CN212634307U

CN212634307U - 一种熔断式预警透气砖

Info

Publication number: CN212634307U
Application number: CN202021210969.9U
Authority: CN
Inventors: 杨红
Original assignee: Yingkou Ruifulai Refractory Material Co ltd
Current assignee: Yingkou Ruifulai Refractory Material Co ltd
Priority date: 2020-06-28
Filing date: 2020-06-28
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2030-06-28

Abstract

一种熔断式预警透气砖，属于透气砖技术领域。所述熔断式预警透气砖，包括透气砖本体以及设置于透气砖本体的底吹供气系统和预警系统，底吹供气系统包括依次连通的进气管、气室和透气管，进气管与底吹气源连通，气室和透气管设置于透气砖本体的内部，底吹气源的气体依次经过进气管、气室和透气管进入高温钢水，预警系统包括预警管，预警管为倒U型结构，其进口端与预警气源连通，其出口端设置有流量监测结构，用于监测预警管出口端的气体流量。所述熔断式预警透气砖适用于高温转炉、电炉以及钢包、中间包的冶金过程，通过增加预警系统能够在透气砖残余厚度达到设定的安全残余厚度时进行报警。

Description

一种熔断式预警透气砖

技术领域

本实用新型涉及透气砖技术领域，特别涉及一种熔断式预警透气砖。

背景技术

转炉、电炉、钢包以及中间包在冶金过程中，通过底吹透气砖向转炉、电炉、钢包或中间包通气，通过气体在高温钢水体积急剧膨胀的物理能，带动钢水快速上升搅拌钢水，快速均匀钢水温度，平衡钢水的成份，是冶金过程重要的冶炼技术。透气砖由于受到钢水的冲刷，它的侵蚀速率比周边的镁碳砖、炉衬或包衬更快。在转炉、电炉、钢包及中间包透气砖使用过程中，有的能通过测厚仪监测到透气砖的残余厚度；有的通过监测壳体的温度大致监测残余厚度，其中，通过测厚仪监测的厚度，其实是残砖和残砖上覆盖的炉渣或残钢的总厚度，并不是真实的透气砖的厚度；炉壳温度受冶炼的连续性、冶炼操作的不稳定性的影响非常大，也不能准确的预知透气砖的残余厚度。转炉、电炉、钢包和中间包使用的透气砖的残余厚度如果不能准确预知，冶金容器由于超限服役而发生高温钢水泄漏，会导致严重的安全事故或设备事故。

透气砖在使用时的侵蚀状况受使用环境的影响很大，使用者最希望在达到设定的安全残余厚度时及时报警。在转炉、电炉及钢包透气砖上，目前最常用的预警办法是增设预警管，即在生产透气砖时通过焊接封死预警管的顶部，使用时在预警管中通入高压气体，当透气砖达到设定的残余厚度时，高温钢水融化预警管的顶部，气体通过预警管进入钢水中，当出现流量时自动检测系统发出警报。但是，这种预警办法在实际的使用过程中，由于透气砖本体部位存在温度梯度，处于有压力无流量状态的预警管承受的温度梯度就是透气砖本体的温度梯度，而预警管的材质基本都选用304或321的不锈钢材质，其耐高温不超过800℃，软化起始温度为1150℃左右，其熔化温度在1400℃左右，导致报警管的前端还未达到警报位置时，报警管的温度就超过了融化温度，不锈钢报警管从热端到冷端就开始按融化、软化和原始状态呈现，融化和软化之间的过度部位因为金属溶液的下淌，并随温度降低而凝固，堵塞预警管导致其不能被气体吹开，这种通过融化-软化-原状的分布状态随侵蚀深度下降逐步下移而不能实现通气报警，通过解剖使用后的残砖能够得到，温度梯度对报警管的影响是软化层和融化层的厚度，因此，现有技术的预警办法只适合于透气砖局部异常快速侵蚀时，不适用于正常状态下长期使用时的预警。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种熔断式预警透气砖，适用于高温转炉、电炉以及钢包、中间包的冶金过程，通过增加预警系统，能够在透气砖残余厚度达到设定的安全残余厚度时，进行报警。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种熔断式预警透气砖，包括透气砖本体以及设置于透气砖本体的底吹供气系统和预警系统；

所述底吹供气系统包括依次连通的进气管、气室和透气管，所述进气管与底吹气源连通，所述气室和透气管设置于透气砖本体的内部，底吹气源的气体依次经过进气管、气室和透气管进入高温钢水；

所述预警系统包括预警管，所述预警管为倒U型结构，其进口端与预警气源连通，其出口端设置有流量监测结构，用于监测预警管出口端的气体流量。

进一步的，所述预警管位于透气砖本体内的高度与透气砖安全残余厚度相等。

进一步的，所述流量监测结构采用流量计、流量显示屏或者无流量报警器。

进一步的，所述预警管采用不锈钢材质。

进一步的，所述透气砖本体采用耐火材料。

进一步的，所述预警管穿过气室，预警管与气室的连接处通过氩弧焊密封隔离。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型的底吹供气系统和预警系统是独立的两套系统，透气砖在正常使用时，两套系统中都有气体通过，预警系统中稳定流量和压力的气体能够对其进行降温，防止透气砖本体的温度梯度对U型预警管的影响，保证其使用性能；

2)本实用新型为一种适用于高温转炉、电炉以及钢包、中间包底吹的透气砖，增加预警系统后的透气砖在使用时，透气砖的残余厚度达到设定的安全残余厚度L2时，钢水熔断预警管，预警管出口端气体的流量为零时，实现报警，在保证安全冶炼的前提下及时终止高温服役。

本实用新型的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种熔断式预警透气砖的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

1-进气管，2-气室，3-透气管，4-预警管，5-进口端，6-出口端，7-流量监测结构，8-透气砖本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

为了解决现有技术存在的问题，如图1所示，本实用新型提供了一种熔断式预警透气砖，包括透气砖本体8以及设置于透气砖本体8的底吹供气系统和预警系统；

底吹供气系统包括依次连通的进气管1、气室2和透气管3，进气管1与底吹气源连通，气室2和透气管3设置于透气砖本体8的内部，底吹气源的气体依次经过进气管1、气室2和透气管3进入高温钢水；

预警系统包括预警管4，预警管4为倒U型结构，其进口端5与预警气源连通，其出口端6设置有流量监测结构7，用于监测预警管4出口端6的气体流量。

本实施例中，底吹气源和预警气源为两个独立的气源，分别用于向底吹供气系统和预警系统供气，气源的气体可以根据实际工作进行选择，比如氩气和氮气。气室2为不锈钢的密闭空间，用于平衡压力，为透气管3提供稳定的压力和气流，透气管3可以设置一个或者多个，可以是圆形、环形等结构，在实际使用时根据情况进行选择。透气砖本体8采用耐火材料，比如镁碳、刚玉材质等；透气砖的外部可以为圆柱、立方体、圆台等结构，图1中L1 是透气砖的实际厚度，L2是透气砖安全残余厚度，L1-L2即为透气砖的使用厚度。预警管4 采用不锈钢材质。

作为优选，预警管4位于透气砖本体8内的高度与透气砖安全残余厚度相等。

作为优选，流量监测结构7采用流量计、流量显示屏或者无流量报警器。如果流量监测结构7采用流量计或者流量显示屏，可以将流量计或者流量显示屏设置为安全的监控区域，并使流量计或者流量显示屏通过软管与预警管4出口端6连通，便于工作人员对预警管4出口端6的气体流量进行监控；如果流量监测结构7采用无流量报警器，当预警管4出口端6 的气体流量为零时，报警器就会发出报警；当然，流量监测结构7也可以采用其他结构，只要能够监测预警管4内是否有气体流通即可。

作为优选，气室2设置于透气砖本体8内的底端。

本实施例中，预警管4穿过气室2，预警管4与气室2的连接处通过氩弧焊密封隔离。由于底吹供气系统和预警系统相互独立，预警管4的一部分穿过气室2，其他部分位于透气砖本体8内部，为了保证气室2的密封性，在预警管4与气室2的连接处进行密封隔离。

本实用新型中，底吹供气系统和预警系统为两套独立通气的系统，底吹供气系统与用户要求的匹配，一直处于有压力有流量的状态，正常使用时，底吹供气系统和预警系统都用独立通道通入气体，其中，底吹供气系统的气体通入高温钢水，底吹供气系统中的管道有高压 (大于0.8MPa)大流量气体通过，比如转炉透气砖流量为70Nm³/h、电炉透气砖流量为 1.8-3.0Nm³/h，持续不断的气体对使用中的金属透气管3起到了冷却作用，所以在通气状态下的金属透气管3受的温度是低于其耐热温度的；预警系统的气体不进入高温钢水，气体从透气砖底部通过倒U型的预警管4通道再返回到比报警厚度温度更低的低温区域，即透气砖底部，使预警管4承受的温度是低于其耐热温度，保证了不锈钢预警管4的材料稳定性；预警管4是为倒U型管道，其高度与透气砖安全残厚高度一致，在透气砖被侵蚀到安全残厚时，高温钢水熔断预警管4的顶部，预警管4被断开，预警管4出口端6的流量为零，说明透气砖的残厚低于安全残厚，应该尽快停止高温服役。

本实用新型一种熔断式预警透气砖的制作方法：

在制作熔断式预警透气砖时，按正常的生产方式，在耐火材料本体中布置底吹供气系统的进气管1、气室2和透气管3；再在耐火材料本体中布置倒U型的预警管4，并与气室2密封连接，上述结构和材料在成型后即满足透气砖的要求。

本实用新型中，透气砖在正常使用时，底吹供气系统和预警系统中都有气体通过，可通过计量表指示气体的压力和流量。预警系统中倒U型预警管4的高度为透气砖使用时的安全高度，预警气源与底吹气源相互独立，预警气源向倒U型预警管4中通入气体，保证稳定的流量和压力，以实现对预警管4的冷却；随着透气砖被逐渐侵蚀，残余高度达到安全残厚L2 时，倒U型预警管4被熔断，通过流量监测结构7得到预警管4出口端6排出气体的流量为零，提示透气砖到了最终服役时间。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种熔断式预警透气砖，其特征在于，包括透气砖本体以及设置于透气砖本体的底吹供气系统和预警系统；

2.根据权利要求1所述的熔断式预警透气砖，其特征在于，所述预警管位于透气砖本体内的高度与透气砖安全残余厚度相等。

3.根据权利要求1所述的熔断式预警透气砖，其特征在于，所述流量监测结构采用流量计、流量显示屏或者无流量报警器。

4.根据权利要求1所述的熔断式预警透气砖，其特征在于，所述预警管采用不锈钢材质。

5.根据权利要求1所述的熔断式预警透气砖，其特征在于，所述透气砖本体采用耐火材料。

6.根据权利要求1所述的熔断式预警透气砖，其特征在于，所述预警管穿过气室，预警管与气室的连接处通过氩弧焊密封隔离。