一种液封式密封垫及分体浸入式水口结构的制作方法

1.本实用新型属于密封技术领域，尤其是一种液封式密封垫及分体浸入式水口结构。


背景技术：

2.浸入式水口是连铸生产过程中所需的一种耐火材料，是连接中包和结晶器的钢水通道，起着钢水保温、防止钢水二次氧化等作用，有整体式和分体式两种。
3.整体式水口上端与塞棒接触、下端伸入到结晶器内，因中间没有接缝，保护效果好；但制造成本较高(约为分体水口的3-5倍)，且在浇注过程中无法更换，中间包寿命受到水口寿命制约，一般不超过12小时；且水口在烘烤、浇注过程中出现异常时，因不能在线更换，该流或整组中间包只能停浇。
4.分体式浸入式水口由上水口和下水口组成，上水口砌筑在中间包包底耐材内，上端与塞棒接触，下端与下水口上端连接，下水口的下端伸入到结晶器内。分体式水口制造成本低，下水口可以在线更换，中间包浇注时长可以不受水口寿命制约；且当水口浇注过程出现异常时可通过更换下水口来维持浇注；但上、下水口接缝处容易吸入空气而导致二次氧化。当前分体式上口的上下水口之间一般使用纤维质密封垫来填充接缝，以减少空气的吸入。但纤维纸密封垫仍存在孔隙，保护效果与整体式水口差距明显。即使在接缝处使用氩气，吸入的气泡对连铸坯的表面和皮下质量仍造成不利影响。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的不足，本实用新型设计出了一种液封式密封垫及分体浸入式水口结构，解决分体浸入式水口的上、下水口接缝的密封问题；且本实用新型所设计的密封垫既能达到整体浸入式水口的保护浇注效果，又能保持分体浸入式水口可在线更换的优点；在保证保护浇注效果的同时，大大降低浸入式水口及中间包耐材的吨钢成本。
6.本实用新型所采用的技术方案如下：
7.一种液封式密封垫，液封式密封垫包括：
8.外壳体，所述外壳体为中空的筒形结构；
9.设置在外壳体内的密封剂填充层，所述密封剂填充层内填充密封剂；
10.设置在外壳体内的中心纤维层，所述中心纤维层和密封剂填充层沿轴向依次设置在外壳体内，且密封剂填充层位于中心纤维层的上方。
11.进一步，所述液封式密封垫的总厚度约为4-6mm，外壳体的壁厚为0.1～0.3mm；密封剂填充层与中心纤维层在轴向的高度比为1/4～1/2。
12.进一步，所述外壳体的内圈壁面与上水口的外部形状相配合，外壳体的外圈壁面与下水口的碗口形状相配合。
13.进一步，所述外壳体采用表面陶瓷纤维层制成，结构致密、导热良好的表面陶瓷纤维层避免上水口、下水口不被熔化后的密封剂侵蚀。
14.进一步，密封剂是由cao、sio2、al2o3、caf2、mgo、b2o3组成的混合物，熔点为 500-700℃，常温下呈粉状，在水口浇注温度下，30～60s熔化为液态。
15.进一步，所述外壳体为半封闭设计，所述中心纤维层设置在外壳体的开口侧。
16.一种分体浸入式水口结构，包括上水口、下水口以及液封式密封垫，所述液封式密封垫套装在上水口的底部，上水口的底部插入下水口的碗口处；且将液封式密封垫的密封剂填充层朝上放置。
17.进一步，所述上水口上端的外部自上往下依次套装水口座砖和中间包包底钢板，水口座砖的外部套装中间包包底耐材；下水口的底端安装在托架上。
18.进一步，在上水口的底部外壁沿周向开设用于安装液封式密封垫的凹槽，将液封式密封垫套装在上水口上再与下水口配合安装。
19.本实用新型的有益效果：
20.(1)本实用新型所设计的液封式密封垫结构简单，未改变原有连铸操作习惯，可以直接在现有上水口、下水口之间使用，使用方便，且无安全风险。
21.(2)由于密封剂熔化后的液封作用，液封式密封垫能够使上、下水口接缝处得到良好的密封，有效隔绝空气，避免钢水的二次氧化，可以达到与整体浸入式水口相似的保护效果。
22.(3)本实用新型兼顾了整体浸入式水口的良好保护浇注效果以及分体浸入式水口的低成本和操作灵活性，对提高连铸坯质量和降低耐材成本具有重要意义，具有较大的行业推广价值。
附图说明
23.图1是液封式密封垫工作示意图；
24.图2是液封式密封垫剖视图；
25.图中，1、中间包包底耐材；2、中间包包底钢板；3、水口座砖；4、上水口；5、下水口；6、液封式密封垫；7、表面陶瓷纤维层；8、密封剂填充层；9、中心纤维层。
具体实施方式
26.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.附图1所示的分体浸入式水口结构，该水口结构包括上水口4和下水口5组成；其中，上水口4的上端的外部自上往下依次套装水口座砖3和中间包包底钢板2，水口座砖3的外部套装中间包包底耐材1，利用中间包包底钢板2对中间包包底耐材1和水口座砖3进行固定。上水口4的底部与下水口5对接，具体地，在下水口5的上部设置凹槽，该凹槽与上水口4的底部相吻合，正好将上水口4的底部插入下水口5的凹槽(碗口)内。在上水口4与下水口5凹槽的配合处安装液封式密封垫6，使用液封式密封垫6来进行密封。
28.本技术所设计的液封式密封垫6结构如图2所示，液封式密封垫6呈中空的锥筒形结构。液封式密封垫6的外壳体采用表面陶瓷纤维层7制成，在液封式密封垫6内部沿轴向依次设置密封剂填充层8、中心纤维层9组成，且密封剂填充层8内填充有密封剂。
29.在本技术中，液封式密封垫6的外壳体采用半开口设计，即液封式密封垫6的内壁面、外壁面和顶面均采用陶瓷纤维层7制成，仅通过中心纤维层9将密封剂封在液封式密封垫 6内，如图2所示。本技术中选用陶瓷纤维层7作为液封式密封垫6外壳体的材料是因为陶瓷纤维层7的结构致密、导热良好；可以更好的包裹密封剂，并保护水口耐材(即上水口4、下水口5)不被熔化后的密封剂侵蚀。
30.在本技术中，中心纤维层9具体可以采用耐火纤维材质，如氧化铝纤维、晶体纤维、陶瓷纤维。
31.在本技术中，密封剂是由cao、sio2、al2o3、caf2、mgo、b2o3等组成的混合物，熔点为500-700℃，常温下呈粉状，在水口浇注温度下，30～60s可熔化为液态。
32.在本技术中，中心纤维层9位于密封剂填充层8的下方，对密封剂起支撑作用，并阻止密封剂熔化后进入钢水。
33.在本技术中，液封式密封垫6的总厚度约为4-6mm，优选5mm；表面陶瓷纤维层7的厚度为0.1～0.3mm；密封剂填充层8与中心纤维层9在轴向的高度比为1/3～1/2。
34.在本技术中，可以在上水口4的底部外壁沿周向开设用于安装液封式密封垫6的凹槽，将液封式密封垫6套装在上水口4上再与下水口5配合安装；反之，也可以在下水口5内部上沿周向开设用于安装液封式密封垫6的凹槽，用于液封式密封垫6的装配。
35.以下结合本技术液封式密封垫6的安装及工作原理，作进一步说明：
36.中间包开浇前，将液封式密封垫6放在下水口5的碗口上，并通过下水口5的托架向上顶紧，使液封式密封垫6被上水口4和下水口5压紧。
37.中间包开浇后，上水口4和下水口5随浇注进行温度升高，液封式密封垫6中的密封剂被加热并快速熔化，在上水口4和下水口5之间形成一层液态渣膜，隔绝空气，起到液封作用。
38.以上实施例仅用于说明本实用新型的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本实用新型所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本实用新型的保护范围之内。