CN1243837C - 真空处理钢水用的水冷容器 - Google Patents
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Abstract
一种钢水真空处理容器，它由一个底部、一个中央部和一个上部以及安装在底部上的浸管构成，其中所述处理容器具有一个加热装置、一个加料装置和一个垂直于容器中心轴线设置的排气管，所述处理容器具有一个金属外壳并至少部分地具有被用于容器内部的耐火材料壁衬，其中容器上部(15)的金属外壳(19)包括排气管(16)在内地配备有一个水冷装置(23)并且它在内侧直接暴露在位于容器(10)内部的工艺条件下。
Description
本发明涉及钢水真空处理容器，它由一个底部、一个中间部和一个上部和一根被装配在底部上的浸管构成，其中所述处理容器配备有一个加热装置、一个加料装置和一个垂直于容器中心轴线设置的排气管，所述处理容器具有一个金属外壳并且至少部分地具有一个被装到容器内部的耐火材料壁衬。
在DE4130590C2中描述了一种具有以上特征的钢水处理容器，将容器以装在其底部的浸管而被插入充满钢水的液池并且钢水在真空下被吸入处理容器中并在处理阶段后又被送回液池，这样的处理容器被用于钢水的再处理如钢水脱气。由于在这里必然出现很高的温度，所以这样的处理容器具有由耐火材料构成的完整壁衬，所述壁衬通过排气管一直延伸向一个普通的与之连接的气体冷却装置。在圆柱形容器中部中，设置了倾斜布置的且用于加入合金化材料并连接烧嘴加热装置的管接头。
这样的处理装置的首要缺陷就是，由于作用于耐火材料壁衬上的磨损，必须定期更新壁衬，这个过程不仅很费材料且劳动强度大，而且在废弃处理旧耐火材料时也成问题。另外，在这样地重新更换容器壁衬后，而且也在处理过程长期中断后，它需要通过独立的加热装置送入相当多的加热能量，以便在后续处理阶段前将处理容器加热到或保持所需温度。尤其是在处理容器的中央部和上部内，由于在处理时出现了钢水飞溅或者由于脱气流携带的颗粒，出现了钢水粘附即所谓的“结瘤”，这正如DE4130590C2所详细描述的那样。
最后，很热的处理容器外壁对环境带来了很高的热力负荷，由于同一原因，废气的冷却只能在单独设置的气体冷却装置中进行。
本发明的任务是在上述类型的处理容器中避免上述缺陷并提供一种维护成本低地工作的处理容器。
从在说明书后附的权利要求书的内容中得到了上述任务的解决方案以及本发明的有利设计方案和改进方案。
本发明在其基本构想中规定了，容器上部的金属外壳包括排气管在内地配备有一个水冷装置并且它在内侧直接暴露在容器内部的工艺条件下。
在这里，本发明第一次在上述类型的处理容器中采用了由别的领域公知的水冷技术，其中在配备有金属外壳水冷结构的容器部内，省略了耐火材料壁衬。由此得到了很多优点，例如减少用于维持处理容器工作准备的劳动成本和材料成本以及明显减少脱落的旧耐火材料以及要使用的热能或与之有关的废气量。由于热钢水成分没有粘附在相应地通过水冷而被极大冷却的外壳面上，所以避免了或至少极大抑制了在容器内部形成所谓的钢瘤。最后，在通过金属外壳水冷而比装有耐火材料壁衬的容器部的工作温度低的区域内，已经发生了废气的相应冷却，从而减少了废气冷却成本。
在本发明在其基本构想中指明了在包括排气管在内的容器上部进行水冷的思路基础上，根据本发明的另一个实施例同样规定了，对处理容器中央部的器壁也进行水冷，由此进一步减少了这种容器工作时的生产成本。在这种情况下，另一个优点在于，降低了容器结构高度并因而降低了设备整体高度，这是因为与工艺有关的管接头可以被移入容器上部。
为了改善容器内部对金属外壳水冷的散热过程，可以根据本发明的一个实施例规定，被设计用于水冷的金属外壳在其朝向容器内部的表面上具有一个由导热能力强的材料构成的金属包覆层，其中所述金属包覆层最好是铜制的。与此有关地获得了避免在水冷外壳区内出现结瘤的优点，这是因为由于冲击型散热，正在成型的自重小的结瘤又脱离容器壁并落入容器内部。根据本发明的实施例，上部或还有中央部可以具有这样的金属包覆层。
在最简单的方式中，对于形成水冷条件，规定了，金属外壳在其被设计用于冷却的区域内被设计成双壁结构并且它配备有用于供应冷却水的管接头和用于输出热水的管接头。
在一个替换型实施例中，容器外壳在其被设计用于水冷的区域内由管道结构中的一个垂直管构成，其中如被设计成圆形或方形的管形成了用于输送冷却水的中间腔。
为了确保水冷外壳与带耐火材料壁衬的容器区充分连接，可以规定，被设计用于水冷的金属外壳在其与具有耐火材料壁衬的容器部相连的连接法兰的内侧涂覆有一个本身分布在一个有限的过渡区内的耐火材料绝热层。在这种情况下，在过渡区内被设置在被设计用于水冷的金属外壳上的绝热层可以具有小于相连容器部的壁衬的厚度。
为了在本发明的这种实施例中确保光滑地给有危险的法兰区加衬，可以规定，被设计用于水冷的金属外壳在其与具有耐火材料壁衬的容器部相连的连接法兰上被布置成相对容器内部错开了一段在绝热层与壁衬之间的厚度差距离。
根据本发明的一个实施例，在处理容器的排气管上通常设置了一个具有普通结构的气体冷却装置。
尤其是在对容器的中央部和上部进行水冷的方案中，当一个由水冷金属外壳构成的气体冷却路段与处理容器的排气管相连时，这就足够了，因为沿处理容器的冷却区输送废气已经表明对废气进行了充分冷却。
在图中示出了以下所述的本发明实施例，其中：
图1以示意图表示具有水冷上部的钢水处理容器；
图2以局部截面图表示在具有耐火衬的图1所示钢水处理容器中央部以及水冷上部之间的过渡段；
图3表示具有一个带水冷壁的上部和中央部的钢水处理容器的实施例；
图4表示图3的钢水处理容器，它具有一个与排气管相连的气体冷却路段。
在图1中示意画出的处理容器10由一个具有与之相连的浸管12的底部11、一个通过连接法兰21而安装在所述底部上的且具有加料装置14的中央部13、一个具有一个垂直于处理容器中心轴线设置的排气管16的上部15，在所示实施例中，一个气体冷却装置17与所述排气管相连。在排气管16和气体冷却装置17之间连接了一个膨胀接头18。整个容器具有一个金属外壳19，其中处理容器10的底部11以及中央部13具有一个被装到容器内部的耐火材料壁衬20。如图1示意所示，只是用金属壳19来表示上部15，所述金属壳按照图2所示方式而配有一个水冷装置。
如图2具体所示地，上部15的容器外壳由金属外壳19和金属内壳22两部分构成，它们在其之间形成了一个用于输送冷却水的中间腔23。为了在连接法兰21和在此所装的水冷区内提供保护，与连接法兰21相连的金属外壳19区在过渡段内涂覆有一个内绝热层26。由于绝热层26的厚度小于处理容器10相连中央部13的整个壁衬20，所以上部15相对容器内部错位设置，错开距离等于绝热层26与耐火衬20之间的厚度差值。具体如图2所示地，壁衬20由一个装在中央部13的金属外壳19上的永久内衬24构成，一个耐磨衬25与所述永久内衬的内侧相连。而上部15的绝热层26具有与底部11的永久内衬24相同的结构。
在图3所示的实施例中，不仅上部15具有一个水冷金属外壳19，而且在中央部14的用于与底部11相连的连接法兰21之前，情况也是如此，所述底部还具有一个耐火材料壁衬20。另外，在本实施例中，在中央部13的区域内，设置了一个铜制包覆层30，它被安装在朝向容器内部的中央部13以及上部15的表面上，并且由于从容器过渡段到金属外壳19水冷地进行冲击型散热，所以有助于避免结瘤附着。
如图4所示，在具有水冷外壳19的中央部13以及上部15的方向上，排气温度可以降低到这样的程度，即当上部15与一个气体冷却路段27相连时，可以省去常见的气体冷却装置，所述气体冷却路段也具有一个其结构与上部15和中央部13的金属外壳一样的水冷金属外壳19。
对于按各种实施方式实施本发明来说，无论是从单独的，还是从任意组合的角度出发，以上说明书、权利要求书、概述以及附图中所述的本文主题的技术特征都是很重要的。
Claims (9)
1.一种钢水真空处理容器，它由一个底部、一个中央部和一个上部以及安装在底部上的浸管构成，其中所述处理容器具有一个加热装置、一个加料装置和一个垂直于容器中心轴线设置的排气管，所述处理容器具有一个金属外壳并至少部分地具有被装于容器内部的耐火材料壁衬，其特征在于，容器上部(15)的金属外壳(19)包括排气管(16)在内地配备有一个水冷装置(23)并且它在内侧直接暴露在位于容器(10)内部的工艺条件下，一个由水冷金属外壳(19)构成的气体冷却路段(27)与处理容器(10)的排气管(16)相连。
2.如权利要求1所述的处理容器，其特征在于，上部(15)的金属外壳(19)包括排气管(16)和中央部(13)的金属外壳(19)在内地还配备有一个水冷装置(23)。
3.如权利要求1或2所述的处理容器，其特征在于，被设计用于水冷的金属外壳(19)在其朝向容器内部的表面上具有一个由导热能力强的材料构成的金属包覆层(30)。
4.如权利要求3所述的处理容器，其特征在于，所述金属包覆层(30)由铜构成。
5.如权利要求1所述的处理容器，其特征在于，金属外壳(19)在其被设计用于冷却的区域内被设计成双壁结构并且它配备有用于供应冷却水的管接头和用于输出热水的管接头。
6.如权利要求1所述的处理容器，其特征在于，金属外壳(19)在其被设计用于水冷的区域内由单独的且连续设置的冷却水导管构成。
7.如权利要求1所述的处理容器，其特征在于，被设计用于水冷的金属外壳(19)在其与具有耐火材料壁衬(20)的容器部(11，13)相连的连接法兰(21)的内侧在过渡段内涂覆有一个耐火材料绝热层(26)。
8.如权利要求7所述的处理容器，其特征在于，在过渡区内被设置在被设计用于水冷的金属外壳(19)上的绝热层(26)具有小于相连容器部(11，13)的壁衬(20)的厚度。
9.如权利要求8所述的处理容器，其特征在于，被设计用于水冷的金属外壳(19)在其与具有耐火材料壁衬(20)的容器部(11，13)相连的连接法兰(21)上被布置成相对容器内部错开了一段绝热层(26)与壁衬(20)之间的厚度差距离。
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