际安装时，通过销子即可将氩气环本体4安装在钢包下水口1上，当氩气环本体4安装好后安装口401内壁与钢包下水口1外壁之间贴合以形成密封结构，提高密封效果。作为优选的，本实施例中其中一个安装部5开设有一个安装孔501，另一个安装部5开设有三个平行设置的安装孔501，以便于更加方便的将氩气环本体4安装在钢包下水口1上。
30.同时，继续参照图2，氩气环本体4内部设有环形内腔6以及过渡腔7，本实施例的氩气环本体4包括环形部402和突出部403，其中环形内腔6形成于环形部402内部，过渡腔7形成于突出部403内部，突出部403横截面呈圆台状且与环形部402一体成型，以使得过渡腔7的横截面呈圆台状且与环形内腔6处于同一水平面内，且过渡腔7两侧的外缘轮廓线与环形内腔6的外缘轮廓线相切；进气管3沿其轴线方向开设有一线性的开口301，进气管3通过该开口301与过渡腔7内径较小的一端连通，以实现分散气流，避免氩气成股产生过大动能，使得过渡腔7内各区域的压差过大；而过渡腔7内径较大的一端与环形内腔6连通，从而使得进气管3通过过渡腔7与环形内腔6连通，以便于分散从过渡腔7进入环形内腔6的氩气，降低氩气对环形内腔6的壁的冲击，使得环形内腔6内的气压更加均匀，从而有利于形成更加均匀的氩气气幕。
31.同时，继续参照图1，氩气环本体4底部设有多组出气单元，出气单元包括多个呈环形分布且与环形内腔6连通的出气孔404，多组出气单元的内径依次增大，以便于利用多组出气单元的出气孔404将氩气吹出以形成较均匀的氩气气幕。
32.本实施例中，出气单元可设置5-8组，多组出气单元的出气孔404交错设置，以进一步优化形成的氩气气幕。其中，相邻两组出气单元的间距为5-10mm，每组出气单元的相邻两个出气孔404之间的间距为5-10mm，同时控制出气孔404的孔径在1.5-2mm之间，且最外侧的出气单元距离氩气环本体4的外缘的距离以及最内侧的出气单元距离氩气环本体4的内缘的距离均为5mm。需要说明的是，对于每一组出气单元的出气孔404的数量可根据实际情况进行设置，在此不做限定。
33.作为优选的，本实施例采用一定厚度的钢板制作氩气环本体4，氩气环本体4的总厚度为25mm，而环形内腔6的内部高度为15-17mm。同时，氩气环本体4底部的出气单元供设有五组，相邻两组出气单元的间距为10mm，每组出气单元相邻两个出气孔404之间的间距为10mm，出气孔404的孔径为2mm；且当氩气环本体4安装在钢包下水口1上时，氩气环本体4底面至钢包下水口1底部端面的垂直距离为30-40mm。
34.通过上述设置，当氩气环本体4安装好后，由进气管3通入氩气，此时氩气由进气管3的开口301流入过渡腔7内后在过渡腔7内分散，并最终流入环形内腔6后由出气孔404吹出，由于进入环形内腔6的氩气较为分散且此时各内腔内的压差较为均匀，从而使得氩气能够均匀的从各个出气单元的出气孔404均匀吹出，从而使得形成的氩气气幕更加均匀，以实现有效隔绝钢水与外部空气，提高浇铸完成后的钢锭的质量，并有效降低氩气的使用量。同时，继续参照图3，在氩气环本体4安装好后，氩气环本体4上的靠近其中心的几组出气单元的出气孔404与中注管2的内部对应，靠近其外缘的几组出气单元的出气孔404与中注管2的外部对应，从而使得由氩气环本体4靠近其中心的几组出气单元的出气孔404吹出的氩气朝
向中注管2的内部，而靠近氩气环本体4外缘的几组出气单元的出气孔404 吹出的氩气朝向中注管2的外部，从而在中注管2的内外部形成至少两道氩气气幕，以进一步提高隔绝效果。
35.进一步的，继续参照图1，为了便于实时监控进气管3内氩气的流量以及压力，进气管3上分别连接有用于检测流量的流量表8以及用于检测压力的压力表9。同时，为了提高该保护装置的自动化程度，该保护装置还包括plc控制器(图中未示出)和报警装置(图中未示出)；其中，流量表8、压力表9以及报警装置均与plc控制器通信连接，在实际使用过程中，可通过plc控制器向流量表8和压力表9发送指令以调节流量或压力，同时流量表8检测得到的流量信息以及压力表9检测得到的压力信息及时传输至plc控制器，当流量值或压力值超过或低于预定阀值时，plc控制器控制报警装置发出预警信号，以提醒相关工作人员。
36.需要说明的是，对于上述流量表8、压力表9以及报警装置与plc控制器之间的通信连接方式属于本领域的常规技术手段，在此不过多赘述。而报警装置则可选用蜂鸣报警器或声光报警器等常规的报警器，对于报警装置的具体类型在此也不做限定。
37.为了更加清楚直观的看出本实施例提供保护装置在实际应用过程中的使用效果，下面将附上不同钢号的钢产品在使用该保护装置浇铸后的增氧量以及增氮量的对照表。
38.表1 不同钢号的钢产品浇铸后增氧量以及增氮量对照表
[0039][0040]
其中，表1中所说的vd处理是指将钢水精炼脱气以去除钢水中的氧气和氮气。
[0041]
由表1可见，无论是哪种钢号的钢产品，在使用本实施例提供的保护装置进行浇铸后，浇铸后钢锭的最高增氧量为5.1ppm，最低增氧量为-4.9ppm，增氧量均小于6ppm，平均增氧量为0.77ppm；最高增氮量为9.5ppm，最低增氮量为5.05ppm，增氮量均小于10ppm，平均增氮量为7.55ppm。由此可见，浇铸后的钢锭无论是增氧量还是增氮量均较小，满足实际生产加工需求。
[0042]
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，
所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。