CN111647712A - 一种可更换炉底的转炉及转炉炉底的更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可更换炉底的转炉及转炉炉底的更换方法，涉及转炉冶炼设备技术领域，解决了转炉炉底寿命短的技术问题。可更换炉底的转炉包括可拆卸连接的炉底壳与炉身壳，炉底壳上设置有炉底耐火料，炉身壳上设置有炉身耐火料，炉底耐火料与炉身耐火料之间形成环形缝隙，炉底壳和/或炉身壳上开设有注入口，环形缝隙内设置有可移动的浮块耐火料，环形缝隙顶部设置有限位口。本发明使炉底壳上的炉底耐火料能够进行更换，通过注入口将接缝料沿炉底至炉内的方向注入环形缝隙中，再通过浮块耐火料是否移动至限位口并且泵压值是否达到设定值的判断，能够充分的保证接缝料填充的密实程度，从而保证炉底与炉身之间良好的连接。

Description

一种可更换炉底的转炉及转炉炉底的更换方法

技术领域

本发明涉及转炉冶炼设备技术领域，具体来说，是指一种可更换炉底的转炉及转炉炉底的更换方法。

背景技术

随着我国产品结构的调整升级，高级别汽车板、电工钢、家电板等高级别钢种的产量越来越高，这些钢种均要求转炉低碳出钢(出钢碳含量≤0.05wt％)，而且还要求转炉终点钢水氧含量尽可能低，以提高RH真空脱碳效率和提高钢水初始洁净度。

目前，我国转炉普遍采用低底吹搅拌强度，即底吹搅拌强度一般在0.1m³/t/min以下，低底吹搅拌强度为钢产量的快速提高和炼钢成本的降低发挥了巨大作用，但也带来搅拌不足导致的碳氧积偏高等一系列问题，无法满足高级别钢种对转炉炼钢的要求。提高底吹搅拌强度对降低转炉终点碳氧积效果明显，但同时也带来炉衬侵蚀加快等问题，尤其是转炉炉底的寿命，成为限制转炉炉龄提高和导致冶炼成本增加的主要因素。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种可更换炉底的转炉，以解决转炉炉底寿命短的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种可更换炉底的转炉，包括可拆卸连接的炉底壳与炉身壳，所述炉底壳上设置有炉底耐火料，所述炉身壳上设置有炉身耐火料，当所述炉底壳与炉身壳连接后，所述炉底耐火料与炉身耐火料之间形成环形缝隙，所述炉底壳和/或炉身壳上开设有注入口，使接缝料从所述注入口沿炉底至炉内的方向注入环形缝隙中；

所述环形缝隙内设置有可移动的浮块耐火料，所述环形缝隙顶部设置有用于限制浮块耐火料上升位置的限位口，以确保注入所述环形缝隙中的接缝料为密实状态。

在上述技术方案的基础上，该可更换炉底的转炉还可以做如下的改进。

可选的，所述浮块耐火料包括浮块底座与限位凸头，所述限位口包括设置于炉底耐火料上的炉底限位耐火料以及设置于炉身耐火料上的炉身限位耐火料，所述炉底限位耐火料与炉身限位耐火料之间设置有与限位凸头适配的间隙。

可选的，所述环形缝隙内还设置有若干分隔耐火料，若干所述分隔耐火料将环形缝隙分隔为若干独立空间，所述浮块耐火料包括与每个所述独立空间适配的若干浮块耐火料弧段。

可选的，所述炉底耐火料与炉身耐火料之间的缝隙宽度为20-200mm。

可选的，所述炉底壳与炉底耐火料之间设置有永久层，所述炉身壳与炉身耐火料之间设置有捣打料，所述炉底壳、永久层与炉底耐火料之间贯穿有底吹风口。

可选的，所述炉底壳与炉身壳的材质均为钢壳，所述炉底耐火料、炉身耐火料、浮块耐火料以及限位口的材质均为镁碳质耐火材料。

第二方面，本发明还提供一种转炉炉底的更换方法，使用上述的可更换炉底的转炉，包括以下步骤：

S1、拆除炉底壳以及炉底壳上旧的炉底耐火料，在炉底壳上砌筑新的炉底耐火料；

S2、将炉底壳连接在炉身壳上，采用泵压方式通过注入口沿炉底至炉内的方向将接缝料注入环形缝隙中，待浮块耐火料移动至限位口并且泵压值达到设定值时，停止泵压接缝料；

S3、烧结接缝料后将转炉投入使用。

在上述技术方案的基础上，该转炉炉底的更换方法还可以做如下的改进。

可选的，所述步骤S1包括以下步骤：

S11、判断炉底耐火料的厚度是否小于设定值；

S12、当炉底耐火料的厚度小于设定值时，洗炉至炉底耐火料上覆盖的渣层厚度≤10mm，待炉衬温度冷却至0-800℃时，拆除炉底壳以及炉底壳上旧的炉底耐火料；

S13、砌筑新的炉底耐火料厚度为800-1200mm。

可选的，所述步骤S2中采用自流性≥85％，落球时间≤15s的接缝料。

可选的，所述步骤S3中采用烘烤的方式烧结接缝料，烘烤时间为2-12h，烘烤温度为800-1600℃。

与现有技术相比，本发明提供的可更换炉底的转炉具有的有益效果是：

本发明采用可拆卸连接的炉底壳与炉身壳的结构设计，使炉底壳上的炉底耐火料能够进行更换，通过注入口将接缝料沿炉底至炉内的方向注入环形缝隙中，再通过浮块耐火料是否移动至限位口并且泵压值是否达到设定值的判断，能够充分的保证接缝料填充的密实程度，从而保证炉底与炉身之间良好的连接，不仅实现了转炉在一个炉役过程中炉底的热更换，而且达到了使转炉寿命提高到6000炉以上的效果。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明可更换炉底的转炉的结构示意图；

图2是图1中浮块耐火料的结构示意图；

图3是本发明转炉炉底的更换方法的流程图。

图中：

1—炉底壳；2—炉身壳；3—炉底耐火料；4—炉身耐火料；5—炉底限位耐火料；6—炉身限位耐火料；7—浮块耐火料；71—浮块底座；72—限位凸头；8—注入口；9—永久层；10—捣打料；11—底吹风口；12—接缝料；13—分隔耐火料。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

一种可更换炉底的转炉，如图1所示，包括炉底壳1与炉身壳2。炉底壳1与炉身壳2均为钢壳，炉身壳2的底部与炉底壳1之间具有重叠区域，炉底壳1与炉身壳2在重叠区域通过螺栓可拆卸连接。当然，还可以采用卡扣或者销钉等结构使炉底壳1与炉身壳2可拆卸连接。

如图1所示，在炉底壳1上设置有永久层9，在永久层9上砌筑有炉底耐火料3，炉底壳1、永久层9以及炉底耐火料3之间贯穿有底吹风口11，用于对转炉内的钢水进行底吹工艺。炉身壳2上设置有捣打料10，在捣打料10上砌筑有炉身耐火料4。其中，炉底耐火料3与炉身耐火料4的材质包括但不限于镁碳质耐火材料，还可以选用镁钙质、镁硅质等耐火材料。由于永久层9与捣打料10分别对炉底壳1和炉身壳2起保护的作用，主要为转炉钢壳与镁碳质耐火材料之间的一个过渡层，根据实际工艺需要，也可以不设置永久层9与捣打料10。当炉底壳1连接在炉身壳2后，炉底耐火料3与炉身耐火料4之间具有沿转炉炉底内部一周的环形缝隙，缝隙的宽度为20-200mm。

如图1所示，在炉底壳1上开设有注入口8，注入口8位于环形缝隙的正下方。使接缝料12能够通过机械泵压入的方式从注入口8沿炉底至炉内的方向注入环形缝隙中。当然，根据实际工艺需要，还可以将注入口8设置于炉底壳1上的其他位置或者设置于炉身壳2上，只要能够使接缝料12沿炉底至炉内的方向注入环形缝隙中均可。

如图1与图2所示，在环形缝隙内设置有浮块耐火料7，浮块耐火料7包括浮块底座71与限位凸头72。在环形缝隙的顶部设置有限位口，限位口包括炉底限位耐火料5与炉身限位耐火料6，炉底限位耐火料5砌筑于炉底耐火料3的顶部，炉身限位耐火料6砌筑于炉身耐火料4上，并且炉底限位耐火料5与炉身限位耐火料6平齐。

如图1与图2所示，浮块底座71起配重的作用，使浮块耐火料7保持限位凸头72向上，限位凸头72的形状可以设计为梯形，相应的限位口的形状也设计为与限位凸头72形状适配的梯形，使浮块耐火料7移动至限位口时，限位凸头72恰好插入限位口中。其中，炉底限位耐火料5与炉身限位耐火料6之间的限位口应当具有透气间隙，避免注入接缝料12的过程中，由于炉底限位耐火料5与炉身限位耐火料6之间封闭而导致接缝料12与环形缝隙顶部之间压力过大，造成接缝料12填充不充分的问题。

可以理解的是，本实施例中限位凸头72的形状还可以设计为三角形或者凸字形等结构，相应的限位口的形状也设计为与限位凸头72形状适配的三角形或者凸字形等结构，以保证浮块耐火料7移动至限位口时，限位凸头72恰好插入限位口中。

特别地，在环形缝隙内还设置有若干分隔耐火料13，分隔耐火料13将环形缝隙分隔为若干独立空间，浮块耐火料7相应的分隔为若干浮块耐火料弧段，每个浮块耐火料弧段分别与每个独立空间的形状、尺寸适配。一般转炉的直径较大，浮块耐火料7分段设置一方面体积更小，便于接缝料12的注入施工，另一方面，各段独立空间分别施工，能够保证接缝料12的密实性。注入口8应当分别设置于每段独立空间的位置。其中，浮块耐火料7与分隔耐火料13的材质均为镁碳质耐火材料。浮块耐火料7与独立空间的段数可选4-20段。

本发明的炉底壳1与炉身壳2可拆卸连接，使炉底壳1上的炉底耐火料3在侵蚀过后能够及时更换，从而延长了转炉炉底的使用寿命。转炉环形缝隙中的接缝料12通过注入口8采用由下至上的注入方式，能够避免接缝料12中产生隔层、空鼓等现象。当向注入口8注入接缝料12时，浮块耐火料7在接缝料12顶升作用下向限位口移动，当浮块耐火料7移动至限位口，同时机械泵压达到设定值时，浮块耐火料7能够对接缝料12起到压紧的作用，这样能够充分保证接缝料12的填充密实度，使接缝料12能够一次性填充完毕。

本发明既保证了炉底耐火料3与炉身耐火料4之间的连接强度，同时又避免了钢水直接侵蚀接缝料12，提高了转炉的使用寿命。不仅实现了转炉在一个炉役过程中炉底的热更换，而且能够使转炉的寿命提高到6000炉以上。

实施例2：

本发明还提供一种转炉炉底的更换方法，使用上述的炉底壳1与炉身壳2可拆卸连接的转炉，如图3所示，当钢水炼制完成后，首先观察判断炉底耐火料3的厚度是否达到设定值，设定值可以根据转炉实际使用情况设置为200-600mm。若炉底耐火料3的厚度大于设定值，则转炉可以继续使用；若炉底耐火料3的厚度小于设定值，则洗炉至炉底耐火料3上覆盖的渣层厚度≤10mm，待炉衬温度冷却至0-200℃时，通过机械设备拆除炉底壳1以及炉底壳1上旧的炉底耐火料3，并重新在炉底壳1上砌筑新的炉底耐火料3，新的炉底耐火料3的砌筑厚度根据转炉的大小为800-1200mm。如果炉底壳1上设置有永久层9，则永久层9需要一并拆除并且重新砌筑。

新的炉底砌筑完成后，将炉底壳1连接在炉身壳2上，使用机械泵压的方式将接缝料12通过注入口8沿炉底至炉内的方向注入炉底耐火料3与炉身耐火料4之间的缝隙中，使接缝料12高出炉底耐火料3的高度为20-200mm，以保证接缝料12填充的密实程度。

可以理解的是，当在环形缝隙中设置有浮块耐火料7时，仅需浮块耐火料7上升至限位口位置，并且使机械泵压达到设定压力值即可判断接缝料12是否填充密实。特别地，当浮块耐火料7为分段设置时，可以分别通过每段浮块耐火料7是否上升至限位口位置并且机械泵压是否达到设定压力值，来判断接缝料12是否填充密实。

接缝料12填充完成后，采用烘烤的方式烧结接缝料12，烘烤时间为2-12h，烘烤温度为800-1600℃。即可完成转炉炉底的更换工作。其中，烘烤温度越高，烘烤的时间也就越短。

本实施例中，通过取下炉底壳1以及炉底耐火料3，并在炉底壳1上砌筑新的炉底耐火料3，再采用机械泵压的方式填充接缝料12，实现了转炉炉底的快速更换，既延长了转炉的寿命，同时又提高了转炉炉底的更换效率。

实施例3：

现有技术中的炉衬在冷却时，一般转炉是从1600℃开始冷却的，而一般的接缝料12需要炉衬冷却到0-200℃时，才能开始泵压注入接缝料12，冷却时间一般需要24h左右，冷却周期长，转炉投入使用效率低。

本实施例中的接缝料12包括第一组成部分和第二组成部分配置而成。其中，第一组成部分按重量百分比为：镁砂63-85wt％、沥青0-10wt％、石墨0-10wt％、金属粉2-17wt％；第二组成部分包括第一组成部分的重量的5-15wt％的树脂、5-15wt％的醇类物质和0.5-1.5wt％的固化剂。

其中，镁砂由电熔镁砂和烧结镁砂中的一种或两种任意比例混合物组成，镁砂中MgO的含量>95wt％。金属粉为由金属铝粉和金属硅粉中的一种或两种任意比例混合物组成。沥青为由超高温沥青粉和超高温沥青球的一种或者两种任意比例混合物组成。树脂为酚醛树脂或环氧树脂中的一种组成。醇类物质为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种组成。固化剂为六次甲基四胺或甲苯磺酸中的一种组成。

将镁砂、沥青、石墨、金属粉和固化剂放入搅拌机干混3-8min，再加入预先混合均匀的树脂和醇类物质搅拌湿混6-10min，即可得到所需的接缝料12。将接缝料12放至泵机的二次料斗内采用机械泵压注的施工方式注入环形缝隙内。可选的，控制接缝料12温度在15-45℃。

本实施例中接缝料12的自流性≥85％，落球时间≤15s。能够使炉衬温度冷却至800℃时即可注入接缝料12，从而极大降低了转炉所需等待的冷却时间，提高了转炉投入使用的周转效率，从而提高了冶炼的工作效率。

本实施例的接缝料12配合浮块耐火料7，能够使接缝料12的施工一次性完成，达到转炉炉底的快速热更换效果，既保证了转炉炉底的更换质量，同时又显著提高了转炉的使用寿命。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可更换炉底的转炉，其特征在于，包括可拆卸连接的炉底壳(1)与炉身壳(2)，所述炉底壳(1)上设置有炉底耐火料(3)，所述炉身壳(2)上设置有炉身耐火料(4)，当所述炉底壳(1)与炉身壳(2)连接后，所述炉底耐火料(3)与炉身耐火料(4)之间形成环形缝隙，所述炉底壳(1)和/或炉身壳(2)上开设有注入口(8)，使接缝料(12)从所述注入口(8)沿炉底至炉内的方向注入环形缝隙中；

所述环形缝隙内设置有可移动的浮块耐火料(7)，所述环形缝隙顶部设置有用于限制浮块耐火料(7)上升位置的限位口，以确保注入所述环形缝隙中的接缝料(12)为密实状态。

2.根据权利要求1所述的可更换炉底的转炉，其特征在于，所述浮块耐火料(7)包括浮块底座(71)与限位凸头(72)，所述限位口包括设置于炉底耐火料(3)上的炉底限位耐火料(5)以及设置于炉身耐火料(4)上的炉身限位耐火料(6)，所述炉底限位耐火料(5)与炉身限位耐火料(6)之间设置有与限位凸头(72)适配的间隙。

3.根据权利要求2所述的可更换炉底的转炉，其特征在于，所述环形缝隙内还设置有若干分隔耐火料(13)，若干所述分隔耐火料(13)将环形缝隙分隔为若干独立空间，所述浮块耐火料(7)包括与每个所述独立空间适配的若干浮块耐火料弧段。

4.根据权利要求3所述的可更换炉底的转炉，其特征在于，所述炉底耐火料(3)与炉身耐火料(4)之间的缝隙宽度为20-200mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换炉底的转炉，其特征在于，所述炉底壳(1)与炉底耐火料(3)之间设置有永久层(9)，所述炉身壳(2)与炉身耐火料(4)之间设置有捣打料(10)，所述炉底壳(1)、永久层(9)与炉底耐火料(3)之间贯穿有底吹风口(11)。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换炉底的转炉，其特征在于，所述炉底壳(1)与炉身壳(2)的材质均为钢壳，所述炉底耐火料(3)、炉身耐火料(4)、浮块耐火料(7)以及限位口的材质均为镁碳质耐火材料。

7.一种转炉炉底的更换方法，其特征在于，使用权利要求1至6中任一项所述的可更换炉底的转炉，包括以下步骤：

S1、拆除炉底壳(1)以及炉底壳(1)上旧的炉底耐火料(3)，在炉底壳(1)上砌筑新的炉底耐火料(3)；

S2、将炉底壳(1)连接在炉身壳(2)上，采用泵压方式通过注入口(8)沿炉底至炉内的方向将接缝料(12)注入环形缝隙中，待浮块耐火料(7)移动至限位口并且泵压值达到设定值时，停止泵压接缝料(12)；

S3、烧结接缝料(12)后将转炉投入使用。

8.根据权利要求7所述的转炉炉底的更换方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S11、判断炉底耐火料(3)的厚度是否小于设定值；

S12、当炉底耐火料(3)的厚度小于设定值时，洗炉至炉底耐火料(3)上覆盖的渣层厚度≤10mm，待炉衬温度冷却至0-800℃时，拆除炉底壳(1)以及炉底壳(1)上旧的炉底耐火料(3)；

S13、砌筑新的炉底耐火料(3)厚度为800-1200mm。

9.根据权利要求7所述的转炉炉底的更换方法，其特征在于，所述步骤S2中采用自流性≥85％，落球时间≤15s的接缝料(12)。

10.根据权利要求7所述的转炉炉底的更换方法，其特征在于，所述步骤S3中采用烘烤的方式烧结接缝料(12)，烘烤时间为2-12h，烘烤温度为800-1600℃。

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