CN1729067A - 用于冶金熔融容器的气体吹扫装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于冶金熔融容器的气体吹扫装置，其特征在于：气体吹扫砖块(12)以其端部位于气体出口侧方式布置在上部圆柱形容座内(18)并且以其相邻部分(12u)布置在下部圆柱形容座(10)内；以及至少设置在下部容座(10)和气体吹扫砖块(12)之间的环形空间填充物质(16)，其中气体吹扫砖块(12)、容座(10、18)和物质(16)由耐火陶瓷材料制成。

Description

用于冶金熔融容器的气体吹扫装置
本发明涉及一种用于冶金熔融容器的气体吹扫装置。已经公知并多年使用的多种不同的气体吹扫装置以及相应的气体吹扫元件，特别是气体吹扫插塞。
通过定向和非定向性的多孔性可以实现不连续的气体吹扫插塞。例如通过在冲刷元件中延伸的通道来实现“定向多孔性”。并且通过具有相应透气性的多孔耐火材料来实现“非定向多孔性”。
气体冲刷装置可以安装在形成容器壁和底部的冶金熔融容器的耐火衬垫内。但是，它们还可以现场实现在底部和壁内，如EP0560834B1所述。
气体冲刷元件主要用来引导气体。但是，此类型的气体冲刷装置还可在某些情况下引导气体/固体的混合物。
所使用的气体可以是惰性气体，例如在冲刷钢包时。但是，还公知的是例如在电炉中采用氧进行冲刷。
所有冲刷/吹扫装置受到显著的磨损，特别是化学/腐蚀侵蚀。这是为何这些气体吹扫装置需要经常更换的原因。
图1左部表示传统气体吹扫装置。所谓的气体吹扫喷枪L从外部引导到电炉的底部区域H，其中所述喷枪在垫片B的帮助下保持在容器的外壳体A上，并通过凸缘安装。随后，喷嘴S放置在喷枪L上并且将一种物质填充在喷嘴和喷枪之间。喷嘴S随后用砖块M砌在墙壁内，并且底部H接着衬上熔炉物质。
一旦气体吹扫装置磨损(在图1中以虚线表示)，整个吹扫装置需要清除。这造成图2左侧所示的情况。新的气体冲刷装置随后进行安装，如上所述。
该方法非常耗时，并且需要清除几乎所有的底部炉内物质，特别是直到外壳体A。
因此，本发明的目的在于开发一种气体吹扫装置，该装置在磨损时可以更快并更加廉价地更换。
本发明提出将受到特别磨损的气体吹扫装置的部件(即靠近熔融金属定位的气体冲刷装置的部件或者位于气体出口端的部件)和布置在其上游的部件(即在气体入口端的方向上)分开。
在需要更换时，可以保持气体吹扫装置的单个部件，并且只更换实际上磨损的区域或磨损的部件。
按照另一方面，实际冲刷元件在靠近熔融容器壁的部分内以单块物质来实现。该物质简化了安装冲刷装置时冲刷元件的对准。当冲刷装置磨损时，该物质还可被更容易地清除和更换。该物质可布置在永久性容座内，该容座在冲刷装置(吹扫元件)更换时不更换。
按照其更为常用的实施例，本发明涉及一种用于冶金熔融容器的气体吹扫装置，该装置具有如下的特征：
气体吹扫砖块以其端部位于气体出口侧方式布置在上部圆柱形容座内并且以其相邻部分布置在下部圆柱形容座内；以及
至少设置在下部容座和气体吹扫砖块之间的环形空间填充物质，其中
气体吹扫砖块、容座和物质由耐火陶瓷材料制成。
在此文章中，术语“圆柱形”只指的是在相对部分上开口并用作容纳另一主体的主体，其中该术语不隐含任何其它几何形状的限制。
下部容座在正常操作状态下不受到磨损，并可以用耐火砖块或耐火物质(炉内物质)包围，该物质在需要更换时保持作为永久性的衬垫。它用来接收耐火陶瓷物质(例如捣实物质)，同时在与下部容座对准并嵌入该物质时用来调节吹扫元件(气体吹扫砖块)。上部圆柱形容座靠近并特别形成下部容座的延伸部(指的是气体流动方向或者朝着熔融金属的方向)。该上部容座可具有例如圆形内截面，并以或多或少的直接方式包围吹扫装置，使其形成机械引导件，以及保护不被化学品侵蚀。
气体吹扫元件可平齐或留有小间隙地布置在上部容座内(即在“热侧”)。它可以通过粘合剂或砂浆固定在上部容座内。
气体吹扫砖块通常在上部和下部容座的整个长度(高度)上延伸。它还可以伸出上部容座一个短距离(在安装时)。用来将气体分配到单个通道或孔口的气体连接以及(如果适用)气体分配腔室位于另一端上。
冲刷装置(气体吹扫元件)可具有圆形截面。但是，也可以使用截顶锥形或立方形几何形状的气体冲刷元件。当使用立方形吹扫元件时，上部容座相应地具有矩形截面。
在此文章中，术语“圆柱形容座”应该理解为具有某种长度的气体吹扫元件的封闭件的形式，而不考虑其内部截面。外部截面可以具有任意形状。
至少一个容座可以实现为压制部件的形式。用于冲刷元件的压力封闭部件特别是紧密并因此耐磨损。
冲刷元件本身可以实现定向或非定向多孔性。特别是在用氧来冲刷电炉时采用具有定向多孔性的冲刷元件。这可以通过使得吹扫元件具有多个管状通道来实现，该通道在轴向上延伸并包括小的金属或陶瓷管。吹扫元件可以装备另外的喷枪(用于吹扫元件和喷枪的分开的气体供应装置)或者只包括衬有耐火材料的喷枪。
根据各自应用以及预计磨损来确定上部容座的长度，也就是说由于只更换上部容座。
按照一个实施例，上部容座至少与下部容座一样长。但是，上部容座可以高达下部容座长度的四倍，指的是冲刷元件的轴向，即气体流动方向上。例如，上部容座是下部容座长度的两倍到三倍。
上部容座具有使其可以将上部容座直接放置在下部容座上的截面形状。但是，上部容座还可具有与引入冲刷元件和下部容座之间的耐火物质壁厚相对应的壁厚，下面在附图的描述中说明。
通常足够的是将上部容座的外侧截面形成小于下部容座的外部截面。这意味着吹扫装置具有阶梯形截面，如图1、2的右侧所示。但是，还可设想实现多个实施例，其中上部容座端部位于下部容座前部一定距离处或者伸入下部容座。
所述的气体吹扫装置可以安装在冶金熔融容器的底部或壁内。术语“冶金熔融容器”包括用于熔融金属并处理熔融金属的所有坩锅。气体吹扫装置因此还适用于安装在例如电弧炉的电炉的炉底内。
本发明的其它特征在从属权利要求以及其它申请文件中得到披露。这包括一个或两者容座的多部件结构。
下面参考附图描述本发明的一个实施例。
图1、2的右侧表示该实施例的示意截面图。
气体吹扫装置包括总共四个部件。下部容座10在加衬过程中开始插入。该容座是具有环形形状的加压耐火封闭件。随后，具有定向多孔性(通道20)的吹扫砖块12经由外壁A通过开口14从下面(从外部)插入，并且其部分12u在捣实物质的帮助下在下部容座10以及位于其下面的该区域中对中。吹扫元件12的气体出口端12o分别伸出下部容座10和物质16。与下部容座10类似形成圆柱形的上部容座18接着放置在气体吹扫元件的上部分12o上，其中上部容座具有与气体吹扫元件12的外部截面相对应的内部截面。上部容座18在下部容座10和吹扫元件12之间与填充有物质16的环形通道对准。上部容座18是下部容座10长度的两倍。最终引入炉内物质H并形成炉底。
在所示的实施例的可选择变型中，下部容座10下面的区域还可装备与现有技术类似的安装元件B，例如垫片(如图1、2左侧所示)，以便将吹扫元件12固定在熔融容器的外壁A上。
为图1、2所示的气体吹扫装置加衬所需的时间大约是一个小时。
为图1、2左侧所示的现有技术的加衬过程所需时间大约是2.5小时。本发明的气体冲刷装置的另一优点在于在需要更换时可保留下部容座10(图2)。另外，可很大程度地保留靠近外壁A定位的炉内物质H的区域，使得可以减小新炉内物质的所需的数量。

Claims (18)

1.一种用于冶金熔融容器的气体吹扫装置，其特征在于：
1.1气体吹扫砖块(12)以其端部位于气体出口侧方式布置在上部圆柱形容座内(18)并且以其相邻部分(12u)布置在下部圆柱形容座(10)内；以及
1.2至少设置在下部容座(10)和气体吹扫砖块(12)之间的环形空间填充物质(16)，其中
1.3气体吹扫砖块(12)、容座(10、18)和物质(16)由耐火陶瓷材料制成。
2.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，气体吹扫砖块(12)平齐或以小间隙布置在上部容座(18)内。
3.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，气体吹扫砖块(12)在下部和上部容座(10、18)的整个高度上延伸。
4.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，气体吹扫砖块(12)具有圆形截面。
5.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，至少一个容座(10、18)具有压制部件的形式。
6.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，气体吹扫砖块(12)具有定向空隙率。
7.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，气体吹扫砖块(12)包括多个小金属或陶瓷管(20)，该管在轴向上延伸，并用来实现定向多孔性。
8.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，上部容座(18)至少与下部容座(10)一样长。
9.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，上部容座(18)是下部容座(10)长度的1.1倍-10倍。
10.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，上部容座(18)是下部容座(10)长度的2倍-3倍。
11.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，上部容座(18)具有大于下部容座(10)的内部截面的外部截面。
12.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，上部容座(18)位于下部容座(10)上。
13.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，上部容座(18)具有小于下部容座(10)的外部截面的外部截面。
14.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，上部容座(18)伸入下部容座(10)。
15.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，物质(16)是捣实物质。
16.如权利要求1所述的气体吹扫装置，其特征在于，至少一个容座(10、18)包括一个以上的部件。
17.一种使用如权利要求1-16任一项所述的气体吹扫装置以便安装在冶金熔融容器的底部(H)内的方法。
18.一种使用如权利要求1-16任一项所述的气体吹扫装置以便安装在电炉的炉底(H)内的方法。
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