CN202830077U - 直筒型真空精炼装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直筒型真空精炼装置，包括真空室和浸渍管，真空精炼时浸渍管插入钢包的钢水中，其特点是，在所述钢包底部设置偏心透气砖，氩气通过偏心透气砖吹入钢包驱动钢水在钢包与真空室之间循环流动；在所述浸渍管周向设置环流管，氩气通过环流管吹入浸渍管；环流管设多个喷嘴，2~6个喷嘴为一组独立控制。

Description

直筒型真空精炼装置

技术领域

本实用新型属于钢水炉外精炼领域，特别涉及钢水真空精炼装置。

背景技术

在炉外精炼领域，钢水真空精炼装备主要有RH、VD等。RH是指整体式或分体式的真空室，在处理钢液时，所有冶金反应都是在真空室内进行，RH的底部为两个圆形的浸渍管，上部连接热弯管，热弯管与抽真空系统连接，各部分组合成为一套真空精炼装置。

真空处理时，钢包移到处理位，将真空室下降或顶升钢包，以便使浸渍管能插入到钢水中，然后真空系统开始抽气，利用压差使钢水进入到真空室，在其中一个浸渍管内吹入氩气，驱动钢水开始反复循环，使钢水不断和真空接触，以便进行脱气、脱碳、脱氧、合金成分微调以及成分和温度均匀化等处理措施，处理结束后系统破真空，浸渍管从钢水中退出，钢包离开处理位。RH虽然经过多年的应用实践和不断改进，呈现出功能多样化、集成化等特点，但还是存在一些缺点：浸渍管直径小，钢水环流量小，浸渍管使用寿命低；真空室内壁易结渣，影响使用寿命；脱硫率低，不易生产极低硫钢。

中国专利号为ZL00235854.9的“多功能复吹单嘴精炼炉”，主要是将RH的上升管和下降管改造成与真空室内径1.0～1.5：1的圆型单腿浸渍管，以增加环流量和方便操作；将上升管吹氩环吹氩改为从钢包底部透气砖偏心吹氩以增大气泡上升路径，强化钢液搅拌，有效促进钢液的循环。氩气从钢包底部透气砖吹入，最大范围地向钢液表面传播，到达钢液自由液面时气泡经过了足够高的行程，极大增加了气-液的接触面积。与以往RH装置相比，单嘴精炼炉具有钢液循环流量大，脱气、脱硫率高，真空室和浸渍管寿命长的优点，同时它还可以消除RH精炼装置中真空室内粘结残钢和残渣的弊端。适用于真空脱碳、脱硫，脱氧，去除钢中氢、氮等气体和非金属夹杂物，生产高洁净度的优质钢和合金。但其还存在以下缺点：一是其只利用钢包底部偏心透气砖作为供气元件，生产过程中一旦底吹透气砖发生堵塞，真空精炼过程就无法进行，势必造成生产中断；二是对转炉下渣量要求严格，浸渍管插入前要开大底吹氩进行排渣，但钢包渣量大时，排渣困难，渣进入真空室后，将严重影响单嘴精炼炉的脱碳效果；三是脱硫过程真空室中所形成的渣料对浸渍管侵蚀严重；四是浸渍管为圆型且内径较大，加上浸渍管外面的耐火材料，浸渍管外壁和钢包内壁的间隙较小，这样就造成生产过程中测温、取样操作非常困难，导致整个精炼过程无法进行实时监控，影响正常生产。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种直筒型真空精炼装置，解决现有单嘴精炼炉对转炉下渣量要求严格，脱硫过程真空室所形成的渣料对真空室耐材侵蚀严重，真空精炼过程一旦钢包底部偏心透气砖发生堵塞生产就会中断的问题，确保生产顺利进行。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种直筒型真空精炼装置，包括真空室和浸渍管，真空精炼时浸渍管插入钢包的钢水中，其特征在于，在所述钢包底部设置偏心透气砖,氩气通过偏心透气砖吹入钢包驱动钢水在钢包与真空室之间循环流动；在所述浸渍管周向设置环流管，氩气通过环流管吹入浸渍管。

本实用新型的进一步改进是，所述环流管设置一层，环流管上的喷嘴按等圆心角分布，喷嘴之间圆心角为10°~30°；或者，环流管上的喷嘴按等距离分布，喷嘴个数为8~30个。

本实用新型的进一步改进是，所述环流管设置二层，每环流管上的喷嘴按等距离分布，每层喷嘴个数为6~15个，且上下层的喷嘴交叉布置。

本实用新型的进一步改进是，所述环流管设置三层，每环流管上的喷嘴按等距离分布，每层喷嘴个数为6~12个，相邻层的喷嘴交叉布置；同一层喷嘴2~6个为一组独立控制；层与层之间等距离分布，距离为150mm~400mm。

本实用新型的进一步改进是，所述浸渍管的横截面形状为近似圆形，由大圆弧面和小圆弧面两部分组成，大圆弧面曲率半径和真空室相同，小圆弧面曲率半径大于真空室，大圆弧面与小圆弧面的曲率半径之比为1:1~∞。

本实用新型的设计思想是：

在真空室下部采用一直筒型浸渍管，浸渍管的内径和真空室内径相同，在浸渍管周围交叉布置单层或多层环流管，钢包底部偏心位置布置透气砖，真空精炼过程采用钢包底部偏心透气砖和浸渍管环流管复合吹气模式，驱动钢水在钢包与真空之间循环流动。该装置的优点，一是采用底吹和环流气体相结合的方式来增加钢水的循环量，提高真空室内的反应速率和脱硫脱碳效率；二是在浸渍管四周交叉布置的环流管分区域进行单独控制，脱碳期底吹和与底吹同一侧的环流管为强吹，另一侧环流管为弱吹，这样可以将真空室中的顶渣排开至弱吹一侧的很小区域，增加钢水的裸露面积，提高钢液的表面脱碳速率。脱硫期间底吹为强吹，浸渍管周围的环流管全部为弱吹，这样可以有效增加渣金反应面积，提高脱硫效果，同时浸渍管周围的环流管弱吹气体可以在真空室内钢渣和真空室内壁之间形成气体隔离带，减少钢渣对耐材的侵蚀，提高耐材寿命；三是浸渍管的小圆弧面15（弧ADC）与钢包内壁的间隙增大，生产过程中在这区域可以方便的进行测温、取样操作。四是该装置真空精炼过程的深脱硫既可以采用顶枪喷吹高CaF2含量的脱硫剂，也可以采用真空室的顶渣与钢水搅拌的渣金反应脱硫，或两种脱硫方式同时使用，脱硫动力学条件强，脱硫效果显著；

与现有技术相比，本实用新型提供了一种直筒型真空精炼装置，解决了现有单嘴精炼炉对转炉下渣量要求严格，脱硫过程真空室所形成的渣料对真空室耐材侵蚀严重，真空精炼过程一旦钢包底部偏心透气砖发生堵塞生产就会中断以及真空精炼过程中测温、取样操作困难等问题，确保生产顺利进行。

附图说明

下面结合附图对本实用新型详细说明：

图1是直筒型真空精炼装置结构示意图。

图2是图1之A-A截面图。

图3是图1之B-B截面图。

图1中：1-顶枪，2-真空抽气系统，4-加料装置，5-真空室，6-连接法兰，7-浸渍管，8-环流管，9-钢包，钢包偏心底吹氩透气砖，11-钢包车；

图2中：13-浸渍管大圆弧面，15-浸渍管小圆弧面；

图3中：12-钢包测温取样点。

具体实施方式

实施例1

由图1、图2、图3可以看出直筒型真空精炼装置主要由真空室5、浸渍管7、钢包9和钢包车11组成，真空室和浸渍管由法兰6连接，浸渍管位于钢包正上方，钢包置于钢包车上。浸渍管四周设置有环流管8，可用于向钢液中吹入惰性气体实现多种功能，环流管位于浸渍管上部，浸渍管垂直方向设置一层环流管，环流管上的喷嘴按等圆心角分布，喷嘴之间圆心角为10°~30°；或者，环流管上的喷嘴按等距离分布，喷嘴个数为8~30个。钢包底部偏心位置设底部透气砖10，氩气由透气砖进入钢液。

钢水精炼时，将钢包9吊至钢包车11上面，钢包车开进处理工位，顶升钢包让浸渍管7插入到钢水里面，开启真空抽气系统2进行抽真空，从透气砖10吹入氩气，同时开启环流管8向钢水吹入氩气，吹入氩气的流量和压力根据需要进行调节，测温取样机构12进行测温取样操作，当成分和温度达到要求时，破空，将钢包降至原位，真空处理精炼过程结束。

实施例2

由图1、图2、图3可以看出直筒型真空精炼装置主要由真空室5、浸渍管7、钢包9和钢包车11组成，真空室和浸渍管由法兰6连接，浸渍管位于钢包正上方，钢包置于钢包车上。真空室上部设有加料装置4可添加物料，抽真空系统2负责抽真空，顶枪1可吹氧。浸渍管四周设置有环流管8，可用于向钢液中吹入惰性气体实现多种功能，环流管位于浸渍管上部，为提高脱氧脱硫效率，浸渍管垂直方向设置二层环流管，每环流管上的喷嘴按等距离分布，每层喷嘴个数为6~15个，且上下层的喷嘴交叉布置。浸渍管垂直方向还可设置三层环流管，每环流管上的喷嘴按等距离分布，每层喷嘴个数为6~12个，相邻层的喷嘴交叉布置;层与层之间等距离分布，距离为150mm~400mm。所述环流管最下面一层距浸渍管底部距离为100mm~500mm。钢包底部偏心位置设底部透气砖10，氩气由透气砖进入钢液。

钢水精炼时，将钢包9吊至钢包车11上面，钢包车开进处理工位，顶升钢包让浸渍管7插入到钢水里面，开启真空抽气系统2进行抽真空，从透气砖10吹入氩气，同时开启环流管8向钢水吹入氩气，吹入氩气的流量和压力根据需要进行调节，测温取样机构12进行测温取样操作，精炼过程中根据钢种要求通过加料装置4加入所需的合金或渣料，当成分和温度达到要求时，破空，将钢包降至原位，真空处理精炼过程结束。

实施例3

精炼装置的其他结构和实施例1和2，为了进一步提高脱碳效率，环流管上同一层喷嘴2~6个为一组独立控制。

钢水精炼时，将钢包9吊至钢包车11上面，钢包车开进处理工位，顶升钢包让浸渍管7插入到钢水里面，开启真空抽气系统2进行抽真空，从透气砖10吹入氩气，同时开启环流管8向钢水吹入氩气，吹入氩气的流量和压力根据需要进行调节，脱碳期底吹和与底吹同一侧的环流管为强吹，另一侧环流管为弱吹；脱硫期间底吹为强吹，浸渍管周围的环流管全部为弱吹；测温取样机构12进行测温取样操作，精炼过程中根据钢种要求通过加料装置4加入所需的合金或渣料，当成分和温度达到要求时，破空，将钢包降至原位，真空处理精炼过程结束。

实施例4

精炼装置的其他结构和实施例1或2或3相同，为方便精炼过程中测温、取样操作，所述浸渍管的横截面形状为近似圆形，由大圆弧13（弧ABC）和小圆弧15（弧ADC）两部分组成，大圆弧半径R1和真空室相同，小圆弧半径R2大于真空室，大圆弧与小圆弧的半径之比为1:1~∞。透气砖10距离大圆弧13中心的距离r与大圆弧半径R1之比为0.2~0.7。

钢水精炼时，将钢包9吊至钢包车11上面，钢包车开进处理工位，顶升钢包让浸渍管7插入到钢水里面，开启真空抽气系统2进行抽真空，从透气砖10吹入氩气，同时开启环流管8向钢水吹入氩气，吹入氩气的流量和压力根据需要进行调节，脱碳期底吹和与底吹同一侧的环流管为强吹，另一侧环流管为弱吹；脱硫期间底吹为强吹，浸渍管周围的环流管全部为弱吹；测温取样机构12进行测温取样操作，精炼过程中根据钢种要求通过加料装置4加入所需的合金或渣料，当成分和温度达到要求时，破空，将钢包降至原位，真空处理精炼过程结束。

Claims (7)

1.一种直筒型真空精炼装置，包括真空室和浸渍管，真空精炼时浸渍管插入钢包的钢水中，其特征在于，在所述钢包底部设置偏心透气砖,氩气通过偏心透气砖吹入钢包驱动钢水在钢包与真空室之间循环流动；在所述浸渍管周向设置环流管，氩气通过环流管吹入浸渍管。

2.如权利要求1所述的直筒型真空精炼装置，其特征在于，所述环流管设置一层，环流管上的喷嘴按等圆心角分布，喷嘴之间圆心角为10°~30°；或者，环流管上的喷嘴按等距离分布，喷嘴个数为8~30个。

3.如权利要求1所述的直筒型真空精炼装置，其特征在于，所述环流管设置二层，每环流管上的喷嘴按等距离分布，每层喷嘴个数为6~15个，且上下层的喷嘴交叉布置；所述环流管最下面一层距浸渍管底部距离为100mm~500mm。

4.如权利要求1所述的直筒型真空精炼装置，其特征在于，所述环流管设置三层，每环流管上的喷嘴按等距离分布，每层喷嘴个数为6~12个，相邻层的喷嘴交叉布置，层与层之间等距离分布，距离为150mm~400mm；所述环流管最下面一层距浸渍管底部距离为100mm~500mm。

5.如权利要求1-4之一所述的直筒型真空精炼装置，其特征在于，同一层喷嘴2~6个为一组独立控制。

6.如权利要求1所述的直筒型真空精炼装置，其特征在于，所述浸渍管外径与所述钢包内径之间的距离为100mm~400mm。

7.如权利要求1或6所述的直筒型真空精炼装置，其特征在于，所述浸渍管的横截面形状为近似圆形，由大圆弧和小圆弧两部分组成，大圆弧半径和真空室相同，小圆弧半径大于真空室，大圆弧与小圆弧的半径之比为1:1~∞。

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