CN101351566A - 具有双真空容器的脱气装置 - Google Patents

Abstract

一种脱气装置，具有用于通过钢水回流从钢水中去除杂质气体由此使钢水成分均匀化的双真空容器。该装置包括固定设置在与底板相距预定间隔处的第一和第二真空容器的双真空容器，该底板水平设置在与底部相距预定的高度上；第一和第二钢包车，设置为分别在第一和第二轨道上运行，以便在位于第一和第二真空容器正下方的处理位置和流出精炼后的钢水的出钢位置之间进行互换，第一和第二钢包车每个均装载有第一和第二钢包中相应的一个；以及第一和第二举升缸，各用于抬升和降低处理位置上的第一和第二钢包的每一个，以便使第一和第二真空容器每个的底端浸入到第一和第二钢包的每一个的钢水中。该装置能消除使连续真空脱气精炼工艺暂停的限制性因素，并因此延长真空容器的寿命并节约制造成本。

Description

具有双真空容器的脱气装置

技术领域

本发明涉及具有双真空容器的脱气装置，特别地，该装置能消除使连续真空脱气精炼工艺暂停的限制因素，并因此延长真空容器的寿命并节约制造成本。

背景技术

通常，冶炼是指在鼓风炉中将铁矿石还原成生铁的过程，而炼钢是指将从鼓风炉的出铁口中流出的熔融生铁运送到转炉中以精炼熔融生铁(并从中去除杂质)从而制造钢水。

这种炼钢过程被分成将生铁转化成钢水的第一过程和通过控制温度和组分来精炼钢水的第二过程。

图1示出了一般的炼钢和连续浇注工艺的流程。如图1所示，通过在鼓风炉中熔融铁矿石而得到的生铁在制铁工艺中进行脱硫和脱磷处理，并且被运送到用于转炉工艺的转炉10中。在转炉工艺中，通过氧气喷枪12将纯氧吹入生铁中，以将碳含量减小到约0.04％的重量百分比，由此制造出去除了碳的钢水。

在低温下钢水从转炉的出铁口中流出到钢包炉20中，借此通过减小P含量而控制其组分，然后再次对其进行加热。

或者，通过使用钢水加热器30，如通气管式化学加热(CHIS)设备和CAS-OP设备，以改进的效率对钢水进行加热从而精确控制其组分。这是一种新颖的二次精炼机，该设备使用了通气管31或封装的容器以对外部空气进行密封，以便引起铝和氧气之间的化学反应，由此提高了钢水的温度。

此外，出于精炼的目的，可以将钢水传送到Rurhstahl AG & Heraus吹氧(RH-OB)设备40中，这是一种用于制造高纯度钢的真空脱气精炼机。RH-OB设备40是另一种二次精炼机，用于通过钢水在真空容器41中的回流从钢水中提取诸如CO、氮气和氢气的气体，控制温度以便能实现连续的浇注，并使钢水的组分均匀化。

在已经通过上述的转炉和二次精炼工艺进行精炼之后，将钢水输送到连续浇注设备50，该设备通过转盘51和铸模52的连续浇注由钢水制作成钢板。

图2是示出了安装在通用真空脱气精炼机中的真空容器41的侧视图。参考图2，真空容器41包括顶盖41a、上部真空容器41b、下部真空容器41c和通气管41d。

图3(a)和(b)示出了使用具有这种结构的两个真空容器1和2的真空脱气精炼机的布局图，其中图3(a)被称为日本式，图3(b)被称为欧洲式。

处理位置指的是将真空容器1和2沿着钢包车6的运动线路设置，在钢包车6上装载了装有钢水的钢包5，修复位置指的是将真空容器1和2沿着修复车7和8的运动线路设置，用于下部真空容器和通气管的移位或修复。

即，根据如图3(a)和(b)所示的真空脱气精炼机中进行的常规工艺，钢包车6被驱动到处理位置以使其位于第二真空容器2的正下方，将钢包5抬升到这样一个水平，即使得第二真空容器2的底部浸入到钢包5的钢水中，然后从钢水中去除杂质。

在完成了钢水脱气之后，将钢包5从抬升的位置降低并坐在钢包车6上，然后将钢包车6驱动到出钢位置以便流出精炼后的钢水。

在如上所述的真空脱气精炼过程中，在如图3(a)所示的日本式的情况下，将第一真空容器1的下部真空容器和通气管移出并移入修复点9a，并在待机位置上修复固定到真空容器车3和4上的上部真空容器。

在如图3(b)所示的欧洲式的情况下，通过在待机位置上的通气管置换车3a和4a将通气管用于新的通气管置换。借助单独的液压装置将下部真空容器分离/附着，并且通过修复吊架9将修复后的通气管和下部真空容器移入并移出修复点。

在处理位置中置换通气管或下部真空容器，或者在通过使用喷补机或热焰喷补机修复通气管的同时修复真空容器的过程中，必须停止脱气精炼。

因此，在以新的通气管或下部真空容器置换旧的时或者在修复通气管时，必须花费很长的时间。然而，这是导致具有平均为20至28的有限工作次数的真空脱气精炼机工作时间缩短、使生产率降低、并使制造成本升高的主要因素。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，因此本发明的一个方面在于提供一种具有双真空容器的脱气装置，具体地，该装置能消除使连续真空脱气精炼工艺暂停的限制性因素，并因此延长真空容器的寿命并节约制造成本。

技术方案

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种真空排气装置，用于通过钢水回流从钢水中去除杂质气体，由此使钢水成分均匀化。该装置包括固定设置在与底板相距预定间隔处的第一和第二真空容器的双真空容器，该底板水平设置在距底部有预定高度处；第一和第二钢包车设置为分别在第一和第二轨道上运行，以便在位于第一和第二真空容器正下方的处理位置和流出精炼后的钢水的出钢位置之间进行互换，第一和第二钢包车每个均装载有第一和第二钢包中相应的一个；第一和第二举升缸，各用于抬升和降低处理位置上的每个第一和第二钢包，以便使第一和第二真空容器每个的底端浸入到每个第一和第二钢包的钢水中。

优选地，第一和第二真空容器设置为与分别与第一和第二气体冷却器连通，并且该设备还包括：真空管道，从真空设备中延伸并设置在分别从第一和第二气体冷却器延伸的第一和第二排气管道之间，以及切换管道，配置为在第一排气管道和真空管道之间以及在第二排气管道和真空管道之间进行互换。

更优选地，该切换管道包括借助于链部件连接到管道车的倒转U型管道部件，该管道车设置为在水平轨道上互换。

优选地，第一和第二真空容器设置为借助第一和第二排放管道与铁合金源连通，并且该装置还包括设置在彼此相交的排放管道的交叉点处的分配机，该分配机配置用于转换铁合金的供应路径，以便有选择地将铁合金供应到第一和第二真空容器其中之一中。

优选地，第一和第二举升缸分别设置在第一和第二井中，将这些井以预定的深度挖到第一和第二真空容器正下方的底部部分中。

有利效果

根据如前所述的本发明，将第一和第二真空容器设置在位于距底部预定高度处的底板上，并将用于产生真空吸力的真空设备有选择地连接到第一和第二真空容器其中之一上。由于这种结构，在通过使用其中一个真空容器对钢水执行真空脱气过程时，可以对其他真空容器进行修复和/或置换。因此，这可以消除使连续的真空脱气精炼过程暂停的限制性因素，并因此延长了真空容器的寿命，节约了制造成本。

附图说明

图1是示出一般的炼钢过程及连续浇注工艺的过程图；

图2是示出安装在通用的真空脱气精炼机中的真空容器的侧视图；

图3(a)和(b)是示出常规的真空脱气精炼机的示意图；

图4是示出具有根据本发明的双真空容器的真空脱气设备的示意图；

图5是示出具有根据本发明的双真空容器的真空脱气设备的概念图；

图6是示出具有根据本发明的双真空容器的真空脱气设备的正视图；

图7是示出具有根据本发明的双真空容器的真空脱气设备的平面图。

优选实施方式

参考附图来更为完整地描述本发明的示例性实施例。

图4是示出具有根据本发明的双真空容器的真空脱气设备的示意图，图5是示出具有根据本发明的双真空容器的真空脱气设备的概念图，图6是示出具有根据本发明的双真空容器的真空脱气设备的正视图，图7是示出具有根据本发明的双真空容器的真空脱气设备的平面图。

参考图4-7，根据本发明的示例性真空脱气装置100可以通过在真空气氛下使钢水回流，执行从包含在钢包中的钢水中去除诸如CO、氮气和氢气的杂质气体的过程，由此制造出高纯度的钢，该制造过程是连续的而没有任何暂停，即使是在通气管和/或真空容器的置换或修复过程中亦是如此，并且该真空脱气装置包括第一和第二真空容器110和120、第一和第二钢包车130和140、以及第一和第二举升缸150和160。

第一和第二真空容器110和120是固定安装在与底板101相距预定距离的真空设备，该底板101与第一和第二钢包车130和140在其上行进的底部相距预定的高度并相互平行。

每个第一真空容器110和120包括如现有技术中所述的顶盖41a、上部真空容器41b、下部真空容器41c和通气管41d。

底板101是提供给垂直于底部的竖直结构的水平结构，以便使第一和第二真空容器110和120的下部真空容器41c暴露于底侧。

因此，在覆盖第一和第二钢包135和145的通气管和下部真空容器41c的下部部分中设置的浸入管位于底板101的下方，但是上部真空容器41b位于底板101的上方。上部真空容器41b通过第一和第二气体冷却器111和112连接到真空设备102用于冷却并对热的排放气体进行除尘，该气体是在钢水的真空脱气过程中排放出来的。

第一和第二钢包车130和140装载有填充了预定量钢水的第一和第二钢包135和145，并且设置在第一和第二轨道136和146上，这些轨道彼此间隔预定的间隔距离以便分别在第一和第二真空容器110和120正下方延伸。

因此，第一和第二钢包车130和140在用于通过回流钢水使包含在第一和第二钢包135和145中的钢水脱气并位于第一和第二真空容器110和120正下方的处理位置和用于排出脱气后的钢水的出钢位置之间进行互换。

第一举升缸150是适用于仅抬升第一钢包车130上的第一钢包135以便在正向上方向上移动的缸部件，以便于使第一真空容器110的下端浸入第一钢包135的钢水中，或者仅降低第一钢包135以使其坐在第一钢包车130上，从而当第一钢包车130停止在第一和第二真空容器110正下方的处理位置处时使脱气后的钢水流出。第二举升缸160也是适用于当第二钢包车140停止在第二真空容器120正下方的处理位置处时，执行与第一举升缸150相同功能的缸部件。

这里，第一和第二举升缸150和160分别设置在第一和第二井155和165中，将这些井以预定的深度挖到第一和第二真空容器110和120正下方的底部部分中。

第一和第二真空容器110和120设置为借助第一和第二排放管道104a和104b与铁合金源103连通。在由对钢水吹入的回流气体引起的钢水回流期间，钢水可以被脱气并且清除杂质以具有高纯度，并且将组分控制在用户所期望的水平。分配机104安装在彼此相交的排放管道104a和104b的交叉点处，以便可以有选择地将铁合金供应到执行真空脱气过程的第一和第二真空容器其中之一中。

因此，从铁合金源103排放出的钢合金通过第一和第二排放管道104a和104b被分别排放到第一和第二真空容器110和120中，该第一和第二排放管道104a和104b被输入到被抬升并进行脱气的钢水中。

此外，第一和第二真空容器110和120分别与第一和第二气体冷却器111和112连通，以便可以从在钢水的真空脱气中的废气中去除灰尘。从真空设备102延伸的真空管道113，其适于产生预定强度的真空吸力，设置在从第一和第二气体冷却器111和112分别延伸的第一和第二排气管道111a和112a之间。切换管道114设置在位于第一和第二排气管道111a和112a以及真空管道113正上方的位置上，并适用于根据第一和第二真空容器110和120的工作状况，在第一排气管道111a和真空管道113或第二排气管道112a和真空管道113之间进行互换和连通。

切换管道114是借助于链部件或缸连接到管道车116的倒转的U型管道部件，并且将管道车116设置用于沿着在第一和第二真空容器110和120上方设置的水平轨道115进行互换。

在尝试通过选择本发明的装置100的第一和第二真空容器110和120其中之一，来连续进行从钢包中的钢水中去除杂质气体的脱气过程时，通过使用吊架使第一钢包135坐在第一钢包车130上。

然后，将第一钢包车130沿着第一轨道136驱动到预定的距离然后停止，以便使第一钢包135位于第一真空容器110正下方的处理位置上。

通过在对应于第一真空容器110正下方的位置的第一井155中设置的第一举升缸150的抬升，将保持在处理位置上的第一钢包车130上的第一钢包110升到预定的高度。

因此，第一真空容器110的底端浸入到抬升的第一钢包135中的钢水中。

同时，为了通过利用第一真空容器110对第一钢包135中的钢水进行真空脱气，需要第一真空容器110与真空设备102连通，以便可以将响应于真空设备102的启动而产生的真空吸力转移到第一真空容器110的内部空间。

即，驱动适于沿着水平轨道115互换的管道车116，使得连接到管道车116的切换管道114位于从连接到第一真空容器110的第一气体冷却器111延伸的第一排气管道111a和从真空设备102延伸的真空管道113的正上方处。

当使切换管道113从该位置降低时，第一真空容器110借助第一气体冷却器111第一排气管道111a、切换管道114和真空管道113与真空容器102连通。

因此，真空设备102的水泵(未示出)被启动以便通过喷射器和增压器将真空吸力转移到真空管道113。然后，将真空吸力转移到第一真空容器110的底部，通过借助切换管道114与真空管道113连通的第一真空管道111a，使底端浸入到钢包135的钢水中，由此强制性地吸取并抬升第一钢包135中的钢水。

同时，将回流气体馈送到第一钢包135的底部，以引起钢水的回流，从而控制钢水的组分并实现高纯度。

此外，将铁合金通过第一真空容器排放到第一钢包中以便控制钢水组分的这一过程，通过使用在连接到铁合金源103的第一和第二排放管道104a和104b之间交点处安装的分配机104转换了供应路径，从而使铁合金在其脱气的地方进入到第一真空容器110中。

在完成了第一钢包135中的钢水真空脱气之后，停止真空设备102以便将第一真空容器110的内部压强转换为大气压，并将抬升的第一举升缸150降低回来以使第一钢包135坐在第一钢包车130上，然后将其沿着第一轨道驱动到出钢位置。

在如上所述通过使用第一真空容器110相对于第一钢包135重复真空脱气和出钢过程三或四次期间，相邻的第二真空容器120要进行置换或修复。例如，上部/下部真空容器或通气管可以由新的进行置换，或者通过使用喷补机或热焰喷补机来修复第二真空容器。

另一方面，在试图置换第一真空容器110的上部/下部真空容器或通气管的情况下，填充有钢水的第二钢包145位于第二真空容器120正下方的处理位置上，并且通过第二举升缸160仅抬升第二钢包145，使得第二真空容器120的底端浸入第二钢包145的钢水中。

然后，将切换管道114从第一排气管道111a和真空管道113之间拆卸下来，并且将拆卸的切换管道114移位以便在第二排气管道112a和真空管道114之间连通。

在这种情况下，可以执行脱气过程以便将在真空设备102中产生的真空吸力转移到第二真空容器120中，从而为第二钢包120中的钢水提供吸收和回流。

此外，响应于通过设置在第一和第二排气管道104a和104b之间交点处的分配机104来选择性地切换供应路径，将从铁合金源103提供的铁合金提供给第二真空容器120以便控制钢水的组分。

当通过使用第二真空容器120使第二钢包145中的钢水脱气或流出时，可以将相邻的第一真空容器110进行置换或修复。即，第一真空容器110的上部/下部真空容器或通气管可以由新的进行置换，或者通过使用喷补机或热焰喷补机来修复第一真空容器110。

尽管参考特定的示意性实施例和附图描述了本发明，但本发明并不限于此，而是由后附的权利要求所限定。应当理解的是，本领域技术人员可以替换、修改或变更实施例为各种不同的形式，而不脱离本发明的范围和精神。

Claims (5)

1、一种真空脱气装置，用于通过钢水回流从钢水中去除杂质气体，由此使钢水组分均匀化，该装置包括：

固定设置在与底板相距预定间隔处的第一和第二真空容器的双真空容器，该底板水平设置在与底部相距预定的高度上；

第一和第二钢包车，设置为分别在第一和第二轨道上运行，以便在位于第一和第二真空容器正下方的处理位置和流出精炼后的钢水的出钢位置之间进行互换，第一和第二钢包车每个均装载有第一和第二钢包中相应的一个；以及

第一和第二举升缸，各用于抬升和降低处理位置上的第一和第二钢包的每一个，以便使第一和第二真空容器每个的底端浸入到第一和第二钢包的每一个的钢水中，

由此能实现连续的真空脱气精炼过程。

2、根据权利要求1的真空脱气装置，其中第一和第二真空容器设置为与分别与第一和第二气体冷却器连通，

该设备还包括：真空管道，从真空设备中延伸并设置在分别从第一和第二气体冷却器延伸的第一和第二排气管道之间，以及切换管道，配置为在第一排气管道和真空管道之间以及在第二排气管道和真空管道之间进行互换。

3、根据权利要求2的真空脱气装置，其中该切换管道包括借助于链部件或缸连接到管道车的倒转U型管道部件，该管道车设置为在水平轨道上互换。

4、根据权利要求1的真空脱气装置，其中该第一和第二真空容器设置为借助第一和第二排放管道与铁合金源连通，

该装置还包括设置在彼此相交的排放管道的交叉点处的分配机，该分配机配置用于转换铁合金的供应路径，以便有选择地将铁合金供应到第一和第二真空容器其中之一。

5、根据权利要求1的真空脱气装置，其中该第一和第二举升缸分别设置在第一和第二井中，将这些井以预定的深度挖到第一和第二真空容器正下方的底部部分中。

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