CN208562438U - 一种底喷粉供气元件报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种底喷粉供气元件报警装置，属于氧气底吹转炉技术领域，解决了现有技术中不能及时发现底喷粉供气元件被腐蚀的程度，不能及时更换底喷粉供气元件，给生产带来安全隐患的问题。该报警装置包括保护套砖，保护套砖包括基体、报警元件和连接部；报警元件设置于基体内部，连接部从基体的底部嵌入基体；保护套砖和连接部预留能够使底喷粉供气元件穿过的第一通孔。本实用新型提供的底喷粉供气元件报警装置能够使国内底吹喷粉供氧转炉得到工业化应用。

Description

一种底喷粉供气元件报警装置

技术领域

本实用新型涉及氧气底吹转炉技术领域，尤其涉及一种底喷粉供气元件报警装置。

背景技术

氧气底吹转炉最早出现在欧洲，1967年12月在德国投入生产，之后在欧洲其他国家以及美国、加拿大和日本得到了一定的发展。

现有技术中转炉底部供氧喷粉可以大幅度强化熔池搅拌效果，加速反应，促进渣钢反应平衡，降低钢水终点碳氧积，提高转炉的脱磷率和脱硫率，降低转炉炼钢工艺的钢铁料消耗、造渣料消耗和脱氧合金消耗。

底喷粉供气元件是转炉底部供氧喷粉工艺的关键元件，由于其使用的工况是高温、高氧的环境，所以，底喷粉供气元件很快被腐蚀，但现有技术中并不能及时发现底喷粉供气元件被腐蚀的程度，也就不能及时更换底喷粉供气元件，从而给生产带来很大的安全隐患。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种底喷粉供气元件报警装置，解决了现有技术中不能及时发现底喷粉供气元件被腐蚀的程度，不能及时更换底喷粉供气元件，给生产带来安全隐患的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种底喷粉供气元件报警装置，该报警装置包括保护套砖；保护套砖包括基体、报警元件和连接部；报警元件设置于基体内部，连接部从基体的底部嵌入基体；保护套砖和连接部预留能够使底喷粉供气元件穿过的第一通孔。

与现有技术相比，本实用新型有益效果如下：

一方面，本实施例提供的底喷粉供气元件报警装置底喷粉供气元件报警装置，在基体内部设有报警元件，当底喷粉供气元件和保护套砖被腐蚀到报警元件的位置，报警元件发出信号，进而提示应该更换底喷粉供气元件，避免了底喷粉供气元件更换不及时带来的生产安全隐患；另一方面，针对不同生产规模的转炉，报警元件可以包括一级报警元件和二级报警元件。一级报警元件为安全高度报警，一级报警信号发出，表明底喷粉供气元件及保护套砖必须下线停用；二级报警信号发出，提示以后的冶炼操作要加强关注炉底状况。通过设置多级报警元件实现了对紧急程度不同情况下的报警。除此之外，因为底喷粉供气元件被保护套砖包在内部，所以保护套砖对于转炉内的高温起到了一定的隔热作用，从而延长了底喷粉供气元件的使用寿命，减少了更换底喷粉供气元件的频率，降低生产成本。

进一步，报警元件至少包括一级报警元件。

进一步，报警元件为报警管；报警管一端为封闭端，另一端为开口端；保护套砖还包括进气元件，进气元件与报警管的开口端连接；报警装置还包括用于检测报警管内气体流量的检测元件。

进一步，报警管埋入基体；报警管的封闭端进入基体的内部，报警管的开口端伸出基体外与进气元件连接。

进一步，连接部预留能够使报警管穿过的第二通孔；报警管通过第二通孔伸出基体外。

进一步，报警管包括一级报警管和二级报警管。

进一步，一级报警管的长度为250-500mm，二级报警管的长度比一级报警管的长度长100-200mm。

进一步，一级报警管和二级报警管的材质为耐热不锈钢，内径为1-4mm。

进一步，底喷粉供气元件与连接部的连接方式为焊接或通过粘接剂粘接。

进一步，基体为镁碳质耐火材料，以质量百分含量计，镁碳质耐火材料包括氧化镁70wt％-95wt％，石墨4wt％-20wt％、复合抗氧化剂0-5wt％和ZrO₂ 0-5wt％。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例的底喷粉供气元件报警装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的底喷粉供气元件报警装置与底喷粉枪装配示意图。

附图标记：

1-基体；2-第一通孔；3-一级报警管；4-二级报警管；5-连接部；6-进气元件；7-第二通孔；8-底喷粉枪。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例一

本实用新型的实施例一提供了一种底喷粉供气元件报警装置，如图1至图2所示，该报警装置包括保护套砖，保护套砖包括基体1、报警元件3和连接部5；报警元件3设置于基体1内部，连接部5从基体1的底部嵌入基体；保护套砖和连接部5预留能够使底喷粉供气元件穿过的第一通孔2。

实施时，底喷粉供气元件穿过第一通孔2进入基体1内部，当底喷粉供气元件被腐蚀到报警元件3的位置时，提示应该更换底喷粉供气元件。

与现有技术相比，一方面，实施例一提供的底喷粉供气元件报警装置，在基体内部设有报警元件，当底喷粉供气元件和保护套砖被腐蚀到报警元件的位置时，报警元件发出信号，进而提示应该更换底喷粉供气元件，避免了底喷粉供气元件更换不及时带来的生产安全隐患；另一方面，针对不同生产规模的转炉，报警元件可以包括一级报警元件和二级报警元件。一级报警元件为安全高度报警，一级报警信号发出，表明底喷粉供气元件及保护套砖必须下线停用；二级报警信号发出，提示以后的冶炼操作要加强关注炉底状况。通过设置多级报警元件实现了对紧急程度不同情况下的报警。除此之外，因为底喷粉供气元件被保护套砖包在内部，所以保护套砖对于转炉内的高温起到了一定的隔热作用，从而延长了底喷粉供气元件的使用寿命，减少了更换底喷粉供气元件的频率，降低生产成本。

由于小型转炉的底喷粉供气元件短，所以可能只需要一级报警元件，而大型和中型转炉的底喷粉供气元件长，所以需要多级报警元件。为了满足不同型号的转炉的生产需求，本实用新型的报警元件至少包括一级报警元件。

在本实用新型的实施例二中，采用的报警元件为报警管，而为了使报警管能够起到报警的作用，将报警管设置为一端封闭、另一端开口，通过进气元件向报警管内通入气体，通过检测元件(图中未标出)检测报警管内气体的流量，根据所检测到的报警管内气体的流量来判断底喷粉供气元件和保护套砖是否被腐蚀到报警管的位置。当报警管内气体的流量为0时，说明底喷粉供气元件和保护套砖没有被腐蚀到报警管的位置，无需更换；而当报警管内气体的流量不为0时，说明底喷粉供气元件和保护套砖已经被腐蚀到报警管的位置，必须下线停用，更换新的底喷粉供气元件和保护套砖。本实施例中进气元件为进气管。

本实用新型在选择报警元件时，还考虑了使用热电偶进行温度报警，但该报警装置对于报警温度的设定需要经验值，一旦这个设定值有误则影响报警的准确性和有效性。另外由于热电偶及其铠装强度低，直接埋入很容易损坏；若采用预留盲孔，后装入热电偶的方式，预留盲孔的准确性很难保证，安装难度大。由于热电偶的损坏可能性大，报警准确率降低。另外由于报警装置具有破坏性，安装多级热电偶，其经济成本较高，持续投入大。

经过比较，本实用新型选择报警管作为报警器，其优点如下：本实用新型采用气体流量报警，报警管为一端封闭的耐热不锈钢管，在基体制作过程中预埋入，其位置和高度偏差小，开口端与连接部5焊接或粘接好，再与进气元件6焊接或粘接好。进气元件与外部的供气系统相连，一旦保护套砖蚀损到报警位置，封闭端熔损，报警管开始通气，检测元件即有流量显示，即可报警，报警准确率高。为报警管提供气体的外部供气系统一次投入成本与温度报警系统成本接近，但是后续投入仅为几根封闭的耐热不锈钢管，较采用热电偶成本大幅度降低。

本实施例中，底喷粉供气元件为底喷粉枪，连接部为连接金属板。考虑到报警管需要通过连接金属板与基体连接和固定，所以连接金属板预留能够使报警管穿过的第二通孔。为了使报警管和基体固定牢固，采用焊接方式将二者固定在一起。底喷粉枪和基体可以采用粘接剂粘接，而为了进一步提高底喷粉枪在基体中的牢固程度，也可将底喷粉枪和连接金属板采用焊接方式固定在一起。

示例性地，为了满足中型转炉的生产需要，在本实用新型的实施例三中，设有一级报警管和二级报警管。一级报警管和二级报警管内径尺寸为1-4mm，材质为耐热不锈钢。一级报警管为安全高度报警，一级报警信号发出，表明底喷粉供气元件及保护套砖必须下线停用。安全高度一般设置在连接金属板以上250-500mm。二级报警管一般在安全高度以上100-200mm，即报警管长度比一级报警管长100-200mm，二级报警信号发出，提示以后的冶炼操作要加强关注炉底状况。

值得注意的是，为了满足大型转炉的生产需要，可以设置三级、四级及多级报警管，但考虑供气系统的复杂性，以不超过四级为宜。

为了提高基体的耐热性能，实施例三中，基体的材质为镁碳质耐火材料，以质量百分含量计，包括氧化镁70wt％-95wt％，石墨4wt％-20wt％、复合抗氧化剂0-5wt％和ZrO₂0-5wt％。抗氧化剂可以为Al、Mg、Si、B₄C或SiC。因为基体所使用的环境为高氧，需要镁碳质耐火材料具有优良的抗氧化性，所以，本实施例中选用的抗氧化剂为复合氧化剂，包括Al、Mg、Si、B₄C或SiC中的一种或几种。

考虑到底喷粉枪内除了喷氧气还要喷吹石灰粉颗粒，所以，要求基体材料不仅能够耐高温、抗氧化，还要具备良好的耐磨损性能。为了提高基体材料的耐磨损性能，本实施例中，在镁碳质耐火材料中还加入了ZrO₂，加入量为：0-5wt％(以质量百分含量计)。

为了使镁碳质耐火材料基体的尺寸及结构与周围炉衬砖配合砌筑，本实施例中镁碳质耐火材料基体的外形为圆柱、圆台、凸台以及斜台。

考虑到本实用新型是通过检测报警管内气体的流量来判断报警的，所以为报警管提供气体的进气管需要具备一定的压力，这样才不会导致由于进气管内的压力不够而不能够准确、及时报警。根据实际的生产需要，进气管外径尺寸为6-20mm，同时根据保护套砖与底喷粉枪尺寸及管道连接的需求，进气管外径多数为10mm。

保护套砖的高度跟转炉炉衬高度以及底喷粉枪配合，可以在转炉车间现场安装，也可以在制造厂预先将保护套砖与底喷粉枪装配粘接牢固，现场一次性装入转炉，减少现场安装难度和缩短现场安装时间。

在本实用新型另一个更为具体的实施例四中，保护套砖长度为1000mm，上段截面尺寸为φ120mm，下段截面尺寸为φ170mm；中心孔尺寸，上段为φ36mm、中段为φ56mm、下段为φ70mm，以配合底喷粉枪的外形尺寸。二级报警管长度为450mm，一级报警管长度为350mm。连接金属板内径为φ70mm、外径为φ120mm、高度为15mm。进气管长度为400mm、外径尺寸为φ10mm、壁厚为2mm。

为了说明保护套砖与底喷粉枪的配合，将保护套砖和底喷粉枪进行装配以示说明，如图2所示。

本实用新型的实施结果表明，采用高纯度大结晶电熔镁砂和高纯石墨为原料，添加复合抗氧化剂制作的保护套砖，有效地提高了底喷粉供气元件的使用寿命，炉底侵蚀速度明显降低。通过改进保护套砖结构，增设报警管，提高了底喷粉供气元件的安全性。本实用新型的实施，有望将该技术工业化应用于转炉炼钢。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述报警装置包括保护套砖；所述保护套砖包括基体、报警元件和连接部；

所述报警元件设置于所述基体内部，所述连接部从所述基体的底部嵌入所述基体；

所述保护套砖和所述连接部预留能够使所述底喷粉供气元件穿过的第一通孔。

2.根据权利要求1所述的底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述报警元件至少包括一级报警元件。

3.根据权利要求2所述的底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述报警元件为报警管；所述报警管一端为封闭端，另一端为开口端；所述保护套砖还包括进气元件，所述进气元件与所述报警管的开口端连接；所述报警装置还包括用于检测所述报警管内气体流量的检测元件。

4.根据权利要求3所述的底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述报警管埋入所述基体；所述报警管的封闭端进入所述基体的内部，所述报警管的开口端伸出所述基体外与所述进气元件连接。

5.根据权利要求3所述的底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述连接部预留能够使所述报警管穿过的第二通孔；所述报警管通过所述第二通孔伸出所述基体外。

6.根据权利要求3所述的底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述报警管包括一级报警管和二级报警管。

7.根据权利要求6所述的底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述一级报警管的长度为250-500mm，所述二级报警管的长度比所述一级报警管的长度长100-200mm。

8.根据权利要求6所述的底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述一级报警管和所述二级报警管的材质为耐热不锈钢，内径为1-4mm。

9.根据权利要求1所述的底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述底喷粉供气元件与所述连接部的连接方式为焊接或通过粘接剂粘接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的底喷粉供气元件报警装置，其特征在于，所述基体为镁碳质耐火材料，以质量百分含量计，所述镁碳质耐火材料包括氧化镁70wt％-95wt％，石墨4wt％-20wt％、复合抗氧化剂0-5wt％和ZrO₂ 0-5wt％。