CN108866278A - 一种rh炉高温活动通道结合处的密封装置及其更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RH炉高温活动通道结合处的密封装置及其更换方法，所述密封装置包括钢圈(1)与密封圈(2)，所述钢圈(1)上下两面设有圆形沟槽(3)，所述圆形沟槽(3)中放置安装密封圈(2)；钢圈(1)与密封圈(2)组合在一起形成密封钢圈(4)，密封钢圈(4)水平放置在真空槽合金溜槽(5)上表面与合金伸缩接头(6)的下表面之间，依靠合金伸缩接头(6)气缸压下达到与真空槽合金溜槽(5)的密封。本发明在RH炉的真空冶炼过程确保真空度在67pa以内，有效的确保了探伤钢、超深冲钢等产品的真空度要求，解决了高温环境下密封通道的密封困难、更换安全性差以及密封不稳定性等问题。

Description

一种RH炉高温活动通道结合处的密封装置及其更换方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金炼钢领域，具体涉及一种RH炉高温活动通道结合处的密封装置及其更换方法。

背景技术

随着国内钢铁市场对钢铁产品更高性能的需求，RH真空炉冶炼产品日益增多，包括厚板高强、管线、船板、压力容器以及宽带冷轧超低碳深冲钢等。但在冶炼过程受到高温活动通道密封难、密封不严因素影响，造成RH真空炉本处理、深处理钢真空度达不到产品工艺要求，导致钢水氮、氢、碳等元素不符合产品标准要求，最终产品探伤、冲击功等性能不稳定，产品被迫降级或者判废处理。

上述具体产品缺陷机理如下：

超低碳深冲钢碳不合：在生产超低碳钢时(DCO4等)，终点成分碳要求控制在30ppm以内，RH炉真空度是确保碳符合要求的重要工艺参数。碳与氧反应在大气压下趋于平衡，碳氧积控制在0.0025％左右。为实现超低碳钢的冶炼，依据碳氧反应机理，降低钢水碳氧反应上压力，打破碳氧平衡。真空度达到67pa以内，氧控制在300ppm～400pm，钢水平衡碳在30ppm以内，最终实现钢水的自然脱碳满足产品要求。但因高温环境下密封不严、漏气造成真空度达不到理论要求，钢水终点碳出现偏高或者超出钢种国标要求。

钢水气体氢、氮高：钢液真空脱气是指钢液在真空条件下脱去其中的氢和氮的过程。它们是炼钢过程中溶入钢液的，对钢材性能危害很大。钢液凝固过程中氢析出时要造成气泡、白点、发纹及钢锭上涨等缺陷。而未被析出的氢会降低钢的强度极限、断面收缩率、延伸率和冲击韧性。钢中的氮会产生钢的时效脆化，降低钢的冲击韧性及引起钢的冷脆。因气体在钢液中溶解时服从平方根定律，即气体的溶解度与钢液上方该气体的分压力的平方根成正比，当真空度达不到理论要求时，钢水中氢、氮气体含量偏高，导致一系列产品质量问题出现。

密封安装安全系数差：因密封环节处理高温环境下，目前密封圈安装在真空槽合金溜槽上口的沟槽内，当出现密封圈损坏漏气需更换时，人员只能处于高温气体环境下(700-800℃)进行更换，易出现人员烧伤、更换密封效果差等问题，对于RH真空炉的冶炼生产、产品质量稳定产生较大影响。

因此，亟需一种能够克服上述缺陷的密封方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高温环境下密封性高、安全系数高的密封装置及其更换方法。本发明可以保证RH炉的真空冶炼过程真空度在67pa以内，有效的确保了探伤钢、超深冲钢等产品的真空度要求，解决了高温环境下密封通道的密封困难、更换安全性差以及密封不稳定性等问题。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于RH炉高温活动通道结合处的密封装置，所述密封装置包括钢圈1与密封圈2，所述钢圈1上下两面设有圆形沟槽3，所述圆形沟槽3中放置安装密封圈2；钢圈1与密封圈2组合在一起形成密封钢圈4，密封钢圈4水平放置在真空槽合金溜槽5上表面与合金伸缩接头6的下表面之间，依靠合金伸缩接头6气缸压下达到与真空槽合金溜槽5的密封。

一种基于上述密封装置确保真空度参数稳定系数高、安全系数高的更换处理方法，所述方法包括以下步骤：

1)合金伸缩接头6在气缸启动下上升到上限位，取出密封钢圈4；

2)在室温下将密封钢圈4上下两面的圆形沟槽3内的旧密封圈取出，利用压缩空气吹扫干净圆形沟槽内，镶入并压实预备好的新密封圈；

3)利用压缩空气吹扫干净真空槽合金溜槽5与合金伸缩接头6的表面，然后将更换安装好的密封钢圈放入在真空槽合金溜槽5上表面与合金伸缩接头6的下表面之间，利用合金伸缩接头气缸启动下压至下限位，确保密封圈压准、压实；

4)钢水到位后，RH炉开始抽真空进行冶炼，真空度控制在67pa以下，处理完后复压至大气压下，处理完毕；

5)需更换密封钢圈时重复步骤1)-3)进行RH炉高温活动通道结合处密封钢圈的更新安装。

本发明在本处理、深处理高级别高强、压力容器、船板、管线、超低碳等品种钢的生产时，预先检查确认密封情况，如出现密封圈烧损或者缺块、变形等缺陷时，按照1)-3)步骤进行室温下更换，处理时间在10min以内，RH炉生产间隙具备更换条件，完全不影响生产节奏，具有更换效率、稳定系数、安全系数高特点。

本发明于提供一种用于RH炉高温活动通道结合处的密封装置设计及使用方法，解决现有冶炼过程受到高温活动通道密封难、密封不严因素影响导致最终产品探伤、冲击功等性能不稳定等问题。

本发明采用活动密封钢圈，在室温下进行更换，密封圈镶嵌在一个预设沟槽的钢圈内，钢圈上下两面同样密封，更换后放入高温密封活动通道，实现了高温环境下密封难、密封不严、操作不安全等问题。目前RH炉冶炼本处理、深处理钢品种成分、质量稳定。

采用本发明密封方法，解决了RH炉高温活动通道结合处的密封问题。达到极限真空度(≤67pa)控制在4min以内，RH炉本处理钢水终点氢控制在1ppm以内、氮控制在40ppm以内；RH炉深处理钢水碳控制在20ppm以内，密封圈更换时间控制在10min以内。RH真空炉工艺指标应用效果显著。应用该技术手段开发品种有高深冲钢、高强钢、压力容器钢、船板钢、耐磨钢。

附图说明

图1为本发明密封装置的结构示意图；

图2为使用本发明密封装置后的真空度检测曲线图；

图3为使用本发明密封装置后的深脱碳检测曲线图；

附图标记：1钢圈、2密封圈、3圆形沟槽、4密封钢圈、5真空槽合金溜槽、6合金伸缩接头。

具体实施方式

本说明书中公开得任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。

下面结合附图和具体实施实例对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明局限在实施实例描述的范围之内。

如图1所示，一种用于高温环境下的密封装置，所述装置包括钢圈1与密封圈2，所述钢圈1上下两面设计有圆形沟槽3，所述钢圈1在离线室温情况下安装密封圈2，密封钢圈4放置在真空槽合金溜槽5上表面与合金伸缩接头6的下表面之间，依靠气缸压下合金伸缩接头6达到与真空槽合金溜槽5的密封。

一种基于上述密封装置确保真空度参数稳定系数高、安全系数高的处理方法，所述方法包括以下步骤：

1)合金伸缩接头6在气缸启动下上升到上限位，人工手动取出密封钢圈4；

2)在室温下将密封钢圈上下两面沟槽内旧密封圈取出，利用压缩空气吹扫干净钢圈沟槽内，镶入并压实预备好的新密封圈；

3)利用压缩空气吹扫干净合金溜槽与合金伸缩接头表面，然后人工手动将更换安装好的密封钢圈放入合金溜槽上口，利用气动缸启动合金伸缩接头下压至下限位，确保密封圈压准、压实；

4)钢水到位后，RH炉开始抽真空进行冶炼，真空度控制在67pa以下，处理完后复压至大气压下，处理完毕；

5)需更换密封钢圈时重复步骤1)-3)进行RH炉高温通道密封圈的更新安装。

RH炉深处理、本处理，钢中气体分析采用氧氮氢分析仪，为美国LECO公司TCH-600型设备分析

案例1：冶炼板带超低碳钢时(牌号：DCO4)，采用转炉-RH炉-CC工艺，RH炉采用深处理冶炼模式。炉号H182-1038，断面175×1270mm，进站温度1601℃，氧450ppm，吹氧升温25℃，真空泵转全泵(5级)，真空度控制67pa以内，钢水自然脱碳后终点氧：320ppm、终点碳：13ppm，符合钢种成分要求。

案例2：冶炼宽厚板贝斯耐磨钢时(牌号：BISPLATE 450)，采用转炉-LF精炼-RH炉-CC工艺，RH炉采用本处理模式冶炼。炉号H183-1208，断面250×2200mm，进站温度1594℃，环流3min时，真空泵全泵(5级)，真空度控制67pa以内，钢水脱氢、脱氮后终点氢：0.8ppm、终点氮：38ppm，符合钢种气体含量要求。

案例3：冶炼宽厚板挖掘机钢时(牌号：WJ-2)，采用转炉-LF精炼-RH炉-CC工艺，RH炉采用本处理模式冶炼。炉号H184-1008，断面250×1800mm，进站温度1584℃，环流3min时，真空泵全泵(5级)，真空度控制67pa以内，钢水脱氢、脱氮后终点氢：0.9ppm、终点氮：36ppm，符合钢种气体含量要求。

案例4：冶炼宽厚板船板钢时(牌号：DH36Z25)，采用转炉-LF精炼-RH炉-CC工艺，RH炉采用本处理模式冶炼。炉号H182-1321，断面200×1800mm，进站温度1596℃，环流3min时，真空泵全泵(5级)，真空度控制67pa以内，钢水脱氢、脱氮后终点氢：0.7ppm、终点氮：35ppm，符合钢种气体含量要求。

RH炉密封钢圈使用后，对真空度稳定性进行了统计，结果见图2，对超低碳深冲钢终点碳稳定性进行了统计，结果见图3。

综上所述，采用本发明密封方法，达到极限真空度(≤67pa)控制在4min以内，RH炉本处理钢水终点氢控制在1ppm以内、氮控制在40ppm以内；RH炉深处理钢水碳控制在20ppm以内，密封圈更换时间控制在10min以内。RH真空炉工艺指标应用效果显著。

本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种RH炉高温活动通道结合处的密封装置，其特征在于，所述密封装置包括钢圈(1)与密封圈(2)，所述钢圈(1)上下两面设有圆形沟槽(3)，所述圆形沟槽(3)中放置安装密封圈(2)；钢圈(1)与密封圈(2)组合在一起形成密封钢圈(4)，密封钢圈(4)水平放置在真空槽合金溜槽(5)上表面与合金伸缩接头(6)的下表面之间，依靠合金伸缩接头(6)气缸压下达到与真空槽合金溜槽(5)的密封。

2.权利要求1所述RH炉高温活动通道结合处的密封装置的更换方法，所述更换方法包括以下步骤：

1)合金伸缩接头(6)在气缸启动下上升到上限位，取出密封钢圈(4)；

2)在室温下将密封钢圈(4)上下两面的圆形沟槽(3)内的旧密封圈取出，利用压缩空气吹扫干净圆形沟槽内，镶入并压实预备好的新密封圈；

3)利用压缩空气吹扫干净真空槽合金溜槽(5)与合金伸缩接头(6)的表面，然后将更换安装好的密封钢圈放入在真空槽合金溜槽(5)上表面与合金伸缩接头(6)的下表面之间，利用合金伸缩接头气缸启动下压至下限位，确保密封圈压准、压实；

4)钢水到位后，RH炉开始抽真空进行冶炼，真空度控制在67pa以下，处理完后复压至大气压下，处理完毕；

5)需更换密封钢圈时重复步骤1)-3)进行RH炉高温活动通道结合处密封钢圈的更新安装。