一種連鑄大包的澆注保護裝置及控制方法
【專利摘要】一種連鑄大包的澆注保護裝置及控制方法，屬于連鑄大包澆注設(shè)備及方法【技術(shù)領(lǐng)域】，用于提高大包下水口的澆注密封保護效果。其技術(shù)方案是：在長水口與大包下水口的連接處的長水口內(nèi)腔面上部開有水平環(huán)形凹槽，水平環(huán)形凹槽與氬氣導(dǎo)入管相連接，氬氣導(dǎo)入管與氬氣供給管道相連接，在氬氣供給管道中安裝有自動調(diào)節(jié)閥及PID控制器。本發(fā)明依據(jù)密封部位對保護氬氣量需求的按定壓通過氬氣自動調(diào)節(jié)閥進行氬氣供給自動補償，并且在密封失效時能提供報警，以便采取補救措施。本發(fā)明實施方便、密封效果良好，能有效地對大包下水口與長水口連接處進行密封，阻隔空氣進入鋼水中，杜絕鋼水二次污染，保證鋼水的質(zhì)量，同時降低氬氣消耗，具有顯著的經(jīng)濟效益。
【專利說明】一種連鑄大包的澆注保護裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種連鑄大包的保護澆注保護裝置及控制方法，尤其是涉及一種長水口非敞口式定壓供給氬氣的保護裝置及使用這種保護裝置的澆注保護控制方法，屬于連鑄大包澆注設(shè)備及方法【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0002]在連鑄過程中，當(dāng)鋼水由鋼包經(jīng)長水口流入中間包時，由于鋼水流動在水口內(nèi)部產(chǎn)生負壓，水口外部的空氣有通過水口壁和水口連接處進入鋼液的趨勢。通過水口或水口連接處進入鋼液中的空氣會對鑄坯質(zhì)量和水口堵塞產(chǎn)生重要影響。首先，空氣中的氧與鋼中的合金元素反應(yīng)生成相應(yīng)的氧化物夾雜進入鋼中，同時氮氣也會溶解于鋼液，引起鋼水增氮；其次，合金元素氧化后形成的氧化物夾雜還會在水口的內(nèi)壁附著、堆積，進而使水口產(chǎn)生偏流和堵塞。因此，有效地控制吸入水口內(nèi)部的空氣量，減少鋼中合金元素的氧化和溶入鋼液中的氮含量，是防止水口堵塞和提高鑄坯質(zhì)量的重要手段。減少通過鋼包下水口和長水口上部連接處進入水口內(nèi)部鋼液中的空氣量，目前最有效的技術(shù)措施就是在其連接處加封密封墊以及在水口端部吹氬保護。絕大部分鋼鐵廠采用這兩種措施并行的方式，以最大限度地減少鋼水吸氣，即在長水口上口碗部使用密封墊的同時通過長水口上口外接的吹氬管吹入氬氣密封。
[0003]目前常規(guī)連鑄大包澆注保護裝置和方法是在大包下水口與長水口連接處加封密封墊，同時在長水口碗部增開狹縫外接吹氬管吹入定量氬氣形成彌散的氬氣團保護氛圍，以最大限度地減少鋼水與空氣接觸。在實際生產(chǎn)過程中，將密封墊放入長水口的上口后，操作者借助機械手將長水口套入大包下水口過程中因密封墊損壞、長水口內(nèi)腔截面不圓、碗口配合面沾鋼沾渣處理不凈等因素影響，常導(dǎo)致密封失效，而敞開式定量供給氬氣保護方式在密封部位輕微失效、吸入氣量不足以破壞氬氣團時保護有效，一旦密封部位破壞嚴重氬氣團不能足夠補償負壓時則保護失效，致鋼水二次污染。
[0004]實際澆鋼過程中密封部位人無法靠近、無法確認，此常規(guī)連鑄大包澆注保護裝置出現(xiàn)問題后操作者無法發(fā)現(xiàn)，因此談不上進一步采取補救措施，故特鋼連鑄生產(chǎn)急需對現(xiàn)行的大包澆注保護裝置和方法進行改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種連鑄大包的澆注保護裝置及控制方法，這種澆注保護裝置及控制方法在大包下水口與長水口連接處密封破壞時可以根據(jù)密封破壞的程度進行足夠流量的氬氣供給，以阻隔空氣，杜絕鋼水二次污染，保證鋼水的質(zhì)量。
[0006]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種連鑄大包的澆注保護裝置，它的大包下水口與長水口連接處為錐面配合，大包下水口與長水口連接處的錐面之間有密封墊，其改進之處是，在長水口與大包下水口的連接處的長水口內(nèi)腔面上部開有水平環(huán)形凹槽，水平環(huán)形凹槽與氬氣導(dǎo)入管相連接，氬氣導(dǎo)入管穿過長水口的管壁與氬氣供給管道相連接，在氬氣供給管道中安裝有自動調(diào)節(jié)閥及PID控制器。
[0007]上述連鑄大包的澆注保護裝置，所述的氬氣供給管道中安裝有流量計和壓力顯示及報警儀。
[0008]一種使用上述澆注保護裝置的控制方法，它采用以下步驟進行:
1.設(shè)定氬氣供給壓力值和氬氣供給報警值，氬氣供給壓力值為0.6Mpa，氬氣供給報警值為P≤0.55Mpa ；
2.借助機械手將長水口套進大包下水口后擺正、并借助機械手頂升力向上頂緊長水口，打開氬氣手動控制閥，將氬氣自動調(diào)壓閥轉(zhuǎn)至PID控制器自動控制模式，打開氬氣供給自動調(diào)壓閥組向長水口連接密封部位水平環(huán)形槽供氬氣，大包下水口開始通過長水口向中間包澆注鋼水；
3.壓力顯示及報警儀顯示值~0.6Mpa、流量計顯示值為“O”或近似“0”Nm3/h，大包保護澆注有效，氬氣無消耗，繼續(xù)澆注；
4.壓力顯示及報警儀顯示值~0.6Mpa、流量計顯示值在4~10Nm3/h，顯示密封墊有損壞，有氬氣補入，大包保護澆注有效，繼續(xù)澆注；
5.壓力顯示及報警儀顯示值<0.55Mpa、出現(xiàn)壓力報警，同時流量計顯示值滿量程時，顯示密封部位密封破壞嚴重，大包保護澆注失效，停止該爐鋼水澆注更換密封墊，或繼續(xù)澆注填寫工藝異?？ㄆ?，跟蹤該爐鋼后續(xù)質(zhì)量檢驗結(jié)果。 [0009]本發(fā)明的有益之處在于:
本發(fā)明依據(jù)密封部位對保護氬氣量需求的多寡按定壓，氬氣供給壓力設(shè)定值為0.6Mpa，設(shè)定報警值為P<0.55Mpa，通過氬氣自動調(diào)節(jié)閥進行氬氣供給自動補償，在密封破壞出現(xiàn)極端情況不能維持設(shè)定壓力時，則報警提醒操作者保護澆注失效，按工藝制度規(guī)定采取補救措施；本發(fā)明的氬氣供給為非敞口式定壓供給工作模式，故噸鋼氬氣消耗較現(xiàn)常規(guī)方式氬氣需求量低，能有效降低氬氣消耗。
[0010]本發(fā)明原理簡單、密封保護效果良好，能有效地對大包下水口與長水口連接處進行密封，以阻隔空氣進入鋼水中，杜絕鋼水二次污染，保證鋼水的質(zhì)量，同時能減少氬氣的消耗，降低生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的連鑄大包的澆注保護裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中標(biāo)記如下:大包下水口 1、長水口 2、密封墊3、水平環(huán)形凹槽4、氬氣導(dǎo)入管5、氬氣供給管道6。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明的保護澆注理念與現(xiàn)常規(guī)保護澆注理念截然不同。
[0014]現(xiàn)有的常規(guī)保護澆注理念不論密封是否有效，均定量的在密封連接處的外部空間供給氬氣形成氬氣團保護氛圍，這在密封輕微損壞條件下可有效，一旦密封破壞致定量氬氣不能滿足吸入氣量需求時，則吸入空氣補充，且現(xiàn)場操作者不能發(fā)現(xiàn)，造成鋼水實質(zhì)性二次污染。[0015]本發(fā)明保護澆注理念是依據(jù)密封連接處對氣量需求的多寡按定壓(設(shè)定值0.6Mpa)通過PID控制器對自動調(diào)節(jié)閥進行氬氣供給自動補償，屬定壓不定量供給，在密封破壞出現(xiàn)極端情況不能維持設(shè)定壓力值時，則報警提醒操作者保護澆注失效，按工藝制度規(guī)定采取補救措施。
[0016]圖中顯示，本發(fā)明的連鑄大包的澆注保護裝置的結(jié)構(gòu)是:
大包下水口 I與長水口 2連接處為錐面配合，大包下水口 I與長水口 2連接處的錐面之間有密封墊3，在長水口 2與大包下水口 I的連接處的長水口 2內(nèi)腔面上部開有水平環(huán)形凹槽4，水平環(huán)形凹槽4與氬氣導(dǎo)入管5相連接，氬氣導(dǎo)入管5穿過長水口 2的管壁與氬氣供給管道6相連接。
[0017]在氬氣供給管道6中安裝有自動調(diào)節(jié)閥、PID控制器、流量計和壓力顯示及報警儀。
[0018]本發(fā)明的使用上述澆注保護裝置的方法如下:
將長水口 2裝入機械手托架，借助扳手將氬氣供給管道6前端的金屬軟管通過螺紋連接在長水口 2的氬氣導(dǎo)入管5接頭上，將密封墊3放入長水口 2上端部內(nèi)腔內(nèi)；
大包到位后，操作者借助機械手將長水口 2套進大包下水口 I后擺正、并借助機械手頂升力向上頂緊長水口 2，打開氬氣手動控制閥，將氬氣自動調(diào)壓閥轉(zhuǎn)至PID控制器自動控制模式，大包下水口 I開始通過長水口 2向中間包澆注鋼水；
大包澆注結(jié)束后，操作者借助機械手向下脫開長水口 2后關(guān)閉氬氣閥，人工清理長水口 2內(nèi)腔密封部位殘渣后裝入密封墊3，如此反復(fù)，進入下一個工作周期。
[0019]在上述保護澆注過程中，采取如下控制方法:
A.設(shè)定氬氣供給壓力值和氬氣供給報警值，氬氣供給壓力值為0.6Mpa，氬氣供給報警值為P≤0.55Mpa。
[0020]B.壓力顯示及報警儀顯示值~0.6Mpa、流量計顯示值為“O”或近似“0”Nm3/h，說明密封墊3未損壞即密封完好，說明大包保護澆注有效，氬氣無消耗，繼續(xù)澆注。
[0021]C.壓力顯示及報警儀顯示值~0.6Mpa、流量計顯示值在4~10Nm3/h,說明密封墊3局部出現(xiàn)裂縫或密封部位存在其它缺陷等失效情況，此時有氬氣補入，補入量依據(jù)設(shè)定值
0.6Mpa通過壓力自動調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)，氬氣實際補入量取決于該密封部位維持0.6Mpa壓力條件下鋼水腔負壓產(chǎn)生的抽吸力所需求的氣量，此時大包保護澆注有效，繼續(xù)澆注。
[0022]D.壓力顯示及報警儀顯示值< 0.55Mpa、出現(xiàn)壓力報警，同時流量計顯示值滿量程時，說明密封部位密封破壞嚴重、氬氣供給補償量不能滿足需求已吸入外部空氣，此種情況可以按工藝制度規(guī)定停止該爐鋼水澆注更換密封墊3，也可以繼續(xù)澆注填寫工藝異常卡片，跟蹤該爐鋼后續(xù)質(zhì)量檢驗結(jié)果后進行處理。
【權(quán)利要求】
1.一種連鑄大包的澆注保護裝置，它的大包下水口(I)與長水口(2)連接處為錐面配合，大包下水口(I)與長水口(2)連接處的錐面之間有密封墊(3)，其特征在于:在長水口(2)與大包下水口(I)的連接處的長水口(2)內(nèi)腔面上部開有水平環(huán)形凹槽(4)，水平環(huán)形凹槽(4)與氬氣導(dǎo)入管(5)相連接，氬氣導(dǎo)入管(5)穿過長水口(2)的管壁與氬氣供給管道(6)相連接，在氬氣供給管道(6)中安裝有自動調(diào)節(jié)閥及PID控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄大包的澆注保護裝置，其特征在于:所述的氬氣供給管道(6)中安裝有流量計和壓力顯示表及報警儀。
3.—種連鑄大包的澆注保護控制方法，其特征在于:它使用權(quán)利要求1或2所述的連鑄大包澆注保護裝置，采用以下步驟進行: A.設(shè)定氬氣供給壓力值和氬氣供給報警值，氬氣供給壓力值為0.6Mpa，氬氣供給報警值為P≤0.55Mpa ； B.借助機械手將長水口套進大包下水口后擺正、并借助機械手頂升力向上頂緊長水口，打開氬氣手動控制閥，將氬氣自動調(diào)壓閥轉(zhuǎn)至PID控制器自動控制模式，打開氬氣供給自動調(diào)壓閥組向長水口連接密封部位水平環(huán)形槽供氬氣，大包下水口開始通過長水口向中間包澆注鋼水； C.壓力顯示及報警儀顯示值~0.6Mpa、流量計顯示值為“O”或近似“0”Nm3/h，大包保護澆注有效，氬氣無消耗，繼續(xù)澆注； D.壓力顯示及報警儀顯示值~0.6Mpa、流量計顯示值在4~10Nm3/h，顯示密封墊有損壞，有氬氣補入，大包保護澆注有效，繼續(xù)澆注； E.壓力顯示及報警儀顯示值<0.55Mpa、出現(xiàn)壓力報警，同時流量計顯示值滿量程時，顯示密封部位密封破壞嚴 重，大包保護澆注失效，停止該爐鋼水澆注更換密封墊，或繼續(xù)澆注填寫工藝異?？ㄆ櫾摖t鋼后續(xù)質(zhì)量檢驗結(jié)果。
【文檔編號】B22D11/18GK103817303SQ201310640620
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】董大西, 李國棟, 高晗, 高惠民, 李榮祥, 陳良勇, 范建通, 郝增林 申請人:石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司, 河北鋼鐵集團有限公司