CN86102142A - 喷枪支承装置 - Google Patents

Abstract

一种喷枪支承装置，具有可在平面内旋转并装有复数个喷枪操纵装置的喷枪转台，喷枪操纵装置各自支承用来向钢水中引入气体和/或粉末加入剂的喷枪。各喷枪操纵装置具有升/降、旋转和倾斜喷枪的装置。装有复数个喷枪操纵装置的喷枪转台设置在装有复数个真空除气容器的环形转台的中心孔或空腔中。

Description

喷枪支承装置

本发明涉及一种用于支承喷枪的喷枪支承装置，该喷枪用于向熔融金属中喷射气体或气体和粉末加入剂（下文称之为“粉末”）

经过审查的公布号为12246/1969、21818/1971和22208/1970的日本专利以及未经审查的公布号为37112/1983的日本专利揭示了在真空除气处理过程中对熔融金属喷射气体和/或粉末来调整熔融金属成分的方法。通过增加粉末和熔融金属之间的接触机会，即接触面积和时间，来提高加入熔融金属中的粉末的作用和利用率。气体和/或粉末的喷射加强对熔融金属的搅拌而且不会有任何混入炉渣的危险，因此改善了纯度并减少了处理时间。

已知的用于对熔融金属喷射气体和/或粉末的装置采用安装在喷枪升降车上的细长的喷枪，该喷枪升降车以一预定倾角安装并可在旋转喷枪的同时上下移动。喷枪末端部分浸入熔融金属以便把气体和/或粉末引入钢水。为使气体和/或粉末的喷射效果最大，必须将气体和/或粉末全部引入钢水中而不能使其逸出提升管在真空除气容器中浸入部分之外，另外，由于喷枪在对炽热钢水的强搅拌中会产生严重损耗，还必须在任何需要的时候能对喷枪进行安全简便的修理或更换。然而，传统的装置由于存在各种问题而不能满足这些要求。因此迄今为止，使添加气体和/或粉末具有最大作用实际上一直是困难的。

更确切地说，在传统装置中，支承引导喷枪运动的垂直导轨的支座固定在真空除气容器支架上，以致喷枪的修理或更换需要在真空除气容器上装设操作悬架，并在恶劣的条件和有限的空间由人工完成。另外，每当维修真空除气容器上的耐火材料时，即使喷枪没有故障也必须停止喷枪的工作。这样每当维修或更换容器的耐火材料和/或喷枪时，就减低了真空除气容器的工作速率，以致产量大大降低。另一方面，容器或喷枪长时间不能工作，使其经受急剧的温度变化而严重剥落，缩短了耐火材料的寿命，使产量进一步降低。

如果经喷枪引入的气体和/或粉末逸出提升管在真空除气容器中的浸入部分之外，会不适当地延长处理时间和减小净化作用，同时产生各种问题，即钢水面的沸腾、容器严重损坏和金属大量沉积这类缺点。为了缩短处理时间或加强净化作用，通常的方法是增加气体和/或粉末的引入量以及增加引入深度。然而这种方法往往会增大气体和粉末的逸出。

因此，为了避免气体和粉末的逸出，气体的引入位置最好是可调的，与操作状态无关。在前述的已知装置中，引入位置的调整只靠喷枪绕其轴线旋转和以预定的角度倾斜并沿导轨上下移动的喷枪车的升降来完成。这样，从消除气体和粉末的逸出这一点看，传统装置不具备相对于各种因素的变化选择最佳引入位置的功能。这些因素有喷枪的制造和安装精度、喷枪引入方向的改变、气体和/或粉末的引入速率、固体与气体之比、钢水的流动性等等。

根据本发明，提供一种喷枪支承装置，它包括：可在一平面内旋转的转台，安装在转台上的复数个喷枪操纵装置，各个喷枪操纵装置可拆卸地支承用于把气体和/或粉末加入剂引入熔融金属的喷枪并有用于升/降、旋转和倾斜喷枪的机构。

在本发明的优选形式中，喷枪转台设置在支承复数个真空除气容器的环形转台的中心孔或空腔内。

根据本发明，随着喷枪转台的旋转，支承已耗尽的喷枪的喷枪操纵装置从熔融液处理位置移至更换喷枪位置，同时，装有新喷枪的喷枪操纵装置从更换喷枪位置即从等待位置移至熔融液处理位置，从而可在很短的时间内更换喷枪，基本上不中断熔融液的处理。另外，喷枪的更换可在远离熔融液处理位置处进行，因此保证了安全和良好的工作条件。

喷枪操纵装置适于向下驱动已从熔融液容器一侧位置定在熔融液处理位置的喷枪进入熔融液容器，以及把尚未固定在熔融液处理位置的喷枪驱动到熔融液容器一侧的预定位置。为使熔融金属处理装置的工作安全而有效，必须将喷枪引入孔设定在使气体和/或粉末不逸出真空除气容器的提升管之外区域的位置，这样就确保全部气体和/或粉末进入提升管。为此目的，喷枪引入孔的引入位置要根据各种因素来确定，这些因素有：为获得所需的熔融金属成分的气体和粉末的种类和数量;真空除气容器提升管的浸入深度以及抽吸熔融金属的提升管的开孔面积。然后根据预先得到的喷枪引入位置和现在位置之间的关系，通过倾斜装置调整喷枪的倾角，然后操纵升降装置使喷枪下行一预定量，以此调整喷枪。如果需要，在喷枪调整之后检查气体的引入情况，假如逸出提升管外面，则用上述装置重新调节喷枪的引入位置。

当喷枪耗尽时，旋转喷枪转台，将装有该喷枪的喷枪操纵装置移到更换/准备位置，在那里把耗蚀的喷枪放下并置于喷枪更换车或类似的接受装置上。然后把新喷枪升起并保持在预定高度，准备用于熔融金属的真空处理。正确操纵喷枪升/降装置、喷枪操纵装置的喷枪旋转机构和喷枪倾斜机构，卸下耗蚀的喷枪并装上新喷枪，这样就做到了快速安全地更换喷枪。在真空除气容器与设置在该容器下的钢包配合使用的场合，最好把复数个真空除气容器可更换地设置在环形的容器转台上，装有复数个喷枪操纵装置的喷枪转台设置成可在容器转台的中心孔或空腔内的平面内旋转，而钢包设置在可在一平面内自由旋转的钢包转台上，以将钢包连续地从供给位置传送到熔融液处理位置。由于这种布置，可以在任何需要的时间不受干扰地对喷枪真空除气容器和钢包进行更换、修理和预热。

图1为RH真空除气装置的侧示意图;

图2为沿图1中Ⅱ-Ⅱ箭头方向观看的平面图;

图3为图1中所示的喷枪支承装置的侧示意图;

图4和图5为喷枪升/降车的平面图和侧视图。

图6为表示喷枪详细结构的视图。

参照图1和图2，钢包转台1设置在地面上并由驱动装置13所驱动，用吊车将钢包2连续地运送到钢包转台1上的传送位置I。随着钢包转台1的旋转，钢包又连续地从传送位置I被送到真空处理位置V。钢包提升装置3升起由钢包转台1送到真空处理位置并由钢包提升装置3升起的钢包2。以便使提升管7a和下降管7b的下端部分浸入钢包2内的熔融液中。提升管7a和下降管7b可根据需要用开关控制。在图1中，下降管7b被挡在提升管7a的后面。

容器转台7为环状并载有复数个真空容器5和6。容器转台7靠旋转驱动装置12旋转，以便在真空处理位置V和进行更换或维修的等待位置W之间移动。

喷枪支承装置9的喷枪转台8可旋转地安装在环形的容器转台7的中心孔或空腔中，并装有复数个喷枪操纵装置10。喷枪转台8通过旋转驱动装置11转动，以便在真空处理位置V和进行更换或维修的等待位置W之间移动。每一个喷枪操纵装置10都具有如上文所述的提升、旋转和倾斜喷枪的功能。更换维修车15沿设置在等待位置W下的地面上的轨道16行驶。更换维修车15有一载物架15a，用于真空除气容器下部的更换或维修，或运载用于真空除气容器的预热装置。所述维修车15还有可横向装载新的或用过的喷枪的喷枪更换车15b。

如图1至图5所示，各个喷枪操纵装置10的上端部分都从喷枪转台8上穿过该转台上形成的各凹槽8a伸出，各凹槽8a靠喷枪转台8上的各枢轴17支承。各个喷枪操纵装置10有横截面为U型的升/降导轨18，该导轨的下端连接到喷枪转台8下端的倾斜装置21、喷枪支承杆19b，用于旋转驱动喷枪支承杆19b的喷枪旋转装置20，带有与导轨18内表面相接触的轮19a并可旋转地承载喷枪支承杆19b的喷枪升/降车19、以及固定在升/降导轨18上并用来升降喷枪升/降车19的升降驱动装置22。

用于升/降导轨18的倾斜装置21包括电动马达21a，减速器21b，固定到升/降导轨18的底部件18a，可在23上绕枢轴旋转的螺旋形延伸轴21c。倾斜装置21是这样设置的：随着电动马达21a的运转，升/降导轨18在一预定角度范围内绕枢轴17倾斜，从而调节由喷枪支承杆19b所支承的喷枪14的倾角。用于喷枪支承杆19b的旋转驱动装置20包括电动马达20a、减速器20b、链轮20c、链条20d和固定在喷枪支承杆19b后端的链轮20e（见图5）。旋转驱动装置20是这样设置的：随着电动马达20a运转，旋转喷枪支承杆19b，从而旋转带有与喷枪支承杆最末端的法兰盘19c相连的后端法兰盘14a的L型喷枪14，以改变下端引入管14b的位置。

用于驱动喷枪升/降车19的升/降驱动装置22安装在上述的升/降导轨18上。升/降驱动装置22包括固定在升/降导轨18上端的电动马达22a、减速装置22b、固定在减速装置22b输出轴上的链轮、可旋转地安装在升/降导轨18下端的链轮23b、以及一环绕链轮的链条22e。链条22e的一端连接到喷枪升/降车19的后端，而另一端连接到喷枪升/降车19的前端。随着电动马达的运转，喷枪升/降车19上下移动，这样升高或降低喷枪14。

参考图6，L型喷枪14由下列各部分组成：固定在上述法兰盘14a上的后端支承法兰盘14f;引入管14b，粉末通过该管靠输送气体引入;由不锈钢制成并与气体一起传输粉末的粉末输送管14c;围绕引入管14b2端部设置的MgO-C砖;围绕输送管14c设置的双层冷却管14d1、14d2;设在冷却管14d2前部外圆周上的加强肋14e1至14e7;围绕冷却管14d2后部设置的加强肋14e8，支承肋14g1、14g2，通过它将冷却管14d2的后端连接到加强肋14e8的后端;内表面固定在加强肋14e8的径向外端面的管14h;以适当间距固定到冷却管14d2外圆表面的螺栓14i;设置在除加强肋14e8和渣线部分S之外的冷却管14d2全部外圆周面上的耐火材料14k，用于覆盖螺栓14i和加强肋14e1至14e7;围绕渣线部分S的冷却管14d2设置、并由具有不小于1.5kcal/mh℃的高导热性的导热材料制成的填充物14l;以及沿填料圆周方向排列的MgO-Cr₂O₃耐火砖14m。

冷却管14d2的后端连接到冷却流体供给管14n，冷却管14d2的前端靠封闭板14g封闭。冷却管14d1的后端连接到冷却流体排泄管14p1、14p2，而其前端是开放的。前端开口位于输送管14c前部外圆周面和冷却管14d2前部内圆周面之间，这样为冷却气体提供一条返回通道。

在安装耐火材料14k之前，通过金属带14s将耐火砖14m固定，金属带14s在这些砖的上下部分处的环形槽14r中箍紧。

风嘴砖14j的外圆周面上有一对环形槽14t1、14t2。上槽14t1用于防止熔融液进入喷枪，而下槽14t2用于与装在冷却管14d2外圆周上的风嘴保持器14u的一对箍环相啮合。

上述的喷枪结构仅仅是例证性的，而完全可采用各种已知的喷枪结构。

下文将根据典型的钢水除气处理方式描述本发明的喷枪支承装置的操作。

装有钢水的钢包2由钢包转台1上的吊车（未画出）运送。随着钢包转台1的旋转，钢包2移动到真空除气容器5下面极近处的真空处理位置V。其后，旋转喷枪转台8，使喷枪操纵装置10对准真空处理位置V的真空除气容器5的提升管7a。然后，操纵喷枪操纵装置10的旋转装置20和倾斜装置21，调整引入管14b2引入口14b1的倾角和旋转位置，并设定喷枪升/降车的下行量，使引入管14b2的引入口14b1位于真空除气容器5的提升管7a下面极近处。这样，根据这样设定的下行量操纵升/降驱动装置，以使喷枪升/降车19下降。

然后，用钢包升提装置3将钢包2升起，使真空除气容器5的提升管7a和下降管7b以及喷枪14浸入钢包2的钢水中。在喷枪14浸入之前，从气体引入管14b将加压到足以防止钢水流入喷枪的氩气引入喷枪。同时，操纵与真空除气容器5相连的真空源（未画出）以吸引并抽空真空除气容器5中的气体。因此，钢水靠气体的浮力在真空除气容器5和钢包2之间循环。

接着，启动喷枪操纵装置10的升/降驱动装置22、旋转驱动装置20和倾斜装置21，并确定使粉末能达到提升管7a下的预定理想位置所需的因素，例如，确定氩气的引入压力、下倾角、引入管14b的旋转位置以及喷枪升/降车19的下行量，并根据这些确定的因素下降喷管14b。

如果氩气逸出到提升管外侧区域，则操纵升/降装置22，旋转驱动装置20和倾斜装置21来调整引入口14b的位置，以此消除逸出。然后把钢水真空处理所需的粉末与氩气一起引入钢水中以获得所需的钢水成分。处理之后，颠倒上述过程：即，将真空除气容器中的压力复原，从钢水中提出喷枪，然后降下钢包2。

然后，旋转钢包转台1以送走已完成真空处理的钢包2，用吊车将钢包2移到下道工序，如连续铸钢。

当喷枪14的耐火材料和/或真空除气容器5已磨蚀时，旋转喷枪转台8和/或容器转台7，将喷枪14和/或真空除气容器5送至等待位置W，并在更换/维修车15上进行所需的维修或更换。

如上所述，根据本发明，喷枪转台上安装有复数个喷枪操纵装置，以便通过转台的旋转在真空处理位置和更换/修理位置之间移动这些装置。因此，可在需要时安全、可靠和迅速地更换或修理喷枪，而与真空除气容器上耐火材料的更换或维修无关。因此，可以省却迄今在更换喷枪时所必需的真空除气容器的长操作悬架，并且可减少真空除气容器中耐火材料的剥落，这样可保证耐火材料的寿命更长。这又减少了真空除气容器的更换或维修次数并显著提高了对钢水的真空处理能力。事实上，真空除气容器更换或维修的间隔从大约20小时延长到大约60小时，而处理能力从每一容器150，000吨增加到400，000吨。

另外，根据本发明，可以靠喷枪转台的旋转，喷枪绕其轴线的旋转以及喷枪的升降和倾斜按照不同型号的钢的不同要求选择喷枪引入口的最佳深度和位置。这又避免了在真空处理期间气体或粉末逸出提升管以外区域的危险。使得从喷枪引入的气体和粉末全部进入提升管，从而增强了钢水的循环速率，避免了钢包中钢水面的沸腾，以及如法兰盘和真空除气容器其它部分被熔化的麻烦。此外，最大限度地提高了粉末和钢水之间的反应作用和速度，从而保证了钢水的优质高产。

Claims (2)

1、一种喷枪支承装置，包括：可在一平面内旋转的一转台；安装在所述转台上的复数个喷枪操纵装置，所述各喷枪操纵装置可拆卸地支承用于把气体和/或粉末加入剂引入熔融金属的喷枪，并装有用于升/降、旋转和倾斜所述喷枪的机构。

2、根据权利要求1所述的喷枪支承装置，其特征在于：该装置设置在支承复数个所述真空除气容器的环形的容器转台的中心孔或空腔中。

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