[发明专利]一种洁净钢用吹氩长水口

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于洁净钢生产的吹氩长水口，属于炼钢连铸设备技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，对钢的性能要求日益提高，如何有效防止和最大限度地去除夹杂物，提高钢的洁净度是目前研究工作和工业生产的主题。因此，长期以来人们在不断地改进夹杂物去除技术，探索新的夹杂物去除方法。

钢中的夹杂物大部分是通过浮力自然上浮去除，但是仅靠自然上浮效率很低，无法满足生产要求，因此需要采用专门的手段来强化夹杂物的去除。目前主要技术手段有：气体搅拌，电磁净化，过滤等。

其中，气体搅拌是最简单有效的方法，通常采用在钢包或中间包底吹氩气的方法，通过射流进入、气泡形成、气泡分散和上浮等过程，以及由此引起的钢水循环流动、界面传质和反应、渣金界面卷混、夹杂物排除等一系列冶金物理化学过程。

通过气泡捕获夹杂物颗粒的理论分析可知，钢中夹杂物被气泡俘获去除的效率决定于吹入钢液中气泡数量和气泡尺寸。作为底吹氩工艺的供气元件，吹氩用透气砖平均孔径一般为2-4mm，在常用的吹氩流量范围产生的气泡直径为10-20mm。而有效去除夹杂物的最佳气泡直径为2-15mm，并且气泡在钢液中上浮过程会迅速膨胀。因此，底吹氩产生的气泡捕获小颗粒夹杂物概率很小，对细小夹杂物去除效果不理想。因此，需要在中间包内产生数量更多，尺寸更小的气泡，以提高夹杂物被俘获的概率。

将氩气引入到足够湍流强度的钢液中，依靠湍流波动速度梯度产生的剪切力将气泡击碎，可将大气泡击碎成小气泡。从钢液精炼到连铸整个流程中，只有钢包与中间包之间的长水口才具有如此高的湍流强度，从长水口处引入气体是比较理想的位置。

而目前钢包长水口主要是把从钢包到中间包的钢液与空气隔开，在浇注过程中防止二次氧化所产生的新的夹杂。如中国实用新型专利200520105644.3用于连铸保护浇钢用钢包长水口，主要是通过在长水口内壁设置透气密封环、外壁设置吹气管，吹气管通过长水口本体上端及外环面与钢壳之间形成的气缝到达透气密封环；通过吹起管向密封钢壳内吹入气体时，内部气体通过透气密封圈的耐火纤维吹出到达长水口内部，使水口内部形成正压，防止浇铸钢水过程吸入空气，造成钢水二次氧化。该技术主要的目的是通过密封垫圈和Ar气密封来防止空气渗入而造成钢水二次氧化，氩气通过密封圈渗透进入水口内部，起到密封作用，虽然也可以防止钢液二次氧化而提高洁净度，但并不是通过气泡捕获夹杂物颗粒来提高洁净度。 

中国实用新型专利201120051787.6一种洁净钢水用钢包长水口，主要是在长水口本体的渣线上方设置吹气导管，通过吹气导管往钢液中吹入氩气，进而提高钢液洁净度。但其只有一个吹气导管，且直径仅5-10mm，吹气量偏小，气泡数量少，也不能保证分布均匀，夹杂物去除效果难以保证。同时吹气导管位于长水口本体的渣线上方，吹气位置距离中间包液面近，吹入的气体没有充分的时间被钢液的速度冲击而破碎成细小的气泡，因此细小夹杂物去除难以达到理想效果。

因此，有必要开发设计新型长水口，提升长水口的净化作用，促进夹杂物的去除，进一步提高铸坯清洁度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种洁净钢用吹氩长水口，能更有效去除钢中夹杂物, 进一步提高铸坯清洁度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种洁净钢用吹氩长水口，设置在钢包和中间包的连接处，水口本体的上端为台阶状漏斗、下端为圆柱体；水口外壁上设置吹氩导管；其特征在于：氩气接入点位于长水口的漏斗部或圆柱部内外侧壁之间水平设置的吹气孔处，长水口的吹气孔直接连接吹氩导管，氩气通过吹氩导管经长水口的吹气孔直接吹入钢液。

按上述技术方案，从长水口的圆柱部外侧壁往内水平设置长水口的吹气孔，长水口的吹气孔直接连接吹氩导管；长水口的吹气孔水平往内与一个环形气室连通；环形气室往内的径向延伸方向，水口内侧壁上还开设有多个连通水口内部与环形气室的透气孔；氩气通过吹氩导管经长水口的吹气孔、气室、透气孔直接吹入钢液。

按上述技术方案，所述透气孔沿水口轴向方向设置多排，每排沿水口圆周方向均匀间隔设置多个透气孔。

按上述技术方案，环形气室轴向长度不超过长水口本体的二分之一。

按上述技术方案，每排沿水口圆周方向设置至少4个透气孔。