CN111455134A - 一种钢包底吹气的透气装置及钢包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢水精炼技术领域，公开了一种钢包底吹气的透气装置及钢包，该钢包底吹气的透气装置包括座砖和透气砖，座砖用于安装于钢包的底部，座砖内开设有安装通道，安装通道的第一端形成于座砖的上端面，安装通道的第二端形成于座砖的下端面，安装通道靠近第一端的一段相对于水平面呈倾斜布置，安装通道内安装透气砖；本发明通过对座砖内与透气砖配套的安装通道进行优化设计，可有效防止透气砖因残长过短而从座砖中脱落，既能对钢包边沿位置的钢水进行吹气，又可减缓钢水向透气砖渗入的速率，并可通过多个透气砖在钢包的底部沿不同的方向同时对钢水吹气，确保了对钢水的充分搅拌，提高了对钢水精炼的效果。

Description

一种钢包底吹气的透气装置及钢包

技术领域

本发明涉及钢水精炼技术领域，特别是涉及一种钢包底吹气的透气装置及钢包。

背景技术

在钢水精炼过程中，钢液进入钢包后，通过向钢液中吹入惰性气体，达到均匀钢液温度和化学组成、促进夹杂物上浮或控制夹杂物形态的目的。其中，钢包底吹氩工艺由于具有高效率、低成本及易操作特性，从而在钢水精炼过程中得到广泛应用。

透气砖作为钢包底吹氩工艺中的关键功能材料，在钢水精炼过程中发挥着重要作用。对于钢包底吹氩工艺而言，通过透气砖向钢包内吹气，可搅拌钢水，快速分散添加到钢液中的合金、脱氧剂、脱硫剂等添加剂，促使这些添加剂熔化，并促进排出钢水中的气体或非金属夹杂物，从而具有均匀钢水的温度与成分及洁净钢水的作用，提高了炼钢的质量，达到了钢水精炼的目的。钢包底吹氩对钢水的精炼效果，主要与氩气流量、吹氩压力、吹氩时间及透气砖的安装结构相关，在氩气的流量与压力过大时，将会在钢包的顶部产生钢液喷溅，不利于夹杂物，尤其是小型夹杂物的去除，从而应控制好吹氩的流量和压力，而在吹氩时间过长时，会造成钢液的温度下降过多，大大影响到炼钢的质量。

当前，在通过透气砖对钢包进行吹气时，普遍是将透气砖以垂直方式安装于座砖中，再将座砖安装于钢包的底部。但是，透气砖的垂直安装方式会因透气砖的残长过短而导致与座砖之间的接触面积过小，在透气砖所承受的压力小于钢水的静压力时，钢水就会将透气砖压至脱落，导致漏钢事故。

与此同时，正是由于透气砖采用垂直安装，经过透气砖的气体是以垂直于钢包底部的方向吹送至钢水中，导致钢包边缘位置的钢水不能得到充分搅拌，从而影响到钢水的搅拌效果。为了解决钢包边缘位置的钢水不能得到搅拌的问题，当前采用的方法是，在钢包底部安装与其边缘位置相对应的座砖，并在座砖中配装透气砖，但往往需要沿着钢包的边沿安装多个座砖，才能达到对钢水充分搅拌的效果，而多个座砖的安装设置又严重影响到钢包整体的机械强度，不利于确保钢水精炼的安全性。

发明内容

本发明实施例提供一种钢包底吹气的透气装置，用于解决当前垂直安装的透气砖在进行钢包底吹氩时，透气砖容易脱落，且不能对钢水充分搅拌的问题。

本发明实施例还提供一种基于上述钢包底吹气的透气装置的钢包。

为了解决上述技术问题，本发明实施例一方面提供了一种钢包底吹气的透气装置，包括座砖和透气砖，所述座砖用于安装于钢包的底部，所述座砖内开设有安装通道，所述安装通道的第一端形成于所述座砖的上端面，所述安装通道的第二端形成于所述座砖的下端面，所述安装通道靠近所述第一端的一段相对于水平面呈倾斜布置，所述安装通道内安装所述透气砖。

其中，所述安装通道的排布形式包括直通状、折线状、曲线状当中的任意一种。

其中，所述安装通道靠近所述第一端的一段相对于水平面倾斜的角度为45°-85°。

其中，所述安装通道的内侧壁与所述透气砖的外侧壁之间设有耐火粘合层。

其中，所述安装通道呈直通状，所述第一端的口径小于所述第二端的口径，所述透气砖在形状上与所述安装通道相适配。

其中，所述透气砖包括透气砖芯与尾管；所述透气砖芯内设有沿其长度方向布置的通气结构，所述通气结构的一端形成于在所述透气砖芯的一端，所述通气结构的另一端位于所述透气砖芯内或形成于所述透气砖芯的另一端，所述通气结构的另一端连通所述尾管的一端。

其中，所述透气砖还包括钢套，所述钢套包裹于所述透气砖芯的外侧壁与所述透气砖芯的另一端，所述透气砖芯的另一端相应的钢套上安装所述尾管，所述透气砖芯的外侧壁上相应的钢套与所述安装通道的内侧壁之间通过耐火泥相连接。

其中，所述通气结构包括气腔与通气缝道，所述通气缝道的一端形成于在所述透气砖芯的一端，所述通气缝道的另一端与所述尾管的一端连通所述气腔。

其中，所述通气缝道包括多个，并沿同一旋向呈圆周均布。

其中，所述通气缝道的横截面为直线状、曲线状及折线状当中的任一种。

本发明实施例另一方面还提供了一种钢包，包括钢包本体，还包括安装于所述钢包本体的底部的多个如上所述的钢包底吹气的透气装置。

其中，所述钢包呈桶状，所述钢包本体呈桶状，所述钢包底吹气的透气装置以预设的旋向相对于所述钢包本体的中心轴线沿圆周均匀分布。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例提供的钢包底吹气的透气装置，通过对座砖内与透气砖配套的安装通道进行优化设计，将安装通道靠近其第一端的一段相对于水平面呈倾斜布置，相应地，通过透气砖向钢包内形成的吹气气流相对于水平面也呈倾斜布置，如此，在一方面，基于座砖对透气砖提供的侧向支撑，能够有效防止透气砖因残长过短而从座砖中脱落，在另一方面，透气砖向钢包内倾斜吹气的方式，可使得气流直达钢包的边沿部位，既能对钢包边沿位置的钢水进行吹气，达到较好的钢水搅拌效果，又可减缓钢水向透气砖渗入的速率，延长了透气砖的使用寿命。

与此同时，本发明实施例提供的钢包，由于在其钢包本体的底部安装多个如上所述的钢包底吹气的透气装置，可在钢包的底部沿不同的方向同时对钢水吹气，使得钢水在钢包内形成沿预设的旋向进行旋转的涡流，确保了对钢水进行充分地搅拌，并可在使用较低吹气流量和压力的情况下，在较短时间内也能达到相同的搅拌效果，提高了对钢水精炼的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所示的钢包底吹气的透气装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所示的透气砖的半剖结构示意图；

图3为本发明实施例所示的透气砖内通气缝道第一种排布形式的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例所示的透气砖内通气缝道第二种排布形式的俯视结构示意图；

图5为本发明实施例所示的透气砖内通气缝道第三种排布形式的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例所示的钢包的半剖结构示意图。

图中，1、座砖；2、透气砖；21、透气砖芯；22、尾管；23、通气结构；231、气腔；232、通气缝道；24、钢套；3、安装通道；4、钢包本体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本实施例提供了一种钢包底吹气的透气装置，包括座砖1和透气砖2，座砖1用于安装于钢包的底部，座砖1内开设有安装通道3，安装通道3的第一端形成于座砖1的上端面，安装通道3的第二端形成于座砖1的下端面，安装通道3靠近其第一端的一段相对于水平面呈倾斜布置，安装通道3内安装透气砖2。

具体的，本实施例所示的钢包底吹气的透气装置，通过对座砖1内与透气砖2配套的安装通道3进行优化设计，将安装通道3靠近其第一端的一段相对于水平面呈倾斜布置，相应地，通过透气砖2向钢包内形成的吹气气流相对于水平面也呈倾斜布置，如此，在一方面，基于座砖1对透气砖2提供的侧向支撑，能够有效防止透气砖2因残长过短而从座砖1中脱落，在另一方面，透气砖2向钢包内倾斜吹气的方式，可使得气流直达钢包的边沿部位，既能对钢包边沿位置的钢水进行吹气，达到较好的钢水搅拌效果，又可减缓钢水向透气砖渗入的速率，延长了透气砖的使用寿命。

在此应指出的是，在现有的钢包底吹氩工艺中，对于钢包结构而言，由于钢包底部厚度限制，当前普遍是将透气砖以垂直方式安装于座砖中，以垂直向上的方式对钢包内的钢水进行吹气，以实现对钢包内钢水的搅拌。但是，现有的技术人员并没有认识到，还通过透气砖对钢包边沿位置的钢水进行吹气，导致现有的吹气方式并不能达到对钢包内钢水的充分搅拌效果，而现有的技术人员即使认识到这一点，但是，在解决对钢包边缘位置钢水充分搅拌的问题时，往往直观的方案是在钢包底部的边沿安装多个座砖，但这又严重影响到钢包整体的机械强度。由此，本实施例正是针对现有技术人员的认识误区或技术偏见而进行的方案设计，基于对安装通道3及其相应的透气砖2的改进，在不影响钢包整体机械强度的前提下，通过设计透气砖2向钢包内倾斜吹气的方式，可使得气流直达钢包的边沿部位，从而确保对钢包边缘位置钢水的充分搅拌。

其中，本实施例所示的座砖1的形状包括正方体或长方体，在座砖1内，安装通道3靠近其第一端的一段相对于水平面倾斜的角度为45°-85°，由于透气砖2适应性地安装于安装通道3内，则从透气砖2吹出的气流相对于水平面倾斜的角度也相应地为45°-85°。在此，可在钢包的底部安装多个座砖1，基于每个座砖1内安装的透气砖2，可在钢包的底部沿不同的方向同时对钢水吹气，确保了对钢包内的钢水进行充分地搅拌，并可在使用较低吹气流量和压力的情况下，在较短时间内也能达到相同的搅拌效果，从而提高了对钢水精炼的效果。

在其中一个优选实施例中，可设置安装通道3的排布形式为直通状、折线状、曲线状当中的任意一种，则安装通道3内安装的透气砖2的排布形式也可相应地为直通状、折线状、曲线状当中的任意一种。

在其中一个具体实施例中，安装通道3的排布形式可以为直通状，可将安装通道3设计为倾斜布置的直通通道，其倾斜角度可以为上述实施例所示的45°-85°。

在另一个具体实施例中，安装通道3的排布形式可以为折线状，可将安装通道3设计为至少两个直线段按照预设的角度依次连通而成的通道结构，但应确保安装通道3靠近其第一端的一个直线段相对于水平面呈倾斜布置，具体地，可将安装通道3设计为两个相连通的直线段，其中一个直线段靠近安装通道3的第一端，并相对于水平面呈倾斜布置，而另一个直线段既可呈倾斜布置，又可呈竖直布置，在此不作具体限定。

在再一个具体实施例中，安装通道3的排布形式可以为曲线状，在此可理解为，在安装通道3靠近其第一端的一段相对于水平面呈倾斜布置时，可将安装通道3的其它部分设计呈单一的弧线状通道结构，或者多个弧线段依次连通而成的曲线状通道结构。

基于上述实施例的改进，本实施例还可在安装通道3的内侧壁与透气砖2的外侧壁之间设有耐火粘合层，该耐火粘合层的厚度可以为10mm，可具体采用本领域所公知的耐火泥，以实现安装通道3与透气砖2之间的粘粘，并形成本实施例所示的耐火粘合层。

如图1所示，基于上述实施例的进一步改进，本实施例可将安装通道3的横截面设计为圆形或方形，安装通道3的第一端的口径小于其第二端的口径，透气砖2在形状上与安装通道3相适配。由此，基于安装通道3的结构设计，透气砖2的形状呈圆台状，透气砖2相应于座砖1的上端面的一端为小头端，而透气砖2相应于座砖1的下端面的一端为大头端，从而在对钢包吹气(氩气)时，气体是从透气砖2的大头端通入，并从透气砖2的小头端输出并鼓入至钢水中，如此安装通道3的设计结构不仅便于与透气砖2进行匹配安装，还实现了对透气砖2的定位，防止因吹气的流量或压力过大而对透气砖2与安装通道3之间的耐火材料产生磨损，甚至导致将透气砖2压送至钢包内，导致出现跑钢或漏钢事故。

如图2所示，在其中一个优选实施例中，透气砖2包括透气砖芯21与尾管22；透气砖芯21内设有沿其长度方向布置的通气结构23，通气结构23的一端形成于在透气砖芯21的一端，通气结构23的另一端位于透气砖芯21内或形成于透气砖芯21的另一端，通气结构23的另一端连通尾管22的一端。

具体的，通气结构23包括气腔231与通气缝道232，通气缝道232的一端形成于在透气砖芯21的一端，通气缝道232的另一端连通气腔231，在气腔231内置于透气砖芯21中时，可将尾管22的一端连通气腔231，从而由气腔231为通气缝道232进行配气。

如图2所示，在气腔231形成于透气砖芯21的另一端时，由于透气砖芯21的外侧壁与透气砖芯21的另一端包裹有钢套24，从而可在透气砖芯21的另一端开设连通通气缝道232的另一端的下沉槽，从而由下沉槽与钢套24围成本实施例所示的气腔231，此时，尾管22的一端安装于透气砖芯21的另一端相应的钢套24上，并伸入至钢套24内，从而可为该气腔231通气，并由该气腔231向通气缝道232配气。其中，在对透气砖2进行安装时，将透气砖芯21的外侧壁上相应的钢套24与安装通道3的内侧壁之间通过上述实施例所示的耐火泥相连接。

优选地，本实施例中通气缝道232包括多个，并沿同一旋向呈圆周均布。由此，可通过气腔231对多个通气缝道232同时配气，使得各个通气缝道232吹气的流量与压力的均衡性，确保钢水均匀翻动；并且，由于透气砖2倾斜安装于座砖1内，从而确保了对钢包内的钢水进行充分搅拌。

进一步地，本实施例中通气缝道232的横截面为直线状、曲线状及折线状当中的任一种。在此应指出的是，由于通气缝道232的缝隙宽度较为狭窄，具体可以为0.05-0.25mm，而通气缝道232在其横截面上显示的长度轮廓比较明显，从而以直线状、曲线状及折线状这些长度轮廓来表示通气缝道232的横截面。其中，通气缝道232沿透气砖2轴向的长度根据钢包体积及通气量要求进行具体设定。

具体的，如图3所示，在其中一个优选实施例中，通气缝道232的横截面为直线状，且通气缝道232沿着透气砖2的径向布置，这种通气缝道232为直通道，制作相对简单，且通气顺畅。由此，基于气腔231的配气，各个通气缝道232可较为顺畅地从透气砖2的小头端同时向钢水中吹气，这种吹气方式的吹气较为集中，并具有相对较大的冲击力，可确保对钢水的搅拌效率。

如图4所示，在另一个优选实施例中，通气缝道232的横截面为直线状，但各个通气缝道232与透气砖2的径向呈预设的夹角α，α的大小可以为20°-45°，如此在确保各个通气缝道232吹气顺畅性的同时，还从透气砖2的小头端同时向钢水中吹气，这种吹气方式相对于图3所示的方案而言，吹气会相对分散，但在该吹气的作用下，钢水会形成涡流，从而使得钢水均匀翻动，确保了较好的搅拌效果。

如图5所示，在又一个优选实施例中，通气缝道232的横截面为曲线状，且通气缝道232的横截面具体可为圆弧线状，由于各个通气缝道232沿着相同的旋向(逆时针)，由此，从透气砖2的小头端向钢水中吹气还会形成较为明显涡流，大大提升对钢水均匀翻动的效果，可确保对钢水的搅拌效率，同时这种设计结构也可以避免高温下钢液倒流至通气缝道232中，导致出现跑钢或漏钢事故。

如图6所示，本实施例另一方面还提供了一种钢包，包括钢包本体4，还包括安装于钢包本体4底部的多个如上所述的钢包底吹气的透气装置。

具体的，对于本实施例所示的钢包而言，由于在其钢包本体4的底部安装多个如上所述的钢包底吹气的透气装置，基于每个座砖1内倾斜安装的透气砖2，可在钢包本体4的底部，沿不同的方向同时对钢水吹气，确保了对钢水进行充分地搅拌，并可在使用较低吹气流量和压力的情况下，在较短时间内也能达到相同的搅拌效果，提高了对钢水精炼的效果。

进一步的，本实施例中钢包本体4呈桶状，所述钢包底吹气的透气装置以预设的旋向相对于钢包本体4的中心轴线沿圆周均匀分布，每个透气砖2的吹气方向从下往上倾斜布置，并与钢包本体4的中心轴线呈预设夹角，该预设夹角为锐角，从而可在钢包的底部沿不同的方向同时对钢水进行均匀地吹气，并使得钢水在钢包内形成沿预设的旋向进行旋转的涡流，从而达到对钢水进行充分搅拌的效果。其中，预设的旋向可以为顺时针方向，也可以为逆时针方向。

如图6所示，具体示意了在钢包本体4的底部设置两个座砖1的布置结构，每个座砖1中均安装一个倾斜布置的透气砖2，该透气砖2倾斜向上布置，并与钢包本体4的中心轴线呈预设夹角，且两个座砖1分布在同一圆周上，且相对于钢包本体4的中心轴线以180°的圆心角布置，相应地，两个透气砖2的吹气方向也呈夹角布置。当然，也可根据钢包本体4的具体尺寸需求，在钢包本体4的底部沿着顺时针或逆时针均匀地布置三个以上的座砖1及其相应的透气砖2，以确保对钢水的均匀搅拌效果，在此不作具体限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢包底吹气的透气装置，包括座砖和透气砖，所述座砖用于安装于钢包的底部，其特征在于，所述座砖内开设有安装通道，所述安装通道的第一端形成于所述座砖的上端面，所述安装通道的第二端形成于所述座砖的下端面，所述安装通道靠近所述第一端的一段相对于水平面呈倾斜布置，所述安装通道内安装所述透气砖。

2.据权利要求1所述的钢包底吹气的透气装置，其特征在于，所述安装通道的排布形式包括直通状、折线状、曲线状当中的任意一种。

3.据权利要求1所述的钢包底吹气的透气装置，其特征在于，所述安装通道靠近所述第一端的一段相对于水平面倾斜的角度为45°-85°。

4.据权利要求1至3任一所述的钢包底吹气的透气装置，其特征在于，所述安装通道的内侧壁与所述透气砖的外侧壁之间设有耐火粘合层。

5.根据权利要求4所述的钢包底吹气的透气装置，其特征在于，所述安装通道呈直通状，所述第一端的口径小于所述第二端的口径，所述透气砖在形状上与所述安装通道相适配。

6.根据权利要求5所述的钢包底吹气的透气装置，其特征在于，所述透气砖包括透气砖芯与尾管；所述透气砖芯内设有沿其长度方向布置的通气结构，所述通气结构的一端形成于在所述透气砖芯的一端，所述通气结构的另一端位于所述透气砖芯内或形成于所述透气砖芯的另一端，所述通气结构的另一端连通所述尾管的一端。

7.根据权利要求6所述的钢包底吹气的透气装置，其特征在于，所述透气砖还包括钢套，所述钢套包裹于所述透气砖芯的外侧壁与所述透气砖芯的另一端，所述透气砖芯的另一端相应的钢套上安装所述尾管。

8.根据权利要求6所述的钢包底吹气的透气装置，其特征在于，所述通气结构包括气腔与通气缝道，所述通气缝道的一端形成于在所述透气砖芯的一端，所述通气缝道的另一端与所述尾管的一端连通所述气腔；

所述通气缝道包括多个，并沿同一旋向呈圆周均布，所述通气缝道的横截面为直线状、曲线状及折线状当中的任一种。

9.一种钢包，包括钢包本体，其特征在于，还包括安装于所述钢包本体的底部的多个如权利要求1至8任一所述的钢包底吹气的透气装置。

10.根据权利要求9所述的钢包，其特征在于，所述钢包本体呈桶状，所述钢包底吹气的透气装置以预设的旋向相对于所述钢包本体的中心轴线沿圆周均匀分布。

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