本發(fā)明涉及冶金連鑄領(lǐng)域，尤其涉及一種球形密封壓力平衡式鋼包長水口。

背景技術(shù)：

1、鋼包長水口是連接鋼包和中間包之間鋼液的關(guān)鍵耐材通道，主要防止鋼水在澆鑄過程中與空氣接觸導(dǎo)致的二次氧化，導(dǎo)致鋼中氧、氮含量增加，酸溶鋁含量下降影響鋼水純凈度。長水口下部出鋼口插入中包鋼液，上部則與鋼包下水口緊密配合形成密封。為了保證密封效果，目前使用的鋼包下水口和大包套管普遍采用錐面密封，且錐度較小(～20°)，對(duì)裝配對(duì)中度要求較高，稍有傾斜即有面密封變?yōu)榫€密封，密封性能較差(cn104607627a、cn204818038u)。同時(shí)，由于長水口內(nèi)部鋼流流速較大，導(dǎo)致管內(nèi)負(fù)壓較大，使用過程中不可避免的會(huì)從鋼包下水口、長水口和密封墊圈的間隙吸入空氣導(dǎo)致二次氧化。針對(duì)此現(xiàn)象，常用的做法是在鋼包下水口、長水口接口處充滿保護(hù)性氬氣，盡量避免空氣吸入。其中，比較理想的是罩式法，即在鋼包下部用一個(gè)充滿氬氣的箱體或罩子將鋼包下水口、長水口接口密封好，這種方式安裝較為復(fù)雜，澆鑄出現(xiàn)異常不易處理(cn215615054u)。目前主流的方法是通過在鋼包下水口、長水口接口處布置一圈環(huán)形氬氣裝置，吹入氬氣形成一圈氬氣氣幕保護(hù)，但該開放性環(huán)境極易受現(xiàn)場(chǎng)工況影響，導(dǎo)致氬氣氣幕不夠完整，且當(dāng)密封條件較差是，外部氬氣流與空氣產(chǎn)生的對(duì)流還會(huì)增加空氣卷吸導(dǎo)致鋼水二次氧化的風(fēng)險(xiǎn)(cn207372277u)。針對(duì)這一問題，有技術(shù)人員提出在水口內(nèi)設(shè)置一層氬氣通道，并通過內(nèi)壁孔道通入水口內(nèi)腔，起到氬氣保護(hù)的作用，但是該結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度較高、使用安全風(fēng)險(xiǎn)較大，且氬氣流量不易控制，很容易導(dǎo)致氬氣隨鋼流進(jìn)入中間包導(dǎo)致中包液面波動(dòng)、卷渣(cn215657825u)。

2、因此，需要針對(duì)性開發(fā)新型的鋼包長水口結(jié)構(gòu)，克服上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，本發(fā)明提供一種球形密封壓力平衡式鋼包長水口，改進(jìn)鋼包長水口和鋼包下水口配合密封方式，提高對(duì)安裝對(duì)中度的容忍性，提高密封效果、降低操作復(fù)雜性；同時(shí)平衡長水口內(nèi)部壓力，降低由于長水口內(nèi)部負(fù)壓導(dǎo)致外部空氣卷吸的風(fēng)險(xiǎn)。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明的一種球形密封壓力平衡式鋼包長水口，其特征在于：包括鋼包下水口與鋼包長水口，鋼包下水口、鋼包長水口與密封墊圈通過壓緊進(jìn)行密封，鋼包長水口的球形密封段下部本體設(shè)有若干個(gè)氬氣平衡通道，氬氣平衡通道連通外部氬氣密封腔體與水口內(nèi)部腔體，在使用時(shí)平衡由于鋼水流通導(dǎo)致的內(nèi)腔負(fù)壓。

3、其中，所述的鋼包下水口在下部錐形段與中部直行段之間設(shè)置一球形密封段，鋼包長水口內(nèi)壁設(shè)置一球形密封段。

4、其中，所述的鋼包下水口與鋼包長水口的球形密封段的球面尺寸一致，組合使用時(shí)鋼包下水口與鋼包長水口通過球面實(shí)現(xiàn)緊密密封。

5、其中，所述的鋼包下水口與鋼包長水口的球形密封段的球形密封面的寬度為10mm-40mm，弧度為10°-30°。

6、其中，所述的密封墊圈為一體成型耐火密封材料制成，形狀尺寸與鋼包長水口上部接口內(nèi)壁形狀一致。

7、其中，所述的氬氣平衡通道的直徑為1mm-5mm，數(shù)量為2-10。

8、其中，所述的氬氣平衡通道的平衡氬氣壓力為0.1mpa-0.5mpa，流量為50nl/min-200nl/min。

9、其中，所述的鋼包長水口側(cè)部設(shè)有氬氣接口。

10、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明改進(jìn)鋼包長水口和鋼包下水口配合密封方式，提高對(duì)安裝對(duì)中度的容忍性，提高密封效果、降低操作復(fù)雜性；同時(shí)平衡長水口內(nèi)部壓力，降低由于長水口內(nèi)部負(fù)壓導(dǎo)致外部空氣卷吸的風(fēng)險(xiǎn)。

11、本發(fā)明相比于傳統(tǒng)錐面密封效果更好，對(duì)操作過程對(duì)中度要求較低，能夠容忍一定程度傾斜；同時(shí)通過氬氣平衡通道實(shí)現(xiàn)外部氬氣密封腔體和水口內(nèi)部腔體壓力平衡，避免內(nèi)腔負(fù)壓導(dǎo)致空氣倒吸進(jìn)入，有效減少鋼水的二次氧化。

技術(shù)特征：

1.一種球形密封壓力平衡式鋼包長水口，其特征在于：包括鋼包下水口(1)與鋼包長水口(2)，鋼包下水口(1)、鋼包長水口(2)與密封墊圈(3)通過壓緊進(jìn)行密封，鋼包長水口(2)的球形密封段下部本體設(shè)有若干個(gè)氬氣平衡通道(5)，氬氣平衡通道(5)連通外部氬氣密封腔體與水口內(nèi)部腔體，在使用時(shí)平衡由于鋼水流通導(dǎo)致的內(nèi)腔負(fù)壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形密封壓力平衡式鋼包長水口，其特征在于：所述的鋼包下水口(1)在下部錐形段與中部直行段之間設(shè)置一球形密封段，鋼包長水口(2)內(nèi)壁設(shè)置一球形密封段。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球形密封壓力平衡式鋼包長水口，其特征在于：所述的鋼包下水口(1)與鋼包長水口(2)的球形密封段的球面尺寸一致，組合使用時(shí)鋼包下水口(1)與鋼包長水口(2)通過球面實(shí)現(xiàn)緊密密封。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球形密封壓力平衡式鋼包長水口，其特征在于：所述的鋼包下水口(1)與鋼包長水口(2)的球形密封段的球形密封面的寬度為10mm-40mm，弧度為10°-30°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形密封壓力平衡式鋼包長水口，其特征在于：所述的密封墊圈(3)為一體成型耐火密封材料制成，形狀尺寸與鋼包長水口(2)上部接口內(nèi)壁形狀一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形密封壓力平衡式鋼包長水口，其特征在于：所述的氬氣平衡通道(5)的直徑為1mm-5mm，數(shù)量為2-10。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的球形密封壓力平衡式鋼包長水口，其特征在于：所述的氬氣平衡通道(5)的平衡氬氣壓力為0.1mpa-0.5mpa，流量為50nl/min-200nl/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形密封壓力平衡式鋼包長水口，其特征在于：所述的鋼包長水口(2)側(cè)部設(shè)有氬氣接口(4)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種球形密封壓力平衡式鋼包長水口，包括鋼包下水口與鋼包長水口，鋼包下水口、鋼包長水口與密封墊圈通過壓緊進(jìn)行密封，鋼包長水口的球形密封段下部本體設(shè)有若干個(gè)氬氣平衡通道，氬氣平衡通道連通外部氬氣密封腔體與水口內(nèi)部腔體，在使用時(shí)平衡由于鋼水流通導(dǎo)致的內(nèi)腔負(fù)壓。本發(fā)明改進(jìn)鋼包長水口和鋼包下水口配合密封方式，提高對(duì)安裝對(duì)中度的容忍性，提高密封效果、降低操作復(fù)雜性；同時(shí)平衡長水口內(nèi)部壓力，降低由于長水口內(nèi)部負(fù)壓導(dǎo)致外部空氣卷吸的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉耕夫,李權(quán)輝,陶鑣,于湛,劉桂麗,黃華,李天學(xué),陳鵬濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京鋼鐵股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9