本技术涉及炼钢模具，尤其涉及一种下注钢锭的浇注保护气密装置。
背景技术：
1、现阶段大型铸锻件产品需要使用钢锭经过一系列锻造、热处理、机械加工等工序生产，钢锭质量的好坏直接影响最终产品的质量。不论是真空上注还是大气下注钢锭均由钢水经过精炼和浇注而成。通过钢水的精炼过程可以把钢水中的杂质和气体含量降低，但随着铸锻件产品吨位的大型化，浇注时间逐渐增加，浇注过程中对钢水注流的保护不佳会使钢液产生二次氧化和吸气现象，最终导致钢锭中夹杂物增多；由于钢液与空气接触时间长，易导致钢液中氢气含量增高，后续引起探伤不合。随着铸锻件探伤标准的日趋严苛，钢锭的纯净度成为了突出问题。随着技术的进步，精炼过程已经不是钢水质量的限制性环节，反而浇注过程中因为钢液二次氧化导致夹杂物增多及增氢成为了亟待解决的问题。
2、目前，对于下注钢锭的浇注口主要采用卷成筒形的薄铁皮将浇注口罩住并通入氩气进行保护，但由于筒形铁皮的上下口为敞开状态，与浇注口和中注管并不是全密封，气密保护效果不佳，注流时仍然存在吸氧、增氢等问题。因此，提供一种对大气下注钢锭全程全密封的气密装置具有重要意义。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本实用新型实施例旨在提供一种下注钢锭的浇注保护气密装置，用以解决现有大气下注钢锭浇注中由于钢液与空气接触导致钢液二次氧化、夹杂物增多、吸氧增氢的问题。
2、本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
3、本实用新型提供一种下注钢锭的浇注保护气密装置，气密装置安装在浇注水口与浇注用的中注管之间，气密装置包括上盖、壳体、氩气接口、中注管托板；上盖、壳体、中注管托板与浇注水口、中注管同轴布置；上盖中间设置中心孔，浇注水口伸进中心孔中并通过自重压到中心孔的侧壁上；壳体为筒形结构，包括筒壁以及位于筒壁上开口的内凸缘即上法兰和位于筒壁下开口的外凸缘即下法兰，上法兰将上盖限位在上法兰的内孔中，下法兰设置于中注管托板的上表面，筒壁上设置有氩气接口；中注管托板环绕中注管进行设置。
4、可选的，壳体的下法兰与中注管托板之间包括石棉密封垫。
5、可选的，浇注水口为漏斗形且竖截面为倒梯形，最大直径为d1，最小直径为d2，浇注水口侧壁的倾斜角为α；中心孔为圆形且直径为d3，中心孔侧壁的倾斜角为β；满足，d2<d3<d1，α＝β。
6、可选的，上法兰的内孔为阶梯孔，阶梯孔的形状随上盖的形状而定。
7、可选的，上盖与阶梯孔均为圆形，满足：d5<d6<d4；d4为第一阶梯部分的内径，d5为第二阶梯部分的内径，d6为上盖的外径。
8、可选的，中注管位于中注管托板以上的高度为h1，壳体的内部高度为h2，满足h2＞h1。
9、可选的，中注管与壳体均为圆柱体筒，中注管的外径为d7，壳体的内径为d8，满足d8＞d7。
10、可选的，氩气接口正对中注管设置。
11、可选的，壳体的下法兰和中注管托板的外缘均为圆形，中注管托板的外圆周均匀分布n个挡块。
12、可选的，壳体为铸铁材质。
13、与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
14、(1)本实用新型提供的下注钢锭的浇注保护气密装置，主要包括上盖、壳体、中注管托板、氩气接口；上盖与壳体之间、壳体与中注管托板之间、以及上盖与浇注水口之间均采用自重密封形式，密封方式简单可靠，通过氩气接口向所述气密装置的内腔中通入氩气进行保护，可以在大气下注的时候隔绝钢液与空气接触，更好地保护钢液，显著降低注流时钢液二次氧化、夹杂物增多、吸氧增氢等现象，进而提高了钢锭的纯净度。
15、(2)本实用新型提供的下注钢锭的浇注保护气密装置，上盖与壳体之间、壳体与中注管托板之间、以及上盖与浇注水口之间均采用自重密封形式，安装操作简单可靠，结构简易，易于清理维护，便于制造，实用性强，且提高了生产效率；而且，在出现浇注水口结瘤或浇注事故时，可实现浇注水口、上盖、壳体的迅速脱离，便于事故快速处理。
16、(3)本实用新型提供的下注钢锭的浇注保护气密装置，壳体与中注管托板之间还包括石棉密封垫，壳体利用自重压严石棉密封垫，从而实现整个气密装置的下部全密封，此密封方式简单可靠，同时便于气密装置的拆卸和更换；采用本实用新型提供的气密装置可以很好的保证浇注时的气密性，即使长时间的浇注，注流也不会吸氧、增氢，大大减少了钢液浇注过程中的二次氧化问题。据后续探伤结果显示，相比传统保护效果不佳的浇注方式，本实用新型提供的气密装置可减少95％以上的二次氧化现象，极大程度上提高了钢锭冶金质量。
17、(4)本实用新型提供的下注钢锭的浇注保护气密装置，中注管托板的外缘均匀分布若干个挡块，可实现壳体与中注管托板的快速对中和定位，操作简单，利于工业化生产和推广。
18、(5)本实用新型提供的下注钢锭的浇注保护气密装置，壳体为筒形结构，上下开口分别设置上法兰和下法兰，可以有效提高壳体的强度和刚度，在高温下和冷却后均不容易变形，重复利用性好；同时，下法兰为壳体的下开口提供了外凸缘，相比于传统的直筒，壳体与中注管托板的接触面积更大，能够更好地实现密封效果。
19、(6)本实用新型提供的下注钢锭的浇注保护气密装置，其主体结构即壳体采用铸铁材质，相对于常规钢板材料，铸铁材质具有高温(例如：1500℃)烘烤不易变形的特点，因为铸铁比钢板具有更好的韧性和抗热冲击性，能够经受住反复热冲击变化，例如，从室温到注入钢液的巨大温差带来的热冲击；同时，铸铁材质可多次循环使用，降低生产成本，较低的生产成本符合节能降耗的大趋势。
20、(7)本实用新型提供的下注钢锭的浇注保护气密装置，壳体的上口采用上盖结构，通过壳体上口设置的阶梯孔与上盖的直径差进行配合，上盖的安装和拆卸均简单易操作，有利于浇注结束后方便取下上盖，进行内腔清理；对于出现浇注水口结瘤或浇注事故时，上盖与壳体可快速脱离，便于观察浇注口的情况和事故的快速处理。
21、(8)本实用新型提供的下注钢锭的浇注保护气密装置，氩气接口的出气端正对中注管本体，氩气进入壳体与中注管之间的内部气腔，氩气会直吹到中注管的外壁上，进而迅速扩散到整个内部气腔，不会吹散、吹歪钢液，相比于采用上下开口的筒形薄铁皮(其表面布置很多小孔以通入惰性气体，其中相当一部分小孔会正对钢流)，本实用新型中氩气接口的设计配合整个气密装置的良好气密性，在有效隔绝钢液与空气接触的同时，有利于保持钢流的稳定性。
22、本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
1.一种下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述气密装置(100)安装在浇注水口(200)与浇注用的中注管(300)之间，所述气密装置(100)包括上盖(1)、壳体(2)、氩气接口(3)、中注管托板(4)；上盖(1)、壳体(2)、中注管托板(4)与浇注水口(200)、中注管(300)同轴布置；上盖(1)中间设置中心孔(11)，浇注水口(200)伸进中心孔(11)中并通过自重压到中心孔(11)的侧壁上；壳体(2)为筒形结构，包括筒壁(22)以及位于筒壁(22)上开口的内凸缘即上法兰(21)和位于筒壁(22)下开口的外凸缘即下法兰(23)，上法兰(21)将上盖(1)限位在上法兰(21)的内孔中，下法兰(23)设置于中注管托板(4)的上表面，筒壁(22)上设置有氩气接口(3)；中注管托板(4)环绕中注管(300)进行设置。
2.根据权利要求1所述的下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述壳体(2)的下法兰(23)与中注管托板(4)之间包括石棉密封垫(5)。
3.根据权利要求1所述的下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述浇注水口(200)为漏斗形且竖截面为倒梯形，最大直径为d1，最小直径为d2，浇注水口(200)侧壁的倾斜角为α；所述中心孔(11)为圆形且直径为d3，中心孔(11)侧壁的倾斜角为β；满足，d2<d3<d1，α＝β。
4.根据权利要求1所述的下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述上法兰(21)的内孔为阶梯孔(24)，所述阶梯孔(24)的形状随上盖(1)的形状而定。
5.根据权利要求4所述的下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述上盖(1)与阶梯孔(24)均为圆形，满足：d5<d6<d4；d4为第一阶梯部分的内径，d5为第二阶梯部分的内径，d6为上盖(1)的外径。
6.根据权利要求1所述的下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述中注管(300)位于中注管托板(4)以上的高度为h1，壳体(2)的内部高度为h2，满足h2＞h1。
7.根据权利要求1所述的下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述中注管(300)与壳体(2)均为圆柱体筒，中注管(300)的外径为d7，壳体(2)的内径为d8，满足d8＞d7。
8.根据权利要求1所述的下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述氩气接口(3)正对中注管(300)设置。
9.根据权利要求1所述的下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述壳体(2)的下法兰(23)和中注管托板(4)的外缘均为圆形，中注管托板(4)的外圆周均匀分布n个挡块。
10.根据权利要求1所述的下注钢锭的浇注保护气密装置，其特征在于，所述壳体(2)为铸铁材质。
