[实用新型]优特钢模铸保护浇铸装置

说明书

(一)技术领域：本实用新型涉及炼钢浇铸成型工艺中使用的一种辅助装置，具体是优特钢模铸保护浇铸装置。

(二)现有技术：钢铁熔化精炼完后，钢水的纯净度和气体含量很低，但在浇铸成型过程中，高温液态钢水从精炼钢包下水口出来到浇口的钢水铸流与空气接触，空气中的氧气含量占21％，氮气含量占78％，水份和其他占1％，部分氧与钢水中Fe，Al，Si，Ca，Mn等元素发生氧化反应，形成相应的氧化物，产生大量的烟气，并有部分氧化物进入钢中；部分氮气也会溶解于高温钢水中；水在高温条件下分解成氢和氧溶解于高温钢水中。

溶解在钢中的氧，随温度降低溶解度降低，在凝固结晶过程中，氧与钢中Al，Si，Ca，Mn等元素形成氧化物，这是钢中非金属夹杂的主要来源。氮在钢中形成非常弥散的氮化铝夹杂和较粗大的氮化钛及碳氮化钛。氢在钢液温度降低到结晶温度时，溶解度急剧降低，析出的氢在固态下扩散并聚集到非金属夹杂物等缺陷形成的孔洞、空隙处，当聚集的氢原子结合成氢分子后产生极大的压力，一旦超过钢的强度极限，将会产生内裂，形成白点。

钢中氧化物夹杂属脆性物质，当钢在外加变形力(轧制，锻造，冲压变形)的情况下，在非金属夹杂物处容易产生应力集中，从而产生裂纹；钢在压力加工过程中或零件热处理加热时，由于金属(基体)和夹杂物的热膨胀系数不同，在两者界面处产生镶嵌应力，形成初始裂纹疲劳源，夹杂物的增加将增大产生裂纹源的可能性。因此钢铁冶金生产过程中，常常采取全程钢液保护浇铸的措施来处理。

传统的模铸浇铸一般不保护，即使有保护装置，仅是一个简单的壳罩，此方法虽简单，但存在以下不足：

1、铸流不保护将使大包下水口到浇口之间200-300mm距离处产生钢液二次氧化，增加了钢中气体和夹杂物含量。

2、铸流不用保护气罩时，由于钢液流速很大，将使罩内产生负压，还增大了吸气量，加速了钢液的氧化。

3、铸流不保护浇铸时产生的氧化物烟气很多，并且产生的钢液飞溅，易烫伤人，工人劳动环境较差。

4、铸流不用保护气罩时，由于增加了钢液的氧化，将产生更多的氧化物烟气，工人劳动环境更差。

(三)发明内容：本实用新型的目的就是提供一种能有效地防止钢液浇铸过程中钢水二次氧化和吸气，降低钢中的气体含量和夹杂物含量，改善劳动环境的优特钢模铸保护浇铸装置。

本实用新型的优特钢模铸保护浇铸装置，包括一圆柱形罩体，罩体顶部设有与钢包出水口大小吻合的进口，其特征在于：在罩体内设有氩气分配通道，通道内装有进气管，通道上开有若干气体逸出孔；在罩体下缘包裹有耐火材料。

所述的氩气分配通道为一设置在罩体上部的环形通道。

所述耐火材料为陶瓷纤维砖。

由于钢液温度都在1450℃以上，采用不耐高温的金属作罩体，将易变形，不能多次重复使用，为防止装置的高温长时间变形，选择钢质材料制成罩体；

考虑到保护罩下缘与浇口之间的密封效果，采用保温不透气的陶瓷纤维砖软耐火材料，对铸流进行密封保护，既可以避免使浇口钵钵口压破或倾翻，造成钢水溢出损失，又可避免保护装置与钵口不在一个平面上，导致密封不好，达不到铸流保护效果的情况出现。

采用气体压力表控制阀门，氩气进入保护罩后通过分配通道在铸流周围分布均匀，且使罩内产生微正压，有利于防止外部氧气的进入。

本实用新型通过对裸露在空气中的铸流实施全氩气保护来隔绝空气，减少液态钢的二次吸气和氧化，达到降低钢中夹杂物含量和气体含量的目的，其中氧含量由10ppm降到5ppm，氢含量由1.5ppm降到1ppm以下，氮含量由80ppm降到45ppm，B细类夹杂物由2.0级降至1.0级；采用这种设备大大提高了钢的纯洁度，相应提高了钢的质量和使用寿命，对不同温度、不同钢种以及不同性能要求的钢材进行保护浇铸，改善了工人的作业环境。

使用时，只需将保护罩搬至指定位置，将本装置的顶部进口对正钢包出水口，将保护罩安装在水口下方，对好包后，开始浇注，调整好钢流大小至合适水平，再次指挥天车缓慢小幅下降钢包，使保护罩下缘陶瓷纤维砖与浇口钵周围纤维毯接触，开通保护氩气，即可实现钢流全保护浇注。

(四)附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图中，1-圆柱形罩体，2-进口，3-环形分配通道，4-进气管，5-压力表，6-气体逸出孔，7-耐火材料。

(五)具体实施方式：参见图1，本实用新型包括一圆柱形罩体1，罩体顶部设有与钢包出水口大小吻合的进口2，在罩体内设有氩气环形分配通道3，通道内装有进气管4；为控制气体压力，进气管上设有压力表5，在环形通道上开有若干气体逸出孔6；在罩体下缘包裹有陶瓷纤维砖耐火材料7。