CN201201956Y - 一种10～30吨底漏钢包炉外精炼装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及10－30吨底漏钢包的炉外精炼技术，具体为一种10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，解决吹氩气精炼时间不足、防止卷气夹杂以及塞杆变形、打不开钢包等问题。该装置为钢包、加热部分、塞杆系统构成，钢包设有塞孔砖、吹氩通道、金属板、耐火砖，由外到内设置的金属板、耐火砖形成钢包外壳，钢包底部分别设有塞孔砖、吹氩通道，塞孔砖与塞杆系统相配合，在钢包内金属液顶部设有加热部分。本实用新型主要通过对10～30吨钢包进行电渣加热，同时长时间进行通氩精炼，以石墨为电极，输出功率能够满足温降速度最快时所需的功率，保证钢液温度稳定不降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及10-30吨底漏钢包的炉外精炼技术，具体为一种10～30吨底漏钢包炉外精炼装置。
背景技术
随着工业的不断发展，传统的炼钢工艺和装备难以满足高质量要求，因此必须采用炉外精炼技术。近些年来，随着纯净钢生产技术的进步以及降低生产成本的要求，炉外精炼工艺与设备迅速普及。目前，在工业规模上普及的炉外精炼法，根据其特点可分以下几类：真空脱气法、钢包精炼法、AOD法，而在这些方法中底吹氩气技术广泛被采用。精炼炉底吹氩气炼钢技术具有成本低、操作简单、搅拌效果好等特点，并由此产生了一系列有益的冶炼效果。
对于10-30吨中间精炼包来说存在两个最需解决的困难：吹氩时间短，采用什么加热方式保证钢水温度稳定。由于中间包容量小，当钢水浇入中间包后，钢水温度下降快，必须提供热源保证吹氩时间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，解决吹氩气精炼时间不足、防止卷气夹杂及以及塞杆变形、打不开钢包等问题。
本实用新型的技术方案是：
一种10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，该装置为钢包、加热部分、塞杆系统构成，钢包设有塞孔砖、吹氩通道、金属板、耐火砖，由外到内设置的金属板、耐火砖形成钢包外壳，钢包底部分别设有塞孔砖、吹氩通道，塞孔砖与塞杆系统相配合，在钢包内金属液顶部设有加热部分。
所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，塞杆系统为塞杆、塞杆支架、塞杆控制部分、塞头砖构成，塞杆一端安装于塞杆支架上，另一端通过塞头砖与钢包底部的塞孔砖配合，中心开孔的塞孔砖设置于底座砖内侧，塞杆支架上设置有用于控制塞杆启闭的塞杆控制部分。
所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，塞杆为由塞杆外层耐火砖构成的空心塞杆。
所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100～250mm，并且塞孔砖顶部采用外卷方式，外卷半径为R60～R80mm。
所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，加热部分设有保护电渣、电极支撑架、电极，保护电渣覆盖于钢包内金属液上，电极一端夹持于电极支撑架上，电极另一端伸入保护电渣中。
所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，石墨电极位于电渣厚度的2/3～3/4处。
所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，在钢包底部，钢包底部耐火砖顶部设置钢包耐火泥。
所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，在钢包周围，金属板与钢包周围耐火砖之间设置保温板，在钢包周围耐火砖内侧设置钢包周围耐火泥。
本实用新型涉及10～30吨底漏钢包炉外精炼方法，其技术特征在于包括：
1)采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、控制钢包金属液温度、长时间吹氩精炼技术；
2)防止塞杆粘包技术，防止塞杆变形技术；
3)避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术。
所述步骤1)，在钢水出炉以前在钢包的底部放置厚100～500mm的电渣。
所述步骤1)，电渣的主要成分为：CaF2 70～80wt％，Al2O3 20～30wt％。
所述步骤1)，在钢水出炉以后，电渣加热技术是对钢包炉外精炼提供热源，在长时间吹氩气条件下，保证钢液温度均匀、稳定。
所述步骤1)，电渣加热方式：以石墨为电极，输出功率能够满足温降速度最快时所需的功率，随时间的延续，功率补偿递减，这样能保证钢液温度稳定，同时又能节约电能，功率为70～200KW，通电时间为20～60分钟。
所述步骤1)电渣加热位置，将石墨电极放置在金属液上部的保护电渣中，位于电渣厚度的2/3～3/4处，与金属液相近，可以防止电极产生电弧对炉衬的保护。
所述步骤1)，在电渣加热的同时进行长时间吹氩精炼，长时间吹氩精炼技术其特点为：吹氩位置在距钢包中心0.5R～0.7R，R为钢包半径，氩气压力为0.2～0.8MPa，压力管道内径3～15mm，吹氩时间25～45分钟，在吹氩之前大气流量搅拌溶池，提高去除夹杂效果。
所述步骤2)，钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100～250mm，以保证接触部分处于高温状态，便于塞杆活动。
所述步骤2)，塞杆采用空心设计，塞杆的空心为10～30mm，在塞杆的中心通道通空气或氩气，压力为0.2～0.5MPa，时间20～60分钟。以降低塞杆的温度，保证塞杆长时间不发生变形。
所述步骤3)，钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100～250mm，并且塞孔砖顶部采用外卷方式，外卷半径为R60～R80mm，防止卷气、夹杂。
所述步骤3)，在钢包耐火砖外层涂抹一层10～50mm厚的耐火泥；
本实用新型中，耐火泥粒度为40-80目，与水玻璃混合使用，水玻璃占耐火泥重量的3～10％；按重量百分比计算，耐火泥中：Al2O3：20％；SiO2：65％；C：10％，余为Na2O、K2O。
本实用新型主要通过对10～30吨钢包进行电渣加热，同时长时间进行通氩精炼，以石墨为电极，输出功率能够满足温降速度最快时所需的功率，保证钢液温度稳定不降低。此外，采用防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等保证工艺的可靠性与重复性，充分精炼钢包中的金属液，显著减少金属液中的夹杂物，提高钢液质量。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型是10～30吨底漏钢包炉外精炼技术，以石墨为电极进行电渣加热，同时长时间进行通氩精炼，保证钢液温度稳定不降低，采用防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等，充分精炼钢包中的金属液，显著减少金属液中的夹杂物，提高钢液质量。
2、本实用新型适用于各种金属液进行炉外精炼，彻底解决了小中型底漏包粘包，打不开包、塞杆变形，不能闭包等问题。
3、本实用新型解决了过去小中型钢包不能精炼的问题，通过本实用新型显著减少金属液中的夹杂物、有害气体，并可以避免气体、夹杂的进入型腔中。
4、本实用新型适用于各种金属液中小型钢包炉外精炼，装置简单、费用低工艺重复性强，可靠性强便于推广。
附图说明：
图1本实用新型电渣加热底漏钢包装置示意图。
其中：1—塞孔砖；2—钢包耐火泥；3—金属液；4—吹氩通道；5—金属板；6—钢包底部耐火砖；7—保温板；8—钢包周围耐火砖；9—保护电渣；10—电极支撑架；11—电极；12—塞杆外层耐火砖；13—塞杆；14—塞杆支架；15—塞杆控制部分；16—钢包周围耐火泥。
图2本实用新型塞杆系统示意图；
其中：1—塞孔砖；13—塞杆；17—底座砖；18—塞头砖。
图3采用本实用新型电渣加热图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详述本实用新型。
如图1所示，本实用新型电渣加热底漏钢包装置示意图，该装置主要包括：钢包、加热部分、塞杆系统等。其中，钢包设有塞孔砖1、钢包耐火泥2、吹氩通道4、金属板5、钢包底部耐火砖6、保温板7、钢包周围耐火砖8、钢包周围耐火泥16等，由外到内设置的金属板5、耐火砖(钢包底部耐火砖6、钢包周围耐火砖8)形成钢包外壳；在钢包底部，钢包底部耐火砖6顶部设置钢包耐火泥2，钢包底部分别设有塞孔砖1、吹氩通道4；在钢包周围，金属板5与钢包周围耐火砖8之间设置保温板7，在钢包周围耐火砖8内侧设置钢包周围耐火泥16。加热部分设有保护电渣9、电极支撑架10、电极11，保护电渣9覆盖于钢包内金属液3上，电极11一端夹持于电极支撑架10上，电极11另一端伸入保护电渣9中。
本实用新型中，加热电极11放置在保护电渣9中进行加热，由吹氩通道4进行吹氩精炼，金属液3精炼以后从塞孔砖1进行浇注。
如图1-图2所示，塞杆系统可以由塞杆外层耐火砖12、塞杆13、塞杆支架14、塞杆控制部分15、塞头砖18组成。塞杆13一端安装于塞杆支架14上，另一端通过塞头砖18与钢包底部的塞孔砖1配合，中心开孔的塞孔砖1设置于底座砖17内侧，塞杆13为由塞杆外层耐火砖12构成的空心塞杆，塞杆支架14上设置有塞杆控制部分15，用于控制塞杆13的启闭。本实用新型采用空心塞杆可进行冷却防止塞杆变形，塞孔砖1、底座砖17、塞头砖18三者设计既可以防止粘包又可以防止卷气、夹杂的流入。
如图3所示，采用本实用新型电渣加热图。
实施例1
本实施例的材质为45号钢，金属液重量10吨，精炼时间30分钟。
本实用新型的实施情况如下：主要采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等。具体工艺如下：
1、早期电渣保护，在钢水出炉以前在钢包的底部放置厚200mm的电渣，电渣的主要成分为：CaF2 70wt％，Al2O3 30wt％。石墨电极放置在金属液上部的保护电渣中，位于电渣厚度的2/3处，电渣加热时间30分钟，功率为100KW，钢包金属液温度1560℃。
2、长时间吹氩精炼技术其特点为：吹氩位置在距钢包中心0.5R(R为钢包半径)，氩气压力为0.3MPa，压力管道内径5mm，吹氩时间30分钟。
3、防止塞杆粘包，钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100mm，防止塞杆变形技术；塞杆的空心为10mm，在塞杆的中心通道通氩气，压力为0.35MPa，时间30分钟。避免卷气、夹杂塞孔砖顶部采用外卷方式，外卷半径为R60mm，在钢包耐火砖外层耐火泥20mm厚。本实施例中，耐火泥粒度为40-80目，与水玻璃混合使用，水玻璃占耐火泥重量的6％；耐火泥为常用耐火泥，按重量百分比计算，Al2O3：20％；SiO2：65％；C：10％，余为Na2O、K2O。
采用本实用新型，解决了吹氩气精炼时间不足、卷气、夹杂以及塞杆变形、打不开钢包等问题。电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间，有效的对金属液进行除气、去夹杂等，显著的提高了钢水的质量。
实施例2
本实施例的材质为高锰钢，金属液重量15吨，精炼时间35分钟。
本实用新型的实施情况如下：主要采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等。具体工艺如下：
1、早期电渣保护，在钢水出炉以前在钢包的底部放置厚300mm的电渣，电渣的主要成分为：CaF2 75wt％，Al2O3 25wt％。石墨电极放置在金属液上部的保护电渣中，位于电渣厚度的2/3处，电渣加热时间35分钟，功率为120KW，钢包金属液温度1550℃。
2、长时间吹氩精炼技术其特点为：吹氩位置在距钢包中心0.6R(R为钢包半径)，氩气压力为0.4MPa，压力管道内径8mm，吹氩时间35分钟。
3、防止塞杆粘包，钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面150mm，防止塞杆变形技术；塞杆的空心为20mm，在塞杆的中心通道通氩气，压力为0.45MPa，时间35分钟。避免卷气、夹杂塞孔砖顶部采用外卷方式，外卷半径为R70mm，在钢包耐火砖外层耐火泥30mm厚。本实施例中，耐火泥粒度为40-80目，与水玻璃混合使用，水玻璃占耐火泥重量的3％；耐火泥为常用耐火泥，按重量百分比计算，Al2O3：20％；SiO2：65％；C：10％，余为Na2O、K2O。
钢包温度变化较小，吹氩气精炼时间长，减少卷气、夹杂，解决塞杆变形、打不开钢包等问题。电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间达到要求，有效的对金属液进行除气、去夹杂等，显著的提高了钢水的质量。
实施例3
本实施例的材质为35CrMo钢，金属液重量25吨，精炼时间40分钟。
本实用新型的实施情况如下：主要采用早期电渣保护技术，电渣加热技术，长时间吹氩精炼技术，防止塞杆粘包技术，防止塞杆变形技术，避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等。具体工艺如下：
1、早期电渣保护，在钢水出炉以前在钢包的底部放置厚400mm的电渣，电渣的主要成分为：CaF2 80wt％，Al2O3 20wt％。石墨电极放置在金属液上部的保护电渣中，位于电渣厚度的3/4，电渣加热时间40分钟，功率为140KW，钢包金属液温度1570℃。
2、长时间吹氩精炼技术其特点为：吹氩位置在距钢包中心0.7R(R为钢包半径)，氩气压力为0.5MPa，压力管道内径15mm，吹氩时间40分钟。
3、防止塞杆粘包，钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面200mm，防止塞杆变形技术；塞杆的空心为12mm，在塞杆的中心通道通氩气，压力为0.55MPa，时间40分钟。避免卷气、夹杂塞孔砖顶部采用外卷方式，外卷半径为R80mm，在钢包耐火砖外层耐火泥40mm厚。本实施例中，耐火泥粒度为40-80目，与水玻璃混合使用，水玻璃占耐火泥重量的10％；耐火泥为常用耐火泥，按重量百分比计算，Al2O3：20％；SiO2：65％；C：10％，余为Na2O、K2O。
吹氩精炼时间长，温度控制均匀。气体、夹杂上浮到保护渣中，解决塞杆变形、打不开钢包等问题。电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间符合要求，有效的对金属液进行除气、去夹杂等，显著的提高了钢水的质量。
本实用新型工作过程及结果：
利用本实用新型在10～30吨底漏钢包的炉外精炼时，主要采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术，避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等。成功解决了吹氩气精炼时间不足防止卷气、夹杂及以及塞杆变形、打不开钢包等问题。合理设计了电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间，有效的对金属液进行除气、脱硫、去夹杂等，显著的提高了钢水的质量。
实施例结果表明，本实用新型主要采用电渣加热、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术满足了小型中间包对炉外精炼的需要，只需对原有中间包进行改进，操作工艺简单。与感应电流、等离子加热方式相比，本实用新型采用了电渣加热方式，它不仅投资小、使用方便，而且减轻了高温对炉衬的侵蚀，使热量快速传递给钢液，保证钢液温度稳定。电渣加热保证了吹氩时间，采用的碱性渣系不仅有助于除硫，也避免了气体倒吸，通过吹氩搅拌后，去除气体、夹杂的效果明显。为防止浇铸过程中二次氧化，在下水口外采用氩气保护装置。
在此项技术的开发过程中，充分考虑了其实用性和易操作性，仍采用塞棒式操纵机构，可移动电加热系统，也充分利用原有设备，做到低投入，又能得到良好的去除效果，能大大提高钢水质量，具有很大的市场潜力。
Claims (8)
1、一种10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，其特征在于：该装置为钢包、加热部分、塞杆系统构成，钢包设有塞孔砖、吹氩通道、金属板、耐火砖，由外到内设置的金属板、耐火砖形成钢包外壳，钢包底部分别设有塞孔砖、吹氩通道，塞孔砖与塞杆系统相配合，在钢包内金属液顶部设有加热部分。
2、按照权利要求1所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，其特征在于：塞杆系统为塞杆、塞杆支架、塞杆控制部分、塞头砖构成，塞杆一端安装于塞杆支架上，另一端通过塞头砖与钢包底部的塞孔砖配合，中心开孔的塞孔砖设置于底座砖内侧，塞杆支架上设置有用于控制塞杆启闭的塞杆控制部分。
3、按照权利要求2所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，其特征在于：塞杆为由塞杆外层耐火砖构成的空心塞杆。
4、按照权利要求2所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，其特征在于：钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100～250mm，并且塞孔砖顶部采用外卷方式，外卷半径为R60～R80mm。
5、按照权利要求1所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，其特征在于：加热部分设有保护电渣、电极支撑架、电极，保护电渣覆盖于钢包内金属液上，电极一端夹持于电极支撑架上，电极另一端伸入保护电渣中。
6、按照权利要求5所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，其特征在于：石墨电极位于电渣厚度的2/3～3/4处。
7、按照权利要求1所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，其特征在于：在钢包底部，钢包底部耐火砖顶部设置钢包耐火泥。
8、按照权利要求1所述的10～30吨底漏钢包炉外精炼装置，其特征在于：在钢包周围，金属板与钢包周围耐火砖之间设置保温板，在钢包周围耐火砖内侧设置钢包周围耐火泥。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108517389A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-09-11 | 广西长城机械股份有限公司 | 一种利用改进透气砖制成的底注式钢包 |
| CN112974754A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-18 | 鞍钢股份有限公司 | 一种异常钢水罐钢水保温的方法 |
-
2008
- 2008-06-18 CN CNU2008200135437U patent/CN201201956Y/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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