TWI661051B - 爐底噴吹管裝置 - Google Patents

Abstract

一種爐底噴吹管裝置，適用於連接一形成有一容室並容置一鐵水的轉爐，並供一吸熱氣體通過，使該鐵水形成一凝固物。該爐底噴吹管裝置包含一連通該容室的外管、一穿設該外管的內管，及一連通該外管的外進氣件。該外管包括一朝向該容室的外端面，該內管包括一管本體，及複數自該管本體徑向向外凸伸的凸齒，該管本體具有一朝向該容室的內端面，每一凸齒具有一朝向該容室的側面，該等側面為自該內端面一體向外延伸。該吸熱氣體自該外進氣件輸入該外管，並進入該容室降低該鐵水的溫度，使該鐵水於該內端面、該等側面，與該外端面上形成該凝固物。

Description

爐底噴吹管裝置

本發明是有關於一種噴吹管裝置，特別是指一種在煉鋼製程中，用於將氣體送入轉爐內的爐底噴吹管裝置。

鋼鐵廠在以底吹轉爐冶煉鋼鐵的過程中，會自一底吹管吹入氧氣，以提升鋼鐵成品的韌性及可鍛性。參閱圖1與圖2，為一現有的底吹管9，包含一連通一轉爐93的內管件91，及一連通該轉爐93，並套設於該內管件91的外管件92。該轉爐93具有一用以容置受高溫熔化而呈液態的鋼鐵（簡稱為鐵水）的容室931，該內管件91包括一朝向該容室931的內端面911，該外管件92包括一朝向該容室931，且圍繞該內端面911的外端面921。氧氣自該內管件91依圖1下方箭頭所示的方向進入該容室931，即可提供該轉爐93足夠的氧氣進行煉鋼。

由於吹入氧氣時將產生高溫，而破壞該底吹管9與該轉爐93，此時可自該外管件92依圖1左方箭頭所示的方向吹入如甲烷的碳氫化合物氣體，碳氫化合物氣體進入該容室931後產生裂解反應而吸熱，使該鐵水降溫並於該內端面911及該外端面921形成一鐵相凝固物94，即可隔絕底吹氧氣所產生的高溫，並延長該底吹管9與該轉爐93的使用壽命。

然而，由於該內管件91與該外管件92間的熱傳導性較差，使得該內端面911的溫度較不均勻，且供該鐵相凝固物94生成的該內端面911較小，不利於該鐵相凝固物94生成，使得該底吹管9的使用壽命仍十分有限。

因此，本發明之目的，即在提供一種使用壽命較長，並能有效保護轉爐爐底的爐底噴吹管裝置。

於是，本發明爐底噴吹管裝置適用於連接一容置一鐵水的轉爐，並供一助燃氣體與一吸熱氣體通過，使該鐵水形成一凝固物，該轉爐形成有一用以容置該鐵水的容室，及一連通該容室的吹氣孔。該爐底噴吹管裝置包含一卡合於該吹氣孔的外管、一連通該容室且穿設於該外管的內管、一自該內管向外延伸且連通該內管的內進氣件，及一自該外管向外延伸且連通該外管道的外進氣件。

該外管包括一朝向該容室的外端面，該內管包括一管本體，及複數自該管本體徑向向該外管凸伸的凸齒，該管本體具有一朝向該容室且呈環狀的內端面，每一凸齒具有一朝向該容室的側面，該等側面為自該內端面一體向外延伸，該內管與該外管相配合界定出一適用於供該吸熱氣體通過的外管道。該內進氣件適用於將該助燃氣體輸入該內管，該外進氣件適用於將該吸熱氣體輸入該外管道，該吸熱氣體通過該外管道進入該容室時降低該鐵水的溫度，使該鐵水於該內端面、該等側面，與該外端面上形成該凝固物。

本發明之功效在於：利用該等自該管本體徑向向該外管凸伸的凸齒，使該助燃氣體與該吸熱氣體不會在一吹入該鐵水中即進行混合，並提升該外管與該內管間的熱傳導性，使該內端面與該等凸齒的側面更均勻地降溫，且該等凸齒的側面可擴大供該凝固物形成的平台，有助於該凝固物的生成，便能藉由該凝固物延長該爐底噴吹管裝置與該轉爐的使用壽命。

參閱圖3，本發明爐底噴吹管裝置之一實施例，適用於連接一容置一鐵水（圖未示）的轉爐7，並適用於供一助燃氣體與一吸熱氣體通過，使該鐵水形成一凝固物8（繪示於圖5），該轉爐7形成有一用以容置該鐵水的容室71，及一連通該容室71的吹氣孔72。該爐底噴吹管裝置包含一卡合於該吹氣孔72的外管1、一連通該容室71且穿設於該外管1的內管2、一自該內管2向外延伸且連通該內管2的內進氣件3、一自該外管1徑向向外延伸且連通該外管1的外進氣件4、一穿設於該內管2並用以測量該助燃氣體的溫度的測溫單元5，及一套設於該外管1，並銜接該內管2與該內進氣件3的連接件6。

在本實施例中，該外管1與該內管2的材質為金屬，可加強該外管1與該內管2間的熱傳導，使該內管2位於該轉爐7的吹氣孔72的一端的溫度能更加均勻，而利於該凝固物8的生成。而本實施例中的該助燃氣體較佳為氧氣，能充分氧化並脫除位於該轉爐7內的該鐵水中的碳、硫、磷及矽等元素，以提升鋼鐵成品的韌性及可鍛性。該吸熱氣體則較佳為甲烷，可於該轉爐7的容室71中產生裂解反應而吸熱，並降低該鐵水的溫度，使該鐵水降溫而形成該凝固物8。然而，該外管1與該內管2的材質，以及該助燃氣體與該吸熱氣體的種類並不以此為限，只要選用的材質能均勻導熱，所選用的氣體具有助燃、吸熱的預期效果，且不會對該轉爐7的冶煉造成不良影響即可。

參閱圖3與圖4，該外管1包括一朝向該容室71的外端面11，該內管2包括一管本體21，及多個自該管本體21徑向向該外管1凸伸的凸齒22。該管本體21具有一朝向該容室71且呈環狀的內端面211，每一凸齒22具有一朝向該容室71的側面221，該等側面221為自該內端面211一體向外延伸，並由該內管2與該外管1相配合界定出一適用於供該吸熱氣體通過的外管道12。

參閱圖3與圖5，該內進氣件3適用於將該助燃氣體輸入該內管2，並包括一連接該內管2的連通部31、一自該連通部31徑向向外延伸的內進氣部32，及一自該連通部31朝遠離該內管2的方向延伸的測溫部33。該助燃氣體自該內進氣部32依圖3右方箭頭所示的方向進入該連通部31，接著進入該內管2，並依圖5中央的箭頭所示的方向通過該內管2，最後進入該轉爐7的容室71，以提供該轉爐7足夠的氧氣進行氧化反應。

重新參閱圖3與圖4，該測溫單元5包括一自該測溫部33穿伸於該內管2中的熱電偶51、一套設並黏合於該熱電偶51鄰近該轉爐7的一端的套管52、一套設於該套管52的固定件53，及一套設於該測溫部33的調整件54。該熱電偶51用以測量位於該內管2的內端面211週遭的該助燃氣體的溫度，由於該外管1的外端面11與該內端面211週遭的溫度為影響該凝固物8生成的重要因子，而藉由測量該外管1鄰近該轉爐7的一端的溫度，即可預估該外端面11週遭的溫度。因此，以該熱電偶51測得該內端面211週遭的溫度，將可更精準地掌握本實施例的熱傳狀況，進一步提高對底吹氧氣技術的掌控度。

在本實施例中，該套管52的材質為金屬，並用以保護該熱電偶51，避免該熱電偶51因直接接觸高溫而損壞。而該固定件53為橡皮塞，用以將該熱電偶51卡合於該測溫部33，可固定該熱電偶51的測溫位置。該調整件54則為一活動螺帽，該測溫部33形成有供該活動螺帽螺合的外螺紋，須改變該熱電偶51的測溫位置時，藉由旋轉該活動螺帽即可改變。然而，該套管52、該固定件53，以及該調整件54的材質或種類並不以此為限。

參閱圖3至圖5，該外進氣件4適用於將該吸熱氣體輸入該外管道12，該吸熱氣體自該外進氣件4依圖3左方箭頭所示的方向進入該外管1，接著通過該外管道12依圖5中位於該外管道12的箭頭所示的方向進入該容室71時，將降低位於該外端面11附近的該鐵水的溫度，使該鐵水於該內端面211、該等側面221，與該外端面11上形成該凝固物8。該等凸齒22可使該助燃氣體與該吸熱氣體不會在一吹入該鐵水中即進行混合，並提升該外管1與該內管2間的熱傳導性，使得該內端面211與該等側面221能更均勻地降溫，且該等側面221擴大了供該凝固物8形成的平台，有助於該凝固物8的生成。該凝固物8即可避免位於該轉爐7的吹氣孔72週遭的該轉爐7的底部、該外管1，及該內管2受到吹入該助燃氣體時，所產生的高溫而破壞，並延長本實施例與該轉爐7的使用壽命。

綜上所述，本發明爐底噴吹管裝置利用該等自該管本體21徑向向該外管1凸伸的凸齒22，可使該助燃氣體與該吸熱氣體不會在一吹入該鐵水中即進行混合，並提升該內管2與該外管1間的熱傳導性，使該內端面211與該等凸齒22的側面221的溫度更加均勻，並以該等側面221擴大供該凝固物8形成的平台，有助於該凝固物8的生成，便能進一步延長該爐底噴吹管裝置與該轉爐7的使用壽命，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧外管

11‧‧‧外端面

12‧‧‧外管道

2‧‧‧內管

21‧‧‧管本體

211‧‧‧內端面

22‧‧‧凸齒

221‧‧‧側面

3‧‧‧內進氣件

31‧‧‧連通部

32‧‧‧內進氣部

33‧‧‧測溫部

4‧‧‧外進氣件

5‧‧‧測溫單元

51‧‧‧熱電偶

52‧‧‧套管

53‧‧‧固定件

54‧‧‧調整件

6‧‧‧連接件

7‧‧‧轉爐

71‧‧‧容室

72‧‧‧吹氣孔

8‧‧‧凝固物

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一不完整的示意圖，說明現有的一種底吹管； 圖2是一俯視圖，以另一角度說明該底吹管； 圖3是一不完整的示意圖，說明本發明爐底噴吹管裝置的一實施例； 圖4是一俯視圖，以另一角度說明本實施例的一外管與一內管；及 圖5是一不完整的示意圖，說明一外管氣體降低一位於一外端面附近的鐵水的溫度，使該鐵水形成一凝固物。

Claims (9)

1. 一種爐底噴吹管裝置，適用於連接一容置一鐵水的轉爐，並適用於供一助燃氣體與一吸熱氣體通過，使該鐵水形成一凝固物，該轉爐形成有一用以容置該鐵水的容室，及一連通該容室的吹氣孔，該爐底噴吹管裝置包含： 一外管，卡合於該吹氣孔，該外管包括一朝向該容室的外端面； 一內管，連通該容室且穿設於該外管，並包括一管本體，及複數自該管本體徑向向該外管凸伸的凸齒，該管本體具有一朝向該容室且呈環狀的內端面，每一凸齒具有一朝向該容室的側面，該等側面為自該內端面一體向外延伸，該內管與該外管相配合界定出一適用於供該吸熱氣體通過的外管道； 一內進氣件，自該內管向外延伸且連通該內管，並適用於將該助燃氣體輸入該內管；及 一外進氣件，自該外管向外延伸且連通該外管道，並適用於將該吸熱氣體輸入該外管道，該吸熱氣體通過該外管道進入該容室時降低該鐵水的溫度，使該鐵水於該內端面、該等側面，與該外端面上形成該凝固物。
2. 如請求項1所述的爐底噴吹管裝置，其中，該內進氣件包括一連接該內管的連通部、一自該連通部徑向向外延伸的內進氣部，及一自該連通部朝遠離該內管的方向延伸的測溫部。
3. 如請求項2所述的爐底噴吹管裝置，還包含一穿設於該內管，並用以測量該助燃氣體的溫度的測溫單元。
4. 如請求項3所述的爐底噴吹管裝置，其中，該測溫單元包括一自該測溫部穿伸於該內管中的熱電偶。
5. 如請求項4所述的爐底噴吹管裝置，其中，該測溫單元還包括一套設於該熱電偶，並用以保護該熱電偶的套管。
6. 如請求項5所述的爐底噴吹管裝置，其中，該測溫單元還包括一套設於該套管，並將該熱電偶卡合於該測溫部的固定件。
7. 如請求項6所述的爐底噴吹管裝置，其中，該測溫單元還包括一套設於該測溫部的調整件。
8. 如請求項1所述的爐底噴吹管裝置，其中，該外管與該內管的材質為金屬。
9. 如請求項1所述的爐底噴吹管裝置，還包含一銜接該內管與該內進氣件的連接件。