CN115572789B - 一种转炉底吹供气元件的安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种转炉底吹供气元件的安装方法，是根据短接件外径对转炉炉底底吹孔扩孔使之形成与短接件歇间配合且中心线与其所在的炉底平面或球面的切面垂直；将短接件插入炉底配重铁开口及底吹孔内且上沿与炉壳内表面对焊、下沿与配重铁外表面固定；先砌筑底吹孔周围永久层及下护砖，然后将定位杆插入下护砖内定位并根据下护砖位置砌筑上护砖及炉底工作层、炉身；在炉底搭建安装平台，将底吹供气元件穿过短接件并插入到下护砖和上护砖容纳通道中，随后用耐火泥填充底吹供气元件与短接件的连接缝隙并使之相互固定连接，接着用干镁砂填充底吹供气元件与容纳通道间的缝隙。本发明具有结构简单、连接可靠、可预防渗钢及漏钢事故、安装效率高的特点。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种结构简单、连接可靠、可预防渗钢及漏钢事故、安装效率高的转炉底吹供气元件的安装方法。
背景技术
复吹转炉是冶炼洁净钢水的重要工具，其中底吹是影响转炉复吹效果的重要因素。在复吹转炉的长期发展过程中，相继衍生出狭缝式、毛细管式、环缝式等多种底吹供气元件，其中环缝式底吹供气元件近年来应用较为广泛。
在转炉设计过程中，为了生产安全，转炉炉底常设置有增加转炉配重的配重铁，配重铁的厚度在100~300mm。对于有配重铁的转炉，为了安装底吹供气元件，需要在炉底炉壳与配重铁上分别开设底吹孔，配重铁的存在给底吹供气元件的安装提出了诸多挑战：底吹供气元件直接固定于配重铁上较为困难，不易调整，且容易脱落，安装耗时等问题。
目前，对于环缝式底吹供气元件的安装，材料主要包括下护砖、上护砖、环缝式底吹供气元件等，安装过程涉及下护砖安放、上护砖安放、环缝式底吹供气元件安装、缝隙填实等。其中安装步骤一般为：首先安放下护砖，并安放定位杆；其次砌筑永久层；然后拔出定位杆，安放上护砖，并再次安放定位杆；接着砌筑剩余的炉衬砖；待安装条件允许，拔出定位杆，并由转炉底部安装底吹供气元件；最后缝隙填实即可。对于设有配重铁的转炉，该方法底吹供气元件直接固定于配重铁上，安装较为困难，不易调整，且容易脱落，安装耗时等问题。
现有技术中，专利CN 107326142 B公布了一种转炉底吹护砖及其砌筑方法和冶炼方法。其通过先砌筑下护砖，结束后将上护砖与下护砖对接安装；对接结束后，将金属定位杆自上护砖直通圆孔插入，固定底吹护砖位置；位置固定后将金属定位杆拔出；将环缝式底吹供气元件自金属炉壳的开孔处由外部插入；环缝式底吹供气元件的外管插入长度剩余100～200mm时，在金属炉壳的开孔与环缝式底吹供气元件的缝隙处填耐火泥；然后将环缝式底吹供气元件的外管剩余长度插入，用耐火泥将金属炉壳的开孔弥合，将金属短接件先点焊后满焊至金属炉壳；金属短接件满焊结束后，将环缝式底吹供气元件的外管与底吹护砖开孔间的缝隙用电熔镁砂灌满，将缝隙弥合；缝隙弥合后，将环缝式底吹供气元件露出上护砖的部分用金属防砸帽盖住。
上述方法在环缝式底吹供气元件的底部设置法兰类的金属短接件，然后通过金属短接件实现供气元件与金属炉壳焊接，虽然能够提高供气元件连接的可靠性和降低底吹孔的加工要求，但对于炉底设有配重铁的转炉，由于配重铁的阻挡，金属短接件与炉壳焊接操作空间较小，不仅操作困难，而且难以保证焊接质量，并不能解决炉底设有配重铁转炉的底吹供气元件的安装问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、连接可靠、可预防渗钢及漏钢事故、安装效率高的转炉底吹供气元件的安装方法。
本发明是这样实现的：包括底吹孔扩孔、短接件安装、转炉砌筑、底吹供气元件安装步骤，具体内容如下：
A、底吹孔扩孔：根据短接件的实际外径尺寸，对转炉炉底上的底吹孔进行扩孔，使底吹孔的孔径与短接件的外径形成间隙配合，且使底吹孔的中心线与其所在的炉底平面或球面的切面相垂直；
B、短接件安装：将短接件自下而上的插入转炉炉底的配重铁开口及底吹孔内，然后将短接件的上沿与底吹孔侧的炉壳内表面对焊连接且下沿与开口侧的配重铁外表面固定连接；
C、转炉砌筑：先砌筑炉底底吹孔周围的永久层及并砌入下护砖，然后用与底吹供气元件外径相当的定位杆插入下护砖内定位后拔出，接着砌筑中心砖、内环砖，随后根据下护砖位置砌筑上护砖及外环砖、返平砖、炉身砖；
D、底吹供气元件安装：在转炉的炉底搭建安装平台，然后将底吹供气元件穿过短接件并插入到下护砖和上护砖的容纳通道中，随后用耐火泥填充底吹供气元件与短接件的连接缝隙，并使底吹供气元件与短接件固定连接，接着用干镁砂对底吹供气元件与容纳通道的缝隙进行填缝。
本发明的有益效果：
1、本发明通过设置独立的短接件，先将短接件的上沿与底吹孔侧的炉壳内表面对焊且下沿与开口侧的配重铁外表面固定，后期底吹供气元件只需与短接件焊接或螺栓连接，就能实现与炉壳的固定连接，避免了现有与炉壳直接焊接因配重铁阻挡而操作困难且焊接质量难以保证的问题，从而可有效的提高底吹供气元件的安装效率，而且由于短接件两端分别与炉壳及配重铁固定，因此与短接件连接的底吹供气元件连接也较为可靠。
2、本发明的底吹孔与短接件间隙配合，因此相较底吹孔与底吹供气元件的紧配合，其底吹孔的加工要求较为宽松，从而可降低加工成本，而且也能降低底吹供气元件的安装难度。
3、本发明独立设置的短接件由于其连接管的内径较底吹供气元件的外径大，因此在底吹供气元件失效后，虽然短接件有可能少量变形，但也仅需更换底吹供气元件和转炉内重新砌筑即可，无需再次对炉壳及配重铁扩孔，从而可显著提高再次更换的效率。
4、本发明通过在底吹供气元件与短接件的连接缝隙内填充铬刚玉火泥，并对底吹供气元件与容纳通道的缝隙进行填缝，通过双重填充，相较仅容纳通道的单一填缝增加了填缝的长度，而且还可采用不同性质的填充材料，从而能更好的预防渗钢、漏钢事故发生，有效提高环缝式底吹供气元件的寿命。
综上所述，本发明具有结构简单、连接可靠、可预防渗钢及漏钢事故、安装效率高的特点。
附图说明
图1为图2之B-B向剖视结构示意图；
图2为图1之A-A向旋转剖视结构示意图；
图3为本发明的单一结构示意图；
图中：1-底吹供气元件，2-炉壳，3-配重铁，4-短接件，401-连接盘，402-连接管，5-容纳通道，6-永久层，7-下护砖，8-中心砖，9-内环砖，10-上护砖，11-外环砖，12-返平砖，13-炉身砖。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1、2和3所示，本发明包括底吹孔扩孔、短接件安装、转炉砌筑、底吹供气元件安装步骤，具体内容如下：
A、底吹孔扩孔：根据短接件的实际外径尺寸，对转炉炉底上的底吹孔进行扩孔，使底吹孔的孔径与短接件的外径形成间隙配合，且使底吹孔的中心线与其所在的炉底平面或球面的切面相垂直；
B、短接件安装：将短接件自下而上的插入转炉炉底的配重铁开口及底吹孔内，然后将短接件的上沿与底吹孔侧的炉壳内表面对焊连接且下沿与开口侧的配重铁外表面固定连接；
C、转炉砌筑：先砌筑炉底底吹孔周围的永久层及并砌入下护砖，然后用与底吹供气元件外径相当的定位杆插入下护砖内定位后拔出，接着砌筑中心砖、内环砖，随后根据下护砖位置砌筑上护砖及外环砖、返平砖、炉身砖；
D、底吹供气元件安装：在转炉的炉底搭建安装平台，然后将底吹供气元件穿过短接件并插入到下护砖和上护砖的容纳通道中，随后用耐火泥填充底吹供气元件与短接件的连接缝隙，并使底吹供气元件与短接件固定连接，接着用干镁砂对底吹供气元件与容纳通道的缝隙进行填缝。
所述短接件包括连接盘及连接管，所述连接盘与配重铁开口的形状相同且中部设置有通孔，所述连接管垂直固定设置于连接盘的一端且与通孔连通，所述通孔的直径不小于连接管的内径。
所述连接管的内径大于底吹供气元件的外径10～40mm，所述连接盘的外沿尺寸与配重铁开口对应的内沿尺寸差为±5mm。
所述连接盘的厚度为10～20mm，所述连接管的壁厚为5～10mm。
所述A步骤中，扩孔后底吹孔的孔径大于短接件的外径5～10mm。
所述B步骤中，短接件的下沿与开口侧的配重铁外表面对焊连接或螺钉连接。
所述C步骤包括以下分步骤：
C10、永久层砌筑：在转炉炉底的各底吹孔周围砌筑永久层；
C20、下护砖定位与砌筑：将下护砖插入到永久层在底吹孔上部预留的位置内，然后用与底吹供气元件外径相当的定位杆插入下护砖内进行定位，定位完成后拔出定位杆，随后填充下护砖与永久层之间的缝隙；
C30、中心砖定位与砌筑：参照炉底的炉壳确定炉底中心点，然后在永久层上砌筑与中心点同轴的中心砖；
C40、内环砖砌筑：在永久层上围绕中心砖，根据设计砌筑炉底上各上护砖所形成的环内侧的环砖；
C50、上护砖砌筑：根据下护砖位置对应砌筑上护砖并使内部的容纳通道之间同轴；
C60、外环砖砌筑：根据设计砌筑炉底上各上护砖所形成的环外侧及之间的环砖；
C70、返平砖砌筑：根据设计砌筑返平砖；
C80、炉身砖砌筑：根据设计砌筑炉身砖。
所述下护砖砌筑包括如下步骤：
C21、下护砖砌筑：在炉底的永久层砌筑完毕后，根据底吹孔将下护砖插入到永久层预留的位置内；
C22、定位杆安装：下护砖砌筑完毕后，将定位杆自上而下地插入到下护砖中心的容纳通道中；
C23、定位杆确认：定位杆安装完毕后，上下抽动定位杆，若定位杆卡阻严重，则调整下护砖的位置直至抽动自如；
C24、填缝：用湿镁砂填充下护砖与永久层之间的缝隙，随后拔出定位杆。
所述上护砖砌筑包括如下步骤：
C51、上护砖砌筑：根据下护砖位置在上部对应砌筑上护砖；
C52、定位杆安装：上护砖砌筑完毕后，将定位杆自上而下插入到上、下护砖中心的容纳通道中；
C53、定位杆确认：定位杆安装完毕后，上下抽动定位杆，若定位杆卡阻严重，则微调上护砖的位置直至抽动自如。
所述D步骤包括如下分步骤：
D10、炉底安装平台搭建：在转炉的炉底搭建安装平台；
D20、定位杆移除：从炉内抽出上、下护砖容纳通道内的定位杆；
D30、底吹供气元件插入：自炉底将底吹供气元件穿过短接件并插入到上、下护砖的容纳通道内；
D40、耐火泥填缝：用铬刚玉火泥填充底吹供气元件与短接件下部连接处的缝隙；
D50、底吹供气元件与短接件连接：将底吹供气元件与短接件的金属盘先点焊后满焊连接；或者将底吹供气元件的法兰盘与短接件的金属盘用螺栓连接；
D60、干镁砂填缝：在炉内对底吹供气元件与上、下护砖的容纳通道间的缝隙用干镁砂进行填缝。
所述上护砖的下表面中部设置有圆柱形的凸起，所述下护砖的上表面中部设置有与上护砖的凸起相对应的圆柱形凹槽，所述上护砖的凸起插入在下护砖的凹槽内。
所述上护砖的凸起高度不大于下护砖的凹槽深度。
所述满焊是将待焊件与主件的接缝不留漏点的全部焊合。
所述下护砖和上护砖为环砖。
实施例1
S100、根据短接件4的连接管402外径尺寸，对转炉炉底上的底吹孔进行扩孔，使底吹孔的孔径大于连接管402的外径5～10mm，且使底吹孔的中心线与其所在的炉底平面或球面的切面相垂直；必要时还可对配重铁3的开口进行扩孔，或者根据配重铁3的开口修整短接件4的连接盘401外沿尺寸，使连接盘401的外沿尺寸与配重铁3开口对应的内沿尺寸差为±5mm。
S200、将短接件4自下而上的插入转炉炉底的配重铁3开口及炉底上的底吹孔内，然后将短接件4的连接管402上沿与底吹孔侧的炉壳内表面对焊连接，且连接盘401下沿与开口侧的配重铁3外表面对焊连接或螺钉连接。
S300、先砌筑炉底底吹孔周围的永久层6并砌入下护砖7，然后用与底吹供气元件1外径相当的定位杆插入下护砖7的容纳通道5内定位后拔出，接着砌筑中心砖8、内环砖9，随后根据下护砖7的位置砌筑上护砖10及外环砖11、返平砖12、炉身砖13；具体内容如下。
S310、在转炉炉底的各底吹孔周围砌筑永久层6。
S320、将下护砖7插入到永久层6在底吹孔上部预留的位置内，然后用与底吹供气元件1外径相当的定位杆插入下护砖7内进行定位，定位完成后拔出定位杆，随后填充下护砖7与永久层6之间的缝隙；具体内容如下：
S321、下护砖砌筑：在炉底的永久层6砌筑完毕后，根据底吹孔将下护砖7插入到永久层6预留的位置内；
S322、定位杆安装：下护砖7砌筑完毕后，将定位杆自上而下地插入到下护砖7中心的容纳通道5中；
S323、定位杆确认：定位杆安装完毕后，上下抽动定位杆，若定位杆卡阻严重，则调整下护砖7的位置直至抽动自如；
S324、填缝：用湿镁砂填充下护砖7与永久层6之间的缝隙，随后拔出定位杆。
S330、参照炉底的炉壳2确定炉底的中心点，然后在永久层6上砌筑与中心点同轴的中心砖8。
S340、在永久层6上围绕中心砖8，根据设计砌筑炉底上各上护砖10所形成的环内侧的环砖9（简称内环砖）。
S350、根据下护砖7位置对应砌筑上护砖10并使内部的容纳通道5之间同轴；具体内容如下：
S351、根据下护砖7的位置在上部对应砌筑上护砖10；
S352、上护砖10砌筑完毕后，将定位杆自上而下插入到上、下护砖中心的容纳通道5中；
S353、定位杆安装完毕后，上下抽动定位杆，若定位杆卡阻严重，则微调上护砖10的位置直至抽动自如。
S360、根据设计砌筑炉底上各上护砖10所形成的环外侧及之间的环砖11（简称外环砖）。
S370、根据设计砌筑返平砖12。
S380、根据设计砌筑炉身砖13。
S400、在转炉的炉底搭建安装平台，然后将底吹供气元件1穿过短接件4并插入到下护砖7和上护砖10的容纳通道5中，随后用耐火泥填充底吹供气元件1与短接件4的连接缝隙，并使底吹供气元件1与短接件4固定连接，接着用干镁砂对底吹供气元件1与容纳通道5的缝隙进行填缝；具体包括如下步骤。
S410、在转炉的炉底搭建安装平台。
S420、从炉内抽出上、下护砖容纳通道5内的定位杆。
S430、自炉底将底吹供气元件1穿过短接件4并插入到上、下护砖的容纳通道5内。
S440、用铬刚玉火泥填充底吹供气元件1与短接件4下部连接处的缝隙。
S450、将底吹供气元件1与短接件4的金属盘401先点焊后满焊连接；或者将底吹供气元件1的法兰盘与短接件4的金属盘401用螺栓连接。
S460、在炉内对底吹供气元件1与上、下护砖的容纳通道5间的缝隙用干镁砂进行填缝。
Claims (8)
1.一种转炉底吹供气元件的安装方法，其特征在于，包括底吹孔扩孔、短接件（4）安装、转炉砌筑、底吹供气元件（1）安装步骤，具体内容如下：
A、底吹孔扩孔：短接件（4）包括连接盘（401）及连接管（402），连接盘（401）与配重铁（3）开口的形状相同且中部设置有通孔，连接管（402）垂直固定设置于连接盘（401）的一端且与通孔连通，通孔的直径不小于连接管的内径；所述连接管（402）的内径大于底吹供气元件（1）的外径，差值为10~40mm，连接盘（401）的外沿尺寸与配重铁（3）开口对应的内沿尺寸差为±5mm；根据短接件（4）的实际外径尺寸，对转炉炉底上的底吹孔进行扩孔，使底吹孔的孔径与短接件（4）的外径形成间隙配合，且使底吹孔的中心线与其所在的炉底平面或球面的切面相垂直；
B、短接件（4）安装：将短接件（4）自下而上的插入转炉炉底的配重铁（3）开口及底吹孔内，然后将短接件（4）的上沿与底吹孔侧的炉壳（2）内表面对焊连接且下沿与开口侧的配重铁（3）外表面固定连接；
C、转炉砌筑：先砌筑炉底底吹孔周围的永久层（6）并砌入下护砖（7），然后用与底吹供气元件（1）外径相当的定位杆插入下护砖（7）内定位后拔出，接着砌筑中心砖（8）、内环砖（9），随后根据下护砖（7）位置砌筑上护砖（10）及外环砖（11）、返平砖（12）、炉身砖（13）；
D、底吹供气元件安装：在转炉的炉底搭建安装平台，然后将底吹供气元件（1）穿过短接件（4）并插入到下护砖（7）和上护砖（10）的容纳通道（5）中，随后用耐火泥填充底吹供气元件（1）与短接件（4）的连接缝隙，并使底吹供气元件（1）与短接件（4）固定连接，接着用干镁砂对底吹供气元件（1）与容纳通道（5）的缝隙进行填缝。
2.根据权利要求1所述转炉底吹供气元件的安装方法，其特征在于，所述连接盘（401）的厚度为10~20mm，所述连接管（402）的壁厚为5~10mm。
3.根据权利要求1所述转炉底吹供气元件的安装方法，其特征在于，A步骤中扩孔后底吹孔的孔径大于短接件（4）的外径，差值为5~10mm。
4.根据权利要求1所述转炉底吹供气元件的安装方法，其特征在于，B步骤中短接件（4）的下沿与开口侧的配重铁（3）外表面对焊连接或螺钉连接。
5.根据权利要求1所述转炉底吹供气元件的安装方法，其特征在于，C步骤包括以下分步骤：
C10、永久层（6）砌筑：在转炉炉底的各底吹孔周围砌筑永久层（6）；
C20、下护砖（7）定位与砌筑：将下护砖（7）插入到永久层（6）在底吹孔上部预留的位置内，然后用与底吹供气元件（1）外径相当的定位杆插入下护砖（7）内进行定位，定位完成后拔出定位杆，随后填充下护砖（7）与永久层（6）之间的缝隙；
C30、中心砖（8）定位与砌筑：参照炉底的炉壳（2）确定炉底中心点，然后在永久层（6）上砌筑与中心点同轴的中心砖（8）；
C40、内环砖（9）砌筑：在永久层（6）上围绕中心砖（8），根据设计砌筑炉底上各上护砖（10）所形成的环内侧的环砖；
C50、上护砖（10）砌筑：根据下护砖（7）位置对应砌筑上护砖（10）并使内部的容纳通道（5）之间同轴；
C60、外环砖（11）砌筑：根据设计砌筑炉底上各上护砖（10）所形成的环外侧及之间的环砖；
C70、返平砖（12）砌筑：根据设计砌筑返平砖（12）；
C80、炉身砖（13）砌筑：根据设计砌筑炉身砖（13）。
6.根据权利要求5所述转炉底吹供气元件的安装方法，其特征在于，所述下护砖（7）砌筑包括如下步骤：
C21、下护砖（7）砌筑：在炉底的永久层（6）砌筑完毕后，根据底吹孔将下护砖（7）插入到永久层（6）预留的位置内；
C22、定位杆安装：下护砖（7）砌筑完毕后，将定位杆自上而下地插入到下护砖（7）中心的容纳通道（5）中；
C23、定位杆确认：定位杆安装完毕后，上下抽动定位杆，若定位杆卡阻严重，则调整下护砖（7）的位置直至抽动自如；
C24、填缝：用湿镁砂填充下护砖（7）与永久层（6）之间的缝隙，随后拔出定位杆。
7.根据权利要求5所述转炉底吹供气元件的安装方法，其特征在于，所述上护砖（10）砌筑包括如下步骤：
C51、上护砖（10）砌筑：根据下护砖（7）位置在上部对应砌筑上护砖（10）；
C52、定位杆安装：上护砖（10）砌筑完毕后，将定位杆自上而下插入到上、下护砖中心的容纳通道（5）中；
C53、定位杆确认：定位杆安装完毕后，上下抽动定位杆，若定位杆卡阻严重，则微调上护砖（10）的位置直至抽动自如。
8.根据权利要求1所述转炉底吹供气元件的安装方法，其特征在于，D步骤包括如下分步骤：
D10、炉底安装平台搭建：在转炉的炉底搭建安装平台；
D20、定位杆移除：从炉内抽出上、下护砖容纳通道（5）内的定位杆；
D30、底吹供气元件（1）插入：自炉底将底吹供气元件（1）穿过短接件（4）并插入到上、下护砖的容纳通道（5）内；
D40、耐火泥填缝：用铬刚玉火泥填充底吹供气元件（1）与短接件（4）下部连接处的缝隙；
D50、底吹供气元件（1）与短接件（4）连接：将底吹供气元件（1）与短接件（4）的金属盘先点焊后满焊连接；或者将底吹供气元件（1）的法兰盘与短接件（4）的金属盘用螺栓连接；
D60、干镁砂填缝：在炉内对底吹供气元件（1）与上、下护砖的容纳通道（5）间的缝隙用干镁砂进行填缝。
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