CN113444858A - 一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统及其安装方法，其中吹氩系统包括钢包，钢包内设有钢包透气上水口座砖，上水口座砖内设有进气管，吹氩系统还包括依次连接的旋转连接管件、连接管、高温止回阀、外接管和快速接头，旋转连接管件的一端连接至进气管、另一端与连接管连接，旋转连接管件和连接管均呈L形，实现钢包外的管路与滑动水口机构平行设置，有益于实现快速接头的连接、断开操作与滑动水口机构的油缸的挂、摘操作同步进行，简化了操作步骤，降低了操作人员的操作难度。管路中各组件材质均为耐热不锈钢，不易变形，实现了管路整体的重复循环利用，降低了材料费用和使用维护成本，在保证使用效果的同时为企业降低了使用成本。

Description

一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统及其安装方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金中炼钢工艺技术领域，具体涉及一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统及其安装方法。

背景技术

连铸钢包浇注过程中钢包透气上水口座砖吹氩冶金技术，是在上水口周围形成环形的微气泡气幕屏障，这些微气泡对流向钢包上水口的钢水进行气洗，促进了夹杂物的上浮去除，同时促进了钢液的循环流动，消除了连铸钢包静置过程中形成的温度梯度，攻克了连铸钢包内钢水温度分层、成分不匀、汇流旋涡下渣等行业共性难题，提高了钢水洁净度和均质化。

中国专利文献CN 201678699 U(申请号201020145666.3)公开了一种钢包防渗吹氩系统，包括气源，气源依次通过气体缓冲罐和单向进气阀连通于钢包透气砖氩气进口，通过设置气体缓冲罐和单向阀，在关闭气源停止吹氩时，管路阀后管段位正压，使单向阀关闭，避免因为负压使钢液进入透气砖狭缝，使透气砖不会因为渗液而被侵蚀，避免钢包出现漏钢事故。但此装置的吹氩进气管路的连接施工较为困难，当钢包中透气砖发生渗钢后，由于透气砖的透气工作面堵塞，透气砖的复通率较低；且现有技术由于焊接施工带来的拆、装困难，管路的各连接处同样因焊接施工容易发生漏气问题，导致吹氩效果不理想，无法满足钢包中气洗条件。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统及其安装方法，通过设置新型吹氩管路、并在管路上设置高性能止回阀，简化了吹氩进气管路的安装工艺，解决了管路漏气和“气体倒流”问题，显著提高了钢包透气上水口座砖的复通率，实现了吹氩进气管路的循环利用。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统，包括钢包，所述钢包内设有钢包透气上水口座砖，所述钢包透气上水口座砖内设有进气管，吹氩系统还包括依次连接的旋转连接管件、连接管、高温止回阀、外接管、快速接头，连接管至快速接头之间的连接方式为可拆卸连接；

所述旋转连接管件包括依次连接的第一旋接母口、第一活节塞杆、内接管、第二活节塞杆和第二旋接母口，其中第一旋接母口与进气管连接、第二旋接母口与连接管连接，第一旋接母口与钢包透气上水口座砖自带进气管之间和第二旋接母口和连接管之间同样为可拆卸连接。

通过设置高温止回阀保证了吹氩系统在停止通入氩气时不会因为进气管路中“气体倒流”而使透气上水口座砖因渗钢而导致无法复通，吹氩系统的管路中多处使用可拆卸连接简化了连接工艺，使系统整体的安装、拆卸时间大大缩短，而且可拆卸连接也保证了管路中各处的密封性能。

所述内接管呈L形，所述第一活节塞杆呈水平方向，所述第二活节塞杆呈竖直方向，旋转连接管件整体呈L形，实现气流自竖向至横向的变换，满足吹氩管路与现有常用水口座砖的适配，有效拓宽吹氩系统的适用范围。

所述连接管呈L形，所述高温止回阀、外接管、快速接头均设置在钢包外部并沿水平方向布置，所述钢包上设有定位孔，所述连接管穿过定位孔并与高温止回阀连接。保证滑动水口机构与吹氩系统的进气端平行布置，便于吹氩气时管路与外部气源的连接。

所述连接管至快速接头之间的连接方式为螺纹连接，所述第一旋接母口与进气管之间和第二旋接母口与连接管之间均为螺纹连接。吹氩系统中各重要部位均使用螺纹连接，不仅保证了密封效果，同时也便于使用过程中对系统中各组件的维护。

所述连接管上固定有第一定位板和第二定位板，第一定位板和第二定位板均固定在连接管和钢包之间，且第一定位板和第二定位板的间距等于连接管水平段长度的2/3～3/4。进一步的，第二定位板固定在连接管的弯折处，第一定位板位于第二定位板和高温止回阀之间。利用两定位板将吹氩系统中的管路与钢包进行有效限位，防止使用过程中管路与钢包之间产生相对位移从而影响吹氩冶金效果。

所述第一定位板和第二定位板的材质均为Q235，厚度均为20mm-30mm，有效保障对管路的加固效果。

所述高温止回阀具有耐高温即≥650℃，硬密封结构，开启压力小即≤0.1bar，泄漏率低等优良性能，选用瑞士FC-Technik公司型号规格为PN25FBSP3/4英寸的高温止回阀；所述外接管、连接管、内接管和旋转连接管件的材质均为耐热不锈钢，使用耐热不锈钢保证了吹氩系统内各组件的使用寿命，使系统能够重复循环使用。

本发明还提供了一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统在一次包中的安装方法，

其中一次包是指钢包包底工作衬，包括渣线镁碳砖、包壁浇注料、包底浇注料均为更换或套浇后首次使用，

具体安装步骤如下：

S1.测量所需连接管的长度并对其两端套丝，将连接管的一端依次与高温止回阀、外接管和快速接头连接，将连接管的另一端插入钢包内部，进行钢包永久衬和钢包包底工作衬施工；

S2.待钢包永久衬、钢包包底工作衬施工完毕后，吊装钢包透气上水口座砖，将旋转连接管件中的第一旋接母口与进气管连接、第二旋接母口与连接管插入钢包的一端连接；

S3.将快速接头连通氩气气源，进行漏气检测，确认连通后的吹氩管路不漏气后，在钢包透气上水口座砖的透气面黏贴防水贴，防止浇注料中的泥浆通过透气面渗入透气孔中，影响钢包透气上水口座砖的透气性能，进而影响吹氩冶金的效果；

S4.浇注钢包透气上水口座砖安装地坑，将钢包养生、烘烤后即可上线使用。

本发明还提供了一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统在二次包中的安装方法，

二次包是指安装有吹氩管路的一次包上线生产45～50炉后下线小修，小修内容包括更换渣线镁碳砖、透气上水口座砖、修补钢包包底工作衬，

具体安装步骤如下：

S1.一次包上线生产45～50炉后下线小修，采用拆包机拆除用后的渣线镁碳砖，采用风镐清理钢包透气上水口座砖安装地坑部位浇注料；

S2.先卸下旋转连接管件、后拆除用后的钢包透气上水口座砖；

S3.在钢包透气上水口座砖安装地坑内安装全新钢包透气上水口座砖，将旋转连接管件中的第一旋接母口与进气管连接、第二旋接母口与连接管插入钢包的一端连接；

S4.将快速接头连通氩气气源，进行漏气检测，确认连通后的吹氩系统不漏气后，在钢包透气上水口座砖的透气面黏贴防水贴；

S5.浇注钢包透气上水口座砖安装地坑、修补钢包包底工作衬，砌筑渣线镁碳砖，将钢包养生、烘烤后即可上线使用。

所述防水贴呈圆环形，且其尺寸与钢包透气上水口座砖的透气面尺寸相同，使用市售圆环形防水贴或使用防水不干胶标签纸裁剪而成。

本发明的有益效果是：

1)本发明提供的吹氩系统中使用旋转连接管件，其两端连接处均为可拆卸连接，连接方法简单，拆、装方便，连接密封性能好，缩短了吹氩进气管路整体的安装时间，通过使用的高温止回阀有效解决了现有吹氩进气管路中常规选择的止回阀、单向阀等由于不耐高温(使用温度＜400℃)导致的密封作用失效问题，突破了高温作业条件(400℃～600℃)下吹氩进气管路断开氩气气源后由于“气体倒流”引发钢包透气上水口座砖渗钢这一行业共性难题，实现了钢包透气上水口座砖复通率100％，由此缩短了钢包透气上水口座砖烧氧清洗时间，提高了钢包透气上水口座砖平均寿命；

2)本发明提供的管路位于钢包外部的部分，即连接管的弯折处至快速接头与滑动水口机构平行布置，有益于实现快速接头的连接、断开操作与滑动水口机构的油缸的挂、摘操作同步进行，简化了操作步骤，降低了操作人员的操作难度；

3)本发明中使用到的各管路材质均为耐热不锈钢，不易变形，实现了管路整体的重复循环利用，降低了材料费用和使用维护成本，在保证使用效果的同时为企业降低了使用成本。

附图说明

图1是本发明实施例中吹氩管道安装与钢包透气上水口座砖的安装连接示意图；

图2是本发明实施例中旋转连接管件的结构示意图；

图3是本发明实施例中旋接母口的结构示意图，其中(a)是主视图，(b)是图(a)中A-A截面图；

其中，1.快速接头；2.外接管；3.高温止回阀；4.连接管；5.第一定位板；6.旋转连接管件；7.定位孔；8.第二定位板；9.进气管；10.透气上水口座砖；11.钢包包底包壳；12.安装地坑；13.钢包永久衬；14.钢包包底工作衬；15.防水贴；16.第一旋接母口；17.第一活节塞杆；18.内接管；19.第二活节塞杆；20.第二旋接母口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1：

如图1所示，一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统，包括钢包，钢包内设有钢包透气上水口座砖10，钢包透气上水口座砖10内设有进气管9，还包括依次连接的旋转连接管件6、连接管4、高温止回阀3、外接管2、快速接头1，快速接头1连接至外部氩气气源；高温止回阀3具有耐高温即≥650℃，硬密封结构，开启压力小即≤0.1bar，泄漏率低等优良性能，选用瑞士FC-Technik公司型号规格为PN25FBSP3/4英寸的高温止回阀，高温止回阀3用以保证吹氩管路内气体单向流动，防止切断氩气气源后由于进气管路中“气体倒流”导致钢液渗入水口座砖内。

如图2所示，旋转连接管件6包括依次连接的第一旋接母口16、第一活节塞杆17、内接管18、第二活节塞杆19和第二旋接母口20，其中第一旋接母口16与进气管9连接、第二旋接母口20与连接管连接。

内接管18呈L形，第一活节塞杆17呈水平方向，第二活节塞杆19呈竖直方向；连接管4呈L形，高温止回阀3、外接管2、快速接头1均设置在钢包外部并沿水平方向布置，钢包上设有定位孔7，定位孔7设置在钢包包底包壳11处且竖向贯穿钢包包底包壳11，连接管4穿过定位孔7并与高温止回阀3连接。连接管至快速接头1之间的连接处均为可拆卸连接，第一旋接母口16与钢包透气上水口座砖10自带进气管9之间和第二旋接母口20和连接管4之间同样为可拆卸连接。优选的，可拆卸连接为螺纹连接。吹氩管路中各重要部位均使用螺纹连接，不仅保证了密封效果，同时也便于使用过程中对管路中各组件的维护保养。

第一旋接母口16和第一活节塞杆17分别与第二旋接母口20和第二活节塞杆19完全相同。活节塞杆整体呈T字形，包括杆头和杆身且内部开有供气体流通的通孔；如图3所示，旋接母口整体呈正六棱柱形且其一端开有供活节塞杆穿过的开孔，活节塞杆的杆身穿过旋接母口的开孔、杆头与旋接母口内腔尺寸匹配并卡在开孔内侧。活节塞杆的杆身伸出部分插入内接管18中，且杆身的外径与内接管18的内径相匹配，杆身与内接管18的连接处施以焊接进行密封加固，当旋接母口与钢包透气上水口座砖自带进气管9或连接管4螺纹连接时，钢包透气上水口座砖自带进气管或连接管4向内旋紧的同时，将活节塞杆的杆头与旋接母口的开孔处压紧，保证活节塞杆与旋接母口之间的良好密封。

外接管2、连接管4、内接管18和旋转连接管件6的材质为耐热不锈钢，其中，外接管、连接管的外径为21.34mm、壁厚为2mm，内接管外径为26.67mm、壁厚为2mm，旋接母口内螺纹规格型号为M30*2，活节塞杆的尺寸选择与旋接母口相配合。

连接管上固定有第一定位板5和第二定位板8，第一定位板5和第二定位板8均固定在连接管4和钢包之间，且第一定位板5和第二定位板8的间距等于连接管4水平段长度的2/3～3/4。优选的，第二定位板8固定在连接管4的弯折处，第一定位板5位于第二定位板8和高温止回阀3之间。利用两定位板将管路整体与所在钢包进行有效限位，防止使用过程中吹氩管路与钢包包底包壳11之间产生相对位移。第一定位板5和第二定位板8的材质均为Q235，厚度均为25mm，有效保障对管路的加固效果。

实施例2：

如实施例1所述的用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统的安装方法，具体安装方法包括如下步骤：

S1.现场测量所需连接管4的长度并对其两端套丝，并将连接管4弯曲成L形，将连接管4水平方向的一端依次与高温止回阀3、外接管2和快速接头1连接，将连接管4的竖向部分通过钢包底端即钢包包底包壳11处开设的定位孔7插入钢包内部，在连接管4和钢包之间焊接固定第一定位板5和第二定位板8，使连接管4与钢包的位置相对固定，进行钢包永久衬13和钢包包底工作衬14施工；

S2.待钢包永久衬13、钢包包底工作衬14施工完毕后，吊装钢包透气上水口座砖10，将旋转连接管件6中的第一旋接母口16与进气管9连接、第二旋接母口20与连接管4的竖向端口连接；

S3.将快速接头1连通氩气气源，按照现有方法进行漏气检测，确认连通后的吹氩管路不漏气后，在钢包透气上水口座砖10的透气面黏贴防水贴15，防止浇注料中的泥浆通过透气面渗入透气孔中，影响钢包透气上水口座砖10的透气性能，进而影响吹氩冶金的效果；

S4.采用现有技术浇注钢包透气上水口座砖安装地坑12，按照现有技术将钢包养生、烘烤后即可上线使用。

其中步骤S3中使用的防水贴15呈圆环形，且其尺寸与钢包透气上水口座砖10的透气面尺寸相同，使用市售圆环形防水贴或使用防水不干胶标签纸裁剪而成。

实施例3：

如实施例1所述的用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统的安装方法，本实施例为当按照实施例2中安装完成的钢包(即一次包)工作一段时间成为二次包时，吹氩系统的拆装方法，其具体包括如下步骤：

S1.一次包上线生产45～50炉后下线小修，采用拆包机拆除用后的渣线镁碳砖，采用风镐清理钢包透气上水口座砖安装地坑12部位浇注料；

S2.先卸下旋转连接管件6、后拆除用后的钢包透气上水口座砖10；

S3.在钢包透气上水口座砖安装地坑12内安装新的钢包透气上水口座砖10，将旋转连接管件6中的第一旋接母口16与钢包透气上水口座砖自带进气管9连接、第二旋接母口20与连接管4的竖向端口连接；

S4.将快速接头1连通氩气气源，按照现有方法进行漏气检测，确认连通后的吹氩管路不漏气后，在钢包透气上水口座砖10的透气面黏贴防水贴15，防水贴15与实施例2中使用的防水贴15相同；

S5.采用现有技术修补钢包包底工作衬14、浇注钢包透气上水口座砖安装地坑12，砌筑渣线镁碳砖，按照现有技术将钢包养生、烘烤后即可上线使用。

对比例1：

中国专利文献CN 109732074 A公开了一种钢包弥散环透气上水口座砖及其吹氩冶金方法，其中给出了一种吹氩管路的结构及连接方式。

对比例2：

中国专利文献CN 111774559 A公开了一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置及应用方法，其中同样给出了一种吹氩管路的结构及连接方式。

实验例：

将实施例1-3与对比例1、2所述的吹氩管路，在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂2#130tLF精炼钢包透气上水口座砖上分别应用，并控制其他条件均相同(如钢包透气上水口、吹氩流量、吹氩时间、钢包包底工作衬及修砌工艺等)，应用情况对比见表1：

表1

对比表1中数据，可看出本发明提供的吹氩管路连接方法简单，拆、装方便(安装用时短)，解决了对比例1(CN 109732074 A)、对比例2(CN 111774559 A)给出的吹氩进气管路由于焊接施工带来的拆、装困难的应用技术难题，大大缩短了吹氩进气管路安装时间；实现了吹氩进气管路的循环利用，解决了由于进气管路中“气体倒流”引发的钢包透气上水口座砖渗钢而导致无法完全复通的难题；实现了钢包透气上水口座砖10复通率100％，由此缩短了钢包透气上水口座砖烧氧清洗时间，提高了钢包透气上水口座砖10的平均寿命。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统，包括钢包，所述钢包内设有钢包透气上水口座砖(10)，所述钢包透气上水口座砖(10)内设有进气管(9)，其特征在于：还包括依次连接的旋转连接管件(6)、连接管(4)、高温止回阀(3)、外接管(2)、快速接头(1)，所述连接管(4)至快速接头(1)之间的连接方式均为可拆卸连接；

所述旋转连接管件(6)包括依次连接的第一旋接母口(16)、第一活节塞杆(17)、内接管(18)、第二活节塞杆(19)和第二旋接母口(20)，其中第一旋接母口(16)与进气管(9)连接、第二旋接母口(20)与连接管(4)连接，所述第一旋接母口(16)与进气管(9)之间、第二旋接母口(20)与连接管(4)之间均为可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统，其特征在于：所述内接管(18)呈L形，所述第一活节塞杆(17)呈水平方向，所述第二活节塞杆(19)呈竖直方向；所述连接管(4)呈L形，所述高温止回阀(3)、外接管(2)、快速接头(1)均设置在钢包外部并沿水平方向布置，所述钢包上设有定位孔(7)，所述连接管(4)穿过定位孔(7)并与高温止回阀(3)连接。

3.如权利要求1所述的用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统，其特征在于：所述连接管(4)至快速接头(1)之间的连接方式均为螺纹连接，所述第一旋接母口(16)与进气管(9)之间、第二旋接母口(20)与连接管(4)之间均为螺纹连接。

4.如权利要求1所述的用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统，其特征在于：所述连接管上固定有第一定位板(5)和第二定位板(8)。

5.如权利要求4所述的用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统，其特征在于：所述第一定位板(5)和第二定位板(8)均固定在连接管(4)和钢包之间，所述第一定位板(5)和第二定位板(8)的间距等于连接管(4)水平段长度的2/3～3/4。

6.如权利要求5所述的用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统，其特征在于：所述第二定位板(8)固定在连接管(4)的弯折处，所述第一定位板(5)位于第二定位板(8)和高温止回阀(3)之间。

7.如权利要求4所述的用于钢包透气上水口座砖的吹氩系统，其特征在于：所述高温止回阀(3)选用PN25FBSP3/4型高温止回阀(3)；所述外接管(2)、连接管(4)、内接管(18)和旋转连接管件(6)的材质均为耐热不锈钢；所述第一定位板(5)和第二定位板(8)的材质均为Q235，厚度均为20mm-30mm。

8.如权利要求1～7所述的吹氩系统在一次包中的安装方法，其特征在于：

其中一次包是指钢包包底工作衬(14)，包括渣线镁碳砖、包壁浇注料、包底浇注料均为首次使用，

具体安装步骤如下：

S1.测量所需连接管的长度并对其两端套丝，将连接管(4)一端依次与高温止回阀(3)、外接管(2)和快速接头(1)连接，将连接管(4)的另一端插入钢包内部，进行钢包永久衬(13)和钢包包底工作衬(14)施工；

S2.待钢包永久衬(13)、钢包包底工作衬(14)施工完毕后，吊装钢包透气上水口座砖(10)，将旋转连接管件(6)中的第一旋接母口(16)与进气管(9)连接、第二旋接母口(20)与连接管(4)插入钢包的一端连接；

S3.将快速接头(1)连通氩气气源，进行漏气检测，确认连通后的吹氩系统不漏气后，在钢包透气上水口座砖(10)的透气面黏贴防水贴(15)，防止浇注料中的泥浆通过透气面渗入透气孔中，影响钢包透气上水口座砖(10)的透气性能，进而影响吹氩冶金的效果；

S4.浇注钢包透气上水口座砖安装地坑(12)，将钢包养生、烘烤后即可上线使用。

9.如权利要求1～7所述的吹氩系统在二次包中的安装方法，其特征在于：

其中二次包是指安装有吹氩系统的一次包上线生产45～50炉后下线小修，小修内容包括更换渣线镁碳砖、透气上水口座砖(10)、修补钢包包底工作衬(14)，

具体安装步骤如下：

S1.一次包上线生产45～50炉后下线小修，采用拆包机拆除用后的渣线镁碳砖，采用风镐清理钢包透气上水口座砖安装地坑(12)部位浇注料；

S2.先卸下旋转连接管件(6)、后拆除用后的钢包透气上水口座砖(10)；

S3.在钢包透气上水口座砖(10)安装地坑(12)内安装全新钢包透气上水口座砖(10)，将旋转连接管件(6)中的第一旋接母口(16)与进气管(9)连接、第二旋接母口(20)与连接管(4)插入钢包的一端连接；

S4.将快速接头(1)连通氩气气源，进行漏气检测，确认连通后的吹氩系统不漏气后，在钢包透气上水口座砖(10)的透气面黏贴防水贴(15)；

S5.浇注钢包透气上水口座砖安装地坑(12)、修补钢包包底工作衬(14)，砌筑渣线镁碳砖，将钢包养生、烘烤后即可上线使用。

10.如权利要求8或9所述的安装方法，其特征在于：所述防水贴(15)呈圆环形，且其尺寸与钢包透气上水口座砖(10)的透气面尺寸相同，使用市售圆环形防水贴(15)或使用防水不干胶标签纸裁剪而成。

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