CN111719034A - 一种适用于转炉炉底的吹风口结构 - Google Patents

一种适用于转炉炉底的吹风口结构 Download PDF

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蒋晓放
刘旭峰
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Abstract

本发明公开了一种适用于转炉炉底的吹风口结构，包括底吹风口座砖耐材本体，所述底吹风口座砖耐材本体设置呈长方体结构，或者截面为梯形的体型结构，其中央开有贯通孔；还包括设于所述贯通孔内的底吹喷管系统，包括进气管、调节阀、气室、狭缝喷管和耐材块填充材料，气室的下端依次连接调节阀、进气管，气室的上端连接狭缝喷管，狭缝喷管设于所述贯通孔内，狭缝喷管具有若干条，相连狭缝喷管间通过耐材块填充材料间隔，气室上还连有压力传感器。本发明不但提高了转炉底吹强度，而且提升了底吹风口的寿命。

Description

一种适用于转炉炉底的吹风口结构
技术领域
本发明涉及一种转炉炉底的吹风口，更具体地说，涉及一种适用于转炉炉底的吹风口结构。
背景技术
转炉底吹风口是设置在转炉底部用于吹入气体的装置，转炉中的铁水借助由底吹风吹入的气体，对熔池中的金属液体进行搅拌，促使熔池内金属的温度、成分均匀化。
目前工业上主要运用的底吹风口形式主要有三种：1)单管底吹风口，2)环缝底吹风口，3)毛细管底吹风口。这三种底吹风口的主要特点是：
单管底吹风口的特点，底吹座砖上设置了一根直通的管道，管径为3～10mm。
环缝底吹风口的特点，如中国专利公开号CN101487072A公布了一种环缝底吹风口，底吹喷管由2～5层管同心套装组成，各层之间环缝缝隙宽度为0.2～3mm。
毛细管底吹风口的特点，如中国专利公开号CN107075596A公布了一种毛细管底吹风口，底吹座砖上设置了多个贯通毛细管孔，毛细管数量在30根以上，毛细管之间间距6～12mm，毛细管直径1～3mm。
上述三种底吹风口的形式在国内钢厂均有运用，但是在生产实践中也各有优缺点：
单管底吹风口，总的通气面积较小，出口气流速度高，风口不易堵塞，但是由于总的通气面积受限，总的底吹流量较小，要保证底吹强度需要增加底吹风口的数量。
环缝底吹风口，通气面积是介于单管底吹风口和毛细管底吹风口之间，总的通气面积适中，出口气流速度高，风口不易堵塞，但是由于总的通气面积受限，总的底吹流量不能满足高强度底吹工况的要求，要保证底吹强度需要增加底吹风口的数量。
毛细管底吹风口，总的通气面积较大，底吹流量较大，但是单根毛细管气流量和出口气流速度较低，相对容易堵塞，而且要在座砖以一定间距布置30根以上的毛细管，座砖需要做的很大，增加了制作难度和成本。
随着转炉的大型化﹑生产效率和对品质要求的提升，特别是单次处理铁水大于等于200吨的大型顶底复吹转炉时，对转炉的底吹强度和底吹风口寿命的要求也越来越来越高。
增加底吹强度最为有效的方式是增加底吹风口喷管的截面积或提高管道气体背压，所以对于现有底吹风口要增加喷管的截面积，环缝式底吹风口环数要增加环缝直接要越做越大，毛细管形式的底吹风口毛细管根数要越做越多，相应得底吹座砖也越做越大，增加了制作难度和成本。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种适用于转炉炉底的吹风口结构，不但提高了转炉底吹强度，而且提升了底吹风口的寿命。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于转炉炉底的吹风口结构，包括底吹风口座砖耐材本体，所述底吹风口座砖耐材本体设置呈长方体结构，或者截面为梯形的体型结构，其中央开有贯通孔；
还包括设于所述贯通孔内的底吹喷管系统，包括进气管、调节阀、气室、狭缝喷管和耐材块填充材料，气室的下端依次连接调节阀、进气管，气室的上端连接狭缝喷管，狭缝喷管设于所述贯通孔内，狭缝喷管具有若干条，相连狭缝喷管间通过耐材块填充材料间隔，气室上还连有压力传感器。。
所述底吹风口座砖耐材本体为镁碳砖。
所述贯通孔为正方孔，尺寸为20*20mm至150*150mm。
所述贯通孔周边与所述底吹风口座砖耐材本体上表面边缘的距离为100～300mm。
所述狭缝喷管是由厚度3～8mm的不锈钢板拼焊制成。
所述狭缝喷管数量为2～30根，采用间距水平排列或者垂直排列。
所述狭缝喷管的通气截面为长方形，其长度为3～80mm，宽度为1～5mm。
所述气室是由厚度3～8mm的不锈钢板制成。
所述气室设置呈长方体或者圆柱体。
所述气室容积大于1000000mm3，优选气室容积大于2000000mm3。
本发明所提供的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，还具有以下几点有益效果：
1)本发明吹风口结构采用狭缝吹管密排的布置结构，在不用增加底吹座砖的尺寸条件下，有效增加了底吹风口的供气喷管的截面积，增加了底吹强度，单支底吹风口的供气强度调节范围达到0～600m3/h；
2)本发明吹风口结构由于底吹喷管布置在底吹座砖耐材本体的中央位置，喷管的外侧距离底吹座砖上表面边缘的距离在100mm以上，所以该底吹风口具有优异的抗耐侵蚀剥落，使用寿命也更高。同时，位于底吹座砖耐材本体中央的喷管喷出大流量的惰性气体冷却能力强，对底吹座砖耐材本体也是很好的冷却作用，抑制了底吹座砖耐材本体的熔损，进一步提高使用寿命；
3)本发明吹风口结构增大了气室的容积和压力监测，有效保证了气室压力稳定，客服了通气管道易堵塞和底吹风口易熔损的缺点；
4)本发明吹风口结构由于背压稳定不易堵塞，该风口流量调节范围大，而且适用性强，适用特别是200吨以上转炉的各种吹炼工艺的要求。
附图说明
图1是本发明吹风口结构底吹风口的纵剖视图；
图2是图1中吹风口结构实施例一的俯视图；
图3是图1中吹风口结构实施例二的俯视图；
图4是本发明吹风口结构中底吹风口座砖耐材本体的纵剖图；
图5是本发明吹风口结构中底吹风口座砖耐材本体的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
请结合附图4至图5所示，本发明所提供的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，用于安装在单次铁液处理量大于200吨的顶底复吹转炉的底部，包括底吹风口座砖耐材本体1，所述底吹风口座砖耐材本体1设置呈长方体结构，或者截面为梯形的体型结构，其中央开有贯通孔2。
还包括设于所述贯通孔2内的底吹喷管系统，包括进气管3、调节阀4、气室5、狭缝喷管6和耐材块填充材料7，气室5的下端依次连接调节阀4、进气管3，气室5的上端连接狭缝喷管6，该狭缝喷管6置于所述贯通孔2内，狭缝喷管6截面设置呈长方形，狭缝喷管6具有若干条，相连狭缝喷管6间通过耐材块填充材料7填充间隔，气室5上还连有压力传感器8。
较佳的，所述底吹风口座砖耐材本体1选用高品质的镁碳砖制成，在底吹风口座砖耐材本体1中央沿长边方向开截面为20*20mm至150*150mm的正方孔贯通孔2，贯通孔2周边与所述底吹风口座砖耐材本体1上表面边缘的距离为100mm以上，优选200mm以上，再优选300mm以上。
由于底吹喷管系统布置在底吹风口座砖耐材本体1中央的贯通孔2中，而且狭缝喷管6的外侧距离底吹风口座砖耐材本体1上表面边缘的距离在100mm以上，所以该底吹风口具有优异的抗耐侵蚀剥落，使用寿命也提高。
较佳的，所述狭缝喷管6是由厚度3～8mm的不锈钢板拼焊制成，狭缝喷管6的通气截面为长方形，其长度为3～8mm，宽度为1～5mm，按一定的间距水平排列或者垂直排列，平行排列缝间距为8～50mm，狭缝喷管6数量为2～30根，狭缝喷管6之间的安装按间距尺寸定制的高品质镁碳砖块。由于采用狭缝喷管6密排的布置结构，增加了底吹风口的供气喷管的截面积，有效增加了底吹强度，单支底吹风口的供气强度调节范围可以到达0～600m3/h。
较佳的，所述气室5是由厚度3～8mm的不锈钢板制成，气室5的形状可以设置呈长方体或者圆柱体，气室5上表面连接狭缝喷管6，气室5下表面连接了进气管3，进气管3上还安装了调节阀4，气室5上安装了压力传感器8。为了保证气室5压力的稳定，增大了气室5的容积，气室5容积大于1000000mm3，优选的气室5容积大于2000000mm3。气室5上安装了压力传感器8可以实时监测气室5内的压强，进气管3上安装的调节阀4可以根据实际工艺调整气室5内的压力。由于增大了气室5的容积、压力监测和调节装置，有效保证了气室5压力稳定，克服了通气管道易堵塞和底吹风口易熔损的缺点。
实施例一
请结合附图1、附图2，对本发明吹风口结构实施方式一进行说明，用于300t的顶底复吹转炉，底部安装8只底吹风口，通过底吹风口向铁液吹入惰性气体，搅拌炉内铁水。
如附图1所示，底吹风口座砖耐材本体1尺寸为400*400*1200mm，在其上表面中央开截面60*60mm的贯通孔2，贯通孔2外侧距离底吹风口座砖耐材本体1上表面边缘的距离为170mm。
底吹喷管系统由进气管3、调节阀4、气室5、狭缝喷管6和耐材块填充材料7组成，进气管3连接调节阀4后，再连接气室5，气室5上安装有压力传感器8，气室5是为100*100*200mm的长方体内腔，外壁由3mm的不锈钢板制成，气室5的上边安装有截面为长方形的狭缝喷管6，狭缝喷管6供气通道的尺寸为54*2mm(如图2所示)，狭缝喷管6的管壁为3mm厚的不锈钢板制成，狭缝喷管6采用3根竖直平行排列，相邻的间距为18mm，狭缝喷管6是由长方体高品质耐材块填充材料7填充尺寸为54*18*1200mm。
现场操作时，进气管3的背压稳定在1.6MPa，通过调节进气管3上的调节阀4和监测气室5上的压力传感器8，将气室5压力可以在0～1.6MPa，狭缝喷管6的流量可以在0～400m3/h之间调节。
本发明吹风口结构的气室5背压稳定，狭缝喷管6流量调节范围大，复通和冷却能力强不易堵塞，寿命可以到达6000炉以上，适用于300t转炉各种工艺条件。
实施例二
请结合附图1、附图3，对本发明吹风口结构实施方式二进行说明，用于250t的顶底复吹转炉，底部安装6只底吹风口，通过底吹风口向铁液吹入惰性气体，搅拌炉内铁水。
如附图1所示，底吹风口座砖耐材本体1尺寸为500*500*1200mm，在其上表面中央开截面80*80mm的贯通孔2，贯通孔2外侧距离底吹风口座砖耐材本体1上表面边缘的距离为210mm。
底吹喷管系统由进气管3、调节阀4、气室5、狭缝喷管6和耐材块填充材料7组成，进气管3连接调节阀4后，再连接气室5，气室5上安装有压力传感器8，气室5是为120*120*200mm的长方体内腔，外壁由3mm的不锈钢板制成，气室5的上边安装有截面为长方形的狭缝喷管6(如图3所示)，狭缝喷管6的管壁为3mm厚的不锈钢板制成，狭缝喷管6采用3根竖直布置气管和4根水平布置气管组成，竖直布置3根气管通气截面为74*2mm，水平布置4根气管通气截面为28*3mm，竖直的狭缝喷管6有3根平行排列，相邻的间距为28mm，水平的狭缝喷管6有4根布置竖直通气管之间分别沿方形钢管的上下表面布置，狭缝喷管6是由长方体高品质耐材块填充材料7填充尺寸为74*28*1200mm。
现场操作时，进气管3的背压稳定在1.8MPa，通过调节进气管3上的调节阀4和监测气室5上的压力传感器8，将气室5压力可以在0～1.7MPa，狭缝喷管6的流量可以在0～500m3/h之间调节。
本发明吹风口结构的气室5背压稳定，狭缝喷管6流量调节范围大，复通和冷却能力强不易堵塞，寿命可以到达6000炉以上，适用于250t转炉各种工艺条件。
综上所述，本发明吹风口结构采用狭缝喷管密排的布置方式，增加了底吹风口的供气的截面积，有效提高了底吹强度，提升对转炉铁液的搅拌能力和对底吹风口的冷却能力，提升了底吹风口的寿命，同时增大了气室的容积和压力监测调节检测装置，有效保证了气室压力稳定，克服了通气管道压力波动造成的堵塞。不但提高了转炉底吹强度，而且提升了底吹风口的寿命。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种适用于转炉炉底的吹风口结构，包括底吹风口座砖耐材本体，其特征在于：所述底吹风口座砖耐材本体设置呈长方体结构，或者截面为梯形的体型结构，其中央开有贯通孔；
还包括设于所述贯通孔内的底吹喷管系统，包括进气管、调节阀、气室、狭缝喷管和耐材块填充材料，气室的下端依次连接调节阀、进气管，气室的上端连接狭缝喷管，狭缝喷管设于所述贯通孔内，狭缝喷管具有若干条，相连狭缝喷管间通过耐材块填充材料间隔，气室上还连有压力传感器。
2.如权利要求1所述的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，其特征在于：所述底吹风口座砖耐材本体为镁碳砖。
3.如权利要求1所述的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，其特征在于：所述贯通孔为正方孔，尺寸为20*20mm至150*150mm。
4.如权利要求3所述的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，其特征在于：所述贯通孔周边与所述底吹风口座砖耐材本体上表面边缘的距离为100～300mm。
5.如权利要求1所述的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，其特征在于：所述狭缝喷管是由厚度3～8mm的不锈钢板拼焊制成。
6.如权利要求5所述的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，其特征在于：所述狭缝喷管数量为2～30根，采用间距水平排列或者垂直排列。
7.如权利要求6所述的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，其特征在于：所述狭缝喷管的通气截面为长方形，其长度为3～80mm，宽度为1～5mm。
8.如权利要求1所述的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，其特征在于：所述气室是由厚度3～8mm的不锈钢板制成。
9.如权利要求8所述的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，其特征在于：所述气室设置呈长方体或者圆柱体。
10.如权利要求9所述的一种适用于转炉炉底的吹风口结构，其特征在于：所述气室容积大于1000000mm3，优选气室容积大于2000000mm3。
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