CN1191378C - 渣弹 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种套筒和渣弹头的耐火材料组成，可以使熔钢引起的渣弹的熔损可能性最小化。渣弹包括：出钢时封闭转炉出钢口的耐火渣弹头(10)；将其一部分插入上述的渣弹头(10)的内部，且其上端部从上述的渣弹头(10)的最上面突出，其下端部延长至上述渣弹头(10)的下方的钢制杆；用于从熔钢中将上述的钢制杆保护起来的耐火套筒，其特征在于：上述的钢制杆为其表面形成多个套筒的异型钢筋(12)，上述的耐火套筒为包围从形成于上述的渣弹头最下面的凹部延伸至上述异型钢筋(12)的下端部的终端部的、一体成形的耐火套筒(14)，上述渣弹包括焊接于上述的异型钢筋、埋设于上述渣弹头(10)的钢制螺母(16)。

Description

渣弹

技术领域

本发明涉及渣弹(slag dart)，在转炉出钢作业中，出钢终了后立即封闭出钢口，以防止熔钢中的熔渣混入钢水包中。

发明背景

现有技术中，在熔矿炉中制造的熔铁运入转炉，在实施吹氧等精炼以及其他的合金化处理后向钢水包出钢，不仅是这样的连续生产钢厂，而且，就连电炉炼钢者也迫切要求有效的将熔渣(slag)从熔钢有效地分离的方法，所述的电炉炼钢者是以下述工序进行炼钢的业者，即，以电弧热在电气转炉中使铁屑等原材料熔融，在实施精炼以及合金化处理后向钢水包出钢。而所述的熔渣在从转炉向钢水包进行出钢作业时，产生于精练工序中，因比重差存在于熔钢表面。所以，高效的出钢作业的成败取决于将混入于钢水包的熔渣量最小化的程度，这么说毫不为过。

到目前为止，为了象这样将熔渣从熔钢中有效地进行分离，在出钢作业中，通过将第3介质在出钢作业终了时导入转炉内，以防止熔渣混入熔钢中，这样的第3介质称为渣弹。且，上述第3介质的比重是熔钢比重(7.8)与熔渣比重(2.2-2.8)的中间值的3-5倍。

现有技术中，在提出的各种各样形态的渣弹中，大韩民国公开特许公报第2000-55654号公开的组装型渣弹被广泛应用。如图4及图5所示的那样，上述渣弹包括由耐火材料制造的漏斗形状的渣弹头(1)、嵌合套筒(3)、长杆(2)、垫圈(4)以及上下垫圈(4′，4″)。所述的渣弹头(1)在其外周面上形成多个上下延伸的凹凸部，套筒(3)配合于上述的渣弹头(1)下部，由具有如符号6所示的凸部及凹部的嵌合于转炉的出钢口的多个套筒单元(3a、3b、3c、3d、3e)嵌合而成，长杆(2)贯穿上述的渣弹头(1)和嵌合套筒(3)并使之一体化地被设置，垫圈(4)焊接于上述的长杆(2)以防止上述的渣弹头(1)沿上述的杆(2)滑落，上述的上下垫圈(4′，4″)焊接于上述的杆(2)。此处，包围延长至上述的渣弹头(1)下部的杆(2)及杆周围而嵌合的耐火套筒(3)具有这样的作用，即，它在出钢作业时插入于出钢口内，防止由出钢时产生的涡流等引起的上述的渣弹头(1)从出钢口脱下。

但是，这样的现有的渣弹是这样制造的，即，在分别将多个套筒单元(3a、3b、3c、3d、3e)加压射出成形为管或管状之后，从上述的渣弹头(1)下部将上述的套筒单元(3a、3b、3c、3d、3e)嵌合于延长杆(2)，并进行灰浆涂覆，套筒(3)和杆(2)接触不严，其间形成间隙(7)，为了防止上述的套筒(3)从杆(2)下滑脱出，需要从套筒(3)的最下端部的正下方于杆(2)焊接另外的垫圈(4′)。此外，将多个套筒单元(3a、3b、3c、3d、3e)预先加压射出成形为管或管状，为了确保耐火材料的成形性，必须使它的成分为粘度低，最高耐火强度很高的1600-1650℃左右。在将这样的具有套筒(3)和杆(2)的渣弹投入大约1750℃的熔钢内，则套筒(3)的最下端焊接的垫圈(4′)(其厚度为2mm以下)在瞬间即被熔化，钢水从上述的杆(2)和套筒(3)之间的间隙(7)流入，不仅使杆(2)熔化，而且，焊接于上述套筒最上端的垫圈(4″)以及该(4″)附近的钢制杆件也会由从上述的杆(2)和套筒(3)之间的间隙(7)流入的高温钢水熔化。与此同时，套筒(3)由于有低的耐火强度，从而产生严重的熔损，渣弹头(1)下部的杆(2)以及套筒(3)从渣弹头(1)熔融分离，从而经常发生在出钢时，渣弹头(1)因涡旋等从出钢口脱出。再者，上述的套筒单元(3a、3b、3c、3d、3e)分别在其上下相对的端部形成凸部及凹部后，虽然在其表面涂覆灰浆使之粘着，但这样的结合构造使套筒的熔损加速。

另外，上述的渣弹头(1)最上部的杆(2)上焊接的垫圈(4)也会因高温熔钢的热被熔融，渣弹头和渣弹套筒分离，不能达到有效地防止和熔渣的比重具有大致比重的渣弹头浮游的效果。

当前，在现场作业中实际使用的现有的10％-15％的渣弹存在上述的问题。

还有，现有的渣弹头(1)为将其比重保持为比熔渣高，通过使之含有大量(20％以上)的Fe₂O₃，从而引起该部分成分同其他的耐火成分的结合力降低，在容易被损坏的同时，还成为渣弹头(1)的耐火强度降低的原因(约1600-1650℃)。

因此，本发明的目的在于提供可以解决现有的套筒以及杆所存在的问题的套筒以及杆，消除由于熔钢产生的套筒及杆的熔损的可能性。

此外，本发明提供一种结构，以使由上述的渣弹头与熔钢的比重差引起的其浮游于熔渣之上的可能性降至最低。

还有，本发明的目的还在于提供一种套筒和渣弹头的耐火材料配方，以使由熔钢引起的渣弹的熔损可能性降至最低。

发明内容

本发明提供的渣弹包括，出钢时封闭转炉出钢口的耐火渣弹头(10)；将其一部分插入上述的渣弹头(10)的内部，且其上端部从上述的渣弹头(10)的最上面突出，其下端部延长至上述渣弹头(10)的下方的钢制杆；用于从熔钢中将上述的钢制杆保护起来的耐火套筒，其特征在于：上述的钢制杆为其表面形成多个套筒的异型钢筋(12)，上述的耐火套筒为包围从形成于上述的渣弹头最下面的凹部延伸至上述异型钢筋(12)的下端部的终端部的、一体成形的耐火套筒(14)上述渣弹包括焊接于上述的异型钢筋、埋设于上述渣弹头(10)的钢制螺母(16)。

还有，最好上述的渣弹头(10)以及/或耐火套筒的耐火材料成分为：MgO重量百分比40-80％、Al₂O₃重量百分比：15-40％、SiO₂重量百分比10％以下、CaO重量百分比10％以下、Fe₂O₃重量百分比3％以下。

现有渣弹存在这样的问题点，即，作为与钢制杆不同部分而预先成形的套筒与钢制杆嵌合，这样的结构使得其间不可避免地存在间隙，从而使得上述的钢制杆下端部露出于熔钢中，本发明人等着眼于此，为将其改善而努力研究，完成了本发明。

以下，根据附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明涉及的渣弹的平面图。

图2是沿图1中的渣弹的A-A线的剖面图以及套筒局部的放大图。

图3是本发明的渣弹的使用状态图。

图4是现有技术的渣弹的平面图。

图5是沿图4中现有技术的渣弹的A-A线投影的剖面图。

具体实施方式

首先，从根据本发明的渣弹的平面图图1、沿图1的A-A线投影的剖面图及套筒局部的放大图图2可以看出，在区别于现有技术的渣弹的本发明中，插入渣弹中央的杆由其表面形成多个套筒的异型钢筋(12)构成的同时，为了从高温熔钢中将延长至渣弹头的上述异型钢筋保护起来，设有包围从形成于上述的渣弹头(10)最下面的凹部延伸至上述异型钢筋(12)的下端部的终端部的、一体成形的钢筋水凝土型粘接硬化的耐火套筒(14)。上述异型钢筋由于在其外表面具有多个套筒，在其与以钢筋混凝土型硬化的第2耐火件(14)之间，不存在间隙而为紧密接触，上述的套筒(14)是包围从形成于上述的渣弹头最下面的凹部延伸至上述异型钢筋(12)的下端部的终端部的、一体成形的钢筋水凝土型粘接硬化的，从而，不会产生高温的熔钢从异型钢筋(12)的下端部流入而引起熔损。此外，在现有技术的渣弹中，必须预先射出成型多个套筒单元，为了确保其成形性，不得不采用硬度低、耐火强度低的耐火材料成分，与此相对，在本发明中，将耐火材料粉末加水搅拌以钢筋混凝土型使之硬化，通过使用粘度及耐火材料高(1790℃)的耐火材料成分，可以进一步降低套筒(14)的熔损可能性。

还有，在将渣弹投入转炉内时，虽然使用了投入机的抓握具，但在现有的渣弹中，钢制杆的表面光滑，存在钢制杆从投入机的抓握具滑落的情况，在根据本发明的渣弹中，由于使用了在钢制杆表面形成多个套筒的异型钢筋(12)，从与投入机的附着状态中滑落的可能性小，可以防止渣弹的脱离。

此外，在现有技术的渣弹中，渣弹头(10)其比重较熔钢轻，为防止其浮游于熔钢的表面并从作为支承体的异型钢筋(12)脱离，在上述的渣弹头(10)的最上表面的中央形成包围上述异型钢筋(12)的凹部，在上述的凹部内拧紧上述的钢制螺母(16)并将之焊接于上述的异型钢筋(12)，再充填加压成形耐火材料以将上述的钢制螺母(16)埋设于渣弹头(10)中，这样，不会由高温的熔钢或者熔渣引起上述钢制螺母的熔损。所以，根据本发明的渣弹投入熔钢内，即使异型钢筋(12)的上端突出部由高温的熔钢熔融，渣弹头(10)也不会由于比重差从下部的异型钢筋(12)脱落。还有，在现有技术的渣弹中，在其上下部使用了厚2mm以下的垫圈，引起熔损的可能性变高，但在本发明中，使用了厚15mm以上的钢制螺母，焊接深度变深，所以，即使渣弹头(10)的最上面的耐火材料被熔损，钢制螺母和熔渣、熔钢等发生接触，钢制螺母的熔损也会因此而降低。也存在将上述的钢制螺母(16)埋设于上述渣弹头(10)内的其他方法，但无论采用任何方法，只要将钢制螺母(16)焊接于上述异型钢筋(12)并埋设于上述的渣弹头(10)内，就会不同于现有技术的渣弹，可显著降低因钢制螺母(16)的熔损引起的渣弹头(10)浮游的可能性。

在本发明中，作为套筒以及渣弹头的耐火成分组成的Fe₂O₃的含量控制在重量百分比3％以下，不仅可以确保与其他的耐火粉末的优异的结合力，而且可以特别可以提高渣弹头的耐火强度，将渣弹头的熔融可能性降低到最小。

在本发明中，上述的渣弹头最好由MgO重量百分比40-80％、Al₂O₃重量百分比：15-40％、SiO₂重量百分比：2-7％、CaO重量百分比：5-9％、Fe₂O₃重量百分比：3％以下的耐火材料成分的耐火材料粉末加压射出成形得到，其具有优异的耐火强度和压缩强度，并将渣弹头的熔损可能性降低到最小。此外，上述的套筒最好是由MgO重量百分比：40-80％、Al₂O₃重量百分比：15-40％、SiO₂重量百分比：10％以下、CaO重量百分比：10％以下、Fe₂O₃重量百分比：3％以下耐火材料成分的耐火材料粉末加水搅拌，在上述的钢筋周围压缩成形，硬化成钢筋水凝土型，所以，不仅可以确保于异型钢筋的优异的结合力，而且具有优异的耐火强度及压缩强度，可以将套筒以及异型钢筋的熔损的可能性最小化。

根据本发明为得到比重、强度以及耐火强度的最合适的成分范围，如上所述，特别是MgO对成形的耐火物的强度及比重的影响大，如果其含量不足重量百分比30％，则比重降低，如果其含量超过重量百分比60％，则强度降低，所以本发明采用了上述的范围。此外，Al₂O₃虽然对成形的耐火物的结合力以及比重产生影响，如果其含量不足重量百分比15％，则结合力降低，如果其含量超过重量百分比40％，则比重降低，所以本发明采用了上述的范围。还有，如上所述，由于Fe₂O₃使耐火粉末间的结合力降低，会增加熔损发生的可能性，所以虽然可以尽可能地将其排除，但是再本发明中，将其含量控制在重量百分比3％之下。SiO₂以及CaO的含量在重量百分比10％以下，不会对本发明中的结合力、比重或耐火强度产生影响。

在转炉的出钢终了的时间点由上方将具有上述特征的本发明的渣弹投入时，如图3所示的那样，根据本发明的渣弹由于具有转炉(100)内的熔渣比重(30)和熔钢(40)的比重的中间值的比重，位于其间的本发明的渣弹的套筒以及异型钢筋由于不会产生由熔钢(40)的高温引起的熔损，所以渣弹头(10)不会因出钢作业时产生的涡旋等从出钢口脱出。此外，渣弹头(10)上部的耐火保护部(18)有效地保护焊接于其中的钢制螺母(16)，所以不会产生上述的钢制螺母熔损，渣弹头(10)从异型钢筋(12)脱落的问题。

根据本发明，可以排除作为现有技术中的渣弹套筒的熔损以及渣弹头的浮游的问题，可以将出钢作业中熔渣的混入最小化。

Claims (2)

1.一种渣弹，包括：出钢时封闭转炉出钢口的耐火渣弹头(10)；将其一部分插入上述的渣弹头(10)的内部，且其上端部从上述的渣弹头(10)的最上面突出，其下端部延长至上述渣弹头(10)的下方的钢制杆；用于从熔钢中将上述的钢制杆保护起来的耐火套筒，其特征在于：上述的钢制杆为其表面形成多个套筒的异型钢筋(12)，上述的耐火套筒为包围从形成于上述的渣弹头最下面的凹部延伸至上述异型钢筋(12)的下端部的终端部的、一体成形的耐火套筒(14)，上述渣弹包括焊接于上述的异型钢筋(12)、埋设于上述渣弹头(10)的钢制螺母(16)。

2.如权利要求1所述的渣弹，其特征在于：上述的渣弹头(10)以及/或耐火套筒的耐火成分含有：MgO重量百分比：40-80％、Al₂O₃重量百分比：15-40％、SiO₂重量百分比：10％以下、CaO重量百分比：10％以下、Fe₂O₃重量百分比：3％以下。

Images