專利名稱：Rh真空精煉裝置的一體式浸漬管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金行業中用于爐外精煉的真空脫氣裝置，具體的為一種適用于中小容量的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管。
背景技術：
鋼水真空循環脫氣(RH)技術是一種鋼水二次精煉工藝，是生產高質量品種鋼必備的爐外精煉手段。RH真空精煉設備最初用于鋼水脫氣，其冶金原理是依靠壓差將鋼水提升至真空室，并通過吹氬氣使鋼水循環流動，利用真空環境達到脫氣(N2、H2、O2)的目的，其優點是反應速度快、真空度高、冶金效果好。近10年，為了滿足潔凈鋼的生產需求，各國積極開發多功能精煉工藝，將真空脫氣、脫碳、加熱、噴粉脫硫和消除冷鋼等功能有機地組合起來，形成綜合真空精煉設備，其主要的冶金功能包括:(I)真空脫碳:可生產[C] ( 15ppm的超低碳鋼；(2)真空脫氣:可生產[H] ( 1.0ppm, [N] ( 25ppm的潔凈鋼；(3)噴粉脫硫:可生產[S] ( 5ppm的超低S鋼；(4)脫O 2控制夾雜物，對Al鎮靜超低碳鋼，T.0彡15ppm ；(5)合金微調，嚴格控制鋼水成份；(6) 二次燃燒或加鋁吹O·2升溫。RH的整個鋼水冶金反應是在砌有耐火襯的真空槽內進行的，真空槽的下部是兩個帶耐火襯的可插入鋼水包的浸潰管，其中一只為上升管，另一只為下降管，上升管內通入氬氣。真空槽上部裝有熱彎管，通過管道連接到真空泵。當浸潰管插入到鋼水中后，把真空槽抽真空，作用于真空槽外的鋼液表面的大氣壓力使鋼液在真空槽內上升高度約1.4m。同時，在上升管的較低位置吹入氬氣作為提升氣體，提升氣體的上升帶動上升管中的鋼液加速上升。隨著壓力的降低以及爐內氣體的析出，鋼水呈噴泉狀進入真空槽，鋼液霧化為細小的液滴。由于混合于鋼液中的氣體被吸走，鋼液因重力的作用又從下降管流回到鋼包中，這樣就實現了鋼液進出真空槽的循環。RH精煉的限制性環節在于鋼液的循環流動和混合，無論鋼液成分和溫度均勻化，還是脫氣、脫碳、脫硫等精煉反應的速度與效果，都與之有關。所以，循環流量是反映RH裝置處理效率的指標之一。鋼水最大循環率V表征了 RH處理裝置的效能，即:v=U/W，其中，W為鋼包容量，U為每分鐘的鋼水最大循環量，可由經驗公式表達為:真空度變化時U = 11.4 X D4,3 X G1Za χ ( In^) /3’ 或:
P真空度穩定時U = 3.8 X 10—3 X D14 X G0'31 X Hes,式中，D為浸潰管內徑，G為提升氣流量，Po為大氣壓力，P為真空槽內殘余壓力，H為提升氣體噴吹口深度。高效能的裝置是技術發展追求的目標，RH的最大鋼水循環率已由早期的30% 50%提高到70%以上，甚至達到100%。由經驗公式可以得出，對于確定容量的鋼包，提高RH循環效能的途徑有:I)增大浸潰管內徑；2)增大提升氣流量；3)減小真空槽內氣體壓力。但下述因素已經制約循環效能的進一步提高:I) RH處理裝置的真空度已經達到IOOPa以下，一般能達到50Pa，能夠滿足脫氣要求，而繼續降低真空度則需要消耗更多能源，得不償失；2)生產和實驗證明，提升氣流量增大到一定程度，鋼液循環流量不增反降；并且增大提升氣流量需要真空泵有更大的抽氣能力才能滿足真空度要求；3)浸潰管工作時需插入鋼水包，對于大容量的鋼水包，增大浸潰管的內徑容易辦至IJ，對于中小容量的鋼水包，增大浸潰管結構尺寸受到鋼水包尺寸的嚴重制約。隨處理容量的增大，循環流量對噴吹氣體流量、噴吹口深度和真空槽真空度的依賴性相應減弱，而浸潰管內徑的作用加大。盡管眾多的研究指明加大浸潰管內徑是提高鋼液循環流量的有效方法，但由于受到鋼水包的限制，特別是中小噸位的RH處理裝置，分體式浸潰管的內徑已經無可增加。
發明內容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，該RH真空精煉裝置的一體式浸潰管能夠在不改變現有RH真空精煉裝置的尺寸的條件下增大循環流量，并延長浸潰管的使用壽命，提高RH真空精煉裝置的效能。
`[0025]為達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案:一種RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，包括上升管和下降管，所述上升管和下降管均包括內膽和耐火襯，所述耐火襯包括分別設置在所述內膽內壁上的內耐火襯和設置在內膽外壁上的外耐火襯，所述上升管和下降管的外耐火襯設置為一體，且所述上升管的下部設有提升氣吹入導管。進一步，所述上升管和下降管的內膽焊接連接為一體。進一步，所述內膽的外周壁上設有用于防止外耐火襯脫落的錨固釘。進一步，所述外耐火襯采用澆注耐材制成，所述內耐火襯采用澆注耐材或耐火磚制成。進一步，所述提升氣吹入導管的提升氣出口設置在所述上升管的下部，且所述提升氣出口沿所述上升管軸向設置為1-3層，每一層所述提升氣出口包括至少一個出氣口。進一步，所述內膽與RH真空精煉裝置的真空槽底部焊接固定，或所述內膽的頂部設有用于與RH真空精煉裝置的真空槽底部焊接固定的法蘭板。本實用新型的有益效果在于:本實用新型RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，通過將上升管和下降管的外耐火襯設置為一體，即取消了現有浸潰管的上升管與下降管的耐火襯之間的間隙，使得在滿足耐火襯厚度要求的同時，能夠減小上升管和下降管之間的耐火襯厚度，由于上升管與下降管之間的耐火襯厚度減小，能夠在保持RH真空精煉裝置的主體尺寸不變的條件下，增大上升管與下降管的內徑，并取得了如下效果:I)本實用新型的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管與現有的分體式浸潰管相比，循環流量在不增加提升氣流量的情況下得到明顯提高；2)由于上升管和下降管的內徑增加，允許提升氣流量能夠有效增加，并進一步加大循環流量；3)本實用新型的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管通過加大上升管和下降管的內徑，使得由于工作過程中沾渣導致的上升管與下降管內徑減小造成的維修及最終報廢的周期延長，因此本實用新型的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管比分體式浸潰管使用壽命得以延長；4)本實用新型的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管消除了現有分體式浸潰管的上升管與下降管之間鋼液流動的死區，提高了鋼液混合的效率，且通過數值仿真實驗表明，本實用新型的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管對鋼液循環流動的形態無影響；5)本實用新型的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管通過增大上升管和下降管的內徑后，上升管出口處鋼液的最大速度降低，有利于減小鋼液飛濺高度，降低真空槽內以及熱彎管內的冷鋼附著量；6)對于同樣的鋼液循環流量要求，本實用新型的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管可以比現有的分體式浸潰管減小提升氣流量，并進一步減少真空泵抽氣量；7)本實用新型的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管比現有的分體式浸潰管更節能，能夠有效減少RH真空精煉裝置的運行費用。
為了使本實用新型的目的、 技術方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進行說明:圖1為本實用新型RH真空精煉裝置的一體式浸潰管實施例的結構示意圖；圖2為現有分體式浸潰管的鋼液循環死區示意圖；圖3為本實施例一體式浸潰管的鋼液循環死區示意圖；圖4為現有分體式浸潰管的鋼液循環流場示意圖；圖5為本實施例一體式浸潰管的鋼液循環流場不意圖；圖6為采用本實施例一體式浸潰管且容量為80T的RH真空精煉裝置的結構示意圖；圖7為采用分體式浸潰管且容量為80t的RH真空精煉裝置結構示意圖；圖8采用本實施例一體式浸潰管且容量為120T的RH真空精煉裝置的結構示意圖；圖9為采用分體式浸潰管且容量為120t的RH真空精煉裝置結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。如圖1所示，為本實用新型RH真空精煉裝置的一體式浸潰管實施例的結構示意圖。本實施例的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，包括上升管I和下降管2，上升管I和下降管2均包括內膽3和耐火襯4，耐火襯4包括分別設置在內膽3內壁上的內耐火襯4a和設置在內膽3外壁上的外耐火襯4b，上升管I和下降管2的外耐火襯4b設置為一體，且上升管I的下部設有提升氣吹入導管5。本實施例上升管I和下降管2的內膽3焊接連接為一體，能夠增加上升管I和下降管2之間的連接強度，且使得結構緊湊。優選的，內膽3的外周壁上設有用于防止外耐火襯4b脫落的錨固釘6，提高使用壽命。優選的，外耐火襯4b采用澆注耐材制成，即本實施例的上升管I和下降管2的外耐火襯4b澆注為一體，內耐火襯4a采用澆注耐材和/或耐火磚制成,本實施例的內耐火襯4b采用耐火磚制成。本實施例的提升氣吹入導管5的提升氣出口 5a設置在上升管I的下部，且提升氣出口 5a沿著上升管I的軸向方向設置為1-3層，每一層提升氣出口 5a包括至少一個出氣口，本實施例設有兩層提升氣出口 5a，每一層提升氣出口 5a包括環形均布的6個提升氣出口 5a。采用該結構的提升氣吹入導管5，能夠均勻地將提升氣通過上升管I內，且通過設置多層提升氣出口 5a，能夠根據需要向上升管I通入足量的提升氣流量。進一步，本實施例的內膽3與RH真空精煉裝置的真空槽8底部焊接固定，或內膽3的頂部設有用于與RH真空精煉裝置的真空槽8底部焊接固定的法蘭板7，本實施例的一體式浸潰管通過法蘭板7焊接固定在真空槽8底部。本實施例RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，通過將上升管I和下降管2的外耐火襯4b設置為一體，即取消了現有浸潰管的上升管與下降管的耐火襯之間的間隙，在滿足耐火襯厚度要求的同時，能夠減小上升管和下降管之間的耐火襯厚度，由于上升管與下降管之間的耐火襯厚度減小，能夠在保持RH真空精煉裝置的主體尺寸不變的條件下，增大上升管I與下降管2的內徑，并取得了如下效果:I)本實施 例的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管與現有的分體式浸潰管相比，循環流量在不增加提升氣流量的情況下得到明顯提高；2)由于上升管I和下降管2的內徑增加，允許提升氣流量能夠有效增加，并進一步加大循環流量；3)本實施例的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管通過加大上升管I和下降管2的內徑，使得由于工作過程中沾渣導致的上升管I與下降管2內徑減小造成的維修及最終報廢的周期延長，因此本實施例的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管比分體式浸潰管使用壽命得以延長；4)本實施例的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管消除了現有分體式浸潰管的上升管I與下降管2之間鋼液流動的死區，提高了鋼液混合的效率，如圖2和圖3所示，且通過數值仿真實驗表明，本實施例的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管對鋼液循環流動的形態無影響，如圖4和圖5所示；5)本實施例的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管通過增大上升管I和下降管2的內徑后，上升管I出口處鋼液的最大速度降低，有利于減小鋼液飛濺高度，降低真空槽內以及熱彎管內的冷鋼附著量；6)對于同樣的鋼液循環流量要求，本實施例的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管可以比現有的分體式浸潰管減小提升氣流量，并進一步減少真空泵抽氣量；[0064]7)本實施例的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管比現有的分體式浸潰管更節能，能夠有效減少RH真空精煉裝置的運行費用。下面對采用本實施例一體式浸潰管的RH真空精煉裝置的具體實施方式
作詳細說明。如圖6所示，為采用本實施例一體式浸潰管的RH真空精煉裝置的結構示意圖，該RH真空精煉裝置RH真空精煉裝置，包括真空槽8和抽真空裝置，真空槽8的底部固定設置本實施例的一體式浸潰管，真空槽8的上部設有熱彎管，抽真空裝置與熱彎管相通，本實施例的一體式浸潰管的內膽3通過法蘭板7焊接固定在真空槽8底部，連接穩固。如圖6和圖7所示，均為容量均為80t的RH真空精煉裝置，其中圖7為采用現有分體式浸潰管的RH真空精煉裝置結構示意圖，其上升管和下降管的內徑為Φ350πιπι，上升管氬氣流量為57.6 Nm3/h，鋼水循環速度設計值為41 t/min。圖6所示為采用本實施例一體式浸潰管的RH真空精煉裝置結構示意圖，在鋼包9與浸潰管的間隙以及真空槽8內外徑等主體尺寸不變的情況下，其上升管I和下降管2內徑擴大為Φ400mm，在上升管氬氣流量不變的情況下，鋼水循環速度可以達到49t/min，鋼水循環率從51.25%提高到61.25%，由于上升管I內徑擴大，氬氣流量還可以進一步提高到76.8 Nm3/h，鋼液循環量可以達到54t/min，鋼液循環率可以達到67.5%，明顯提高了 RH裝置效能，縮短冶煉周期。如圖8和圖9所示，均為容量均為120t的RH真空精煉裝置，其中圖7為采用現有分體式浸潰管的RH真空精煉裝置結構示意圖，為了滿足鋼液循環流量達到110t/min的設計要求，其上升管和下降管的內徑最大設計為Φ 500mm，氬氣循環流量需要2000NL/min。圖6所示為采用本實施例一體式浸潰管的RH真空精煉裝置結構示意圖，在鋼包9與浸潰管的間隙以及真空槽8內外徑等主體不變的情況下，上升管I和下降管2內徑可以達到Φ600πιπι。在鋼液循環流量不變的情況下，氬氣流量減少為960 NL/min，按每爐鋼平均吹氬20min計算，每噸鋼可節約0.17Nm3氬氣，如果RH真空精煉裝置每年過鋼100萬噸，僅提升氣則可節約42.5萬元， 而采用一體式浸潰管的RH真空精煉裝置還可節約蒸汽消耗、耐材消耗、維修成本等。 最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本實用新型進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權利要求書所限定的范圍。
權利要求1.一種RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，包括上升管和下降管，所述上升管和下降管均包括內膽和耐火襯，所述耐火襯包括分別設置在所述內膽內壁上的內耐火襯和設置在內膽外壁上的外耐火襯，其特征在于:所述上升管和下降管的外耐火襯設置為一體，且所述上升管的下部設有提升氣吹入導管。
2.根據權利要求1所述的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，其特征在于:所述上升管和下降管的內膽焊接連接為一體。
3.根據權利要求2所述的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，其特征在于:所述內膽的外周壁上設有用于防止外耐火襯脫落的錨固釘。
4.根據權利要求1所述的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，其特征在于:所述外耐火襯采用澆注耐材制成，所述內耐火襯采用澆注耐材或耐火磚制成。
5.根據權利要求1-4任一項所述的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，其特征在于:所述提升氣吹入導管的提升氣出口設置在所述上升管的下部，且所述提升氣出口沿所述上升管軸向設置為1-3層，每一層所述提升氣出口包括至少一個出氣口。
6.根據權利要求5所述的RH真空精煉裝置的一體式浸潰管，其特征在于:所述內膽與RH真空精煉裝置的真空槽底部焊接固定，或所述內膽的頂部設有用于與RH真空精煉裝置的真空槽底部焊接固定的法 蘭板。
專利摘要本實用新型公開了一種RH真空精煉裝置的一體式浸漬管，包括上升管和下降管，上升管和下降管均包括內膽和耐火襯，耐火襯包括分別設置在所述內膽內壁上的內耐火襯和設置在內膽外壁上的外耐火襯，上升管和下降管的外耐火襯設置為一體，且上升管的下部設有提升氣吹入導管。通過將上升管和下降管的外耐火襯設置為一體，即取消了現有浸漬管的上升管與下降管的耐火襯之間的間隙，使得在滿足耐火襯厚度要求的同時，能夠減小上升管和下降管之間的耐火襯厚度，由于上升管與下降管之間的耐火襯厚度減小，能夠在保持RH真空精煉裝置的主體尺寸不變的條件下，增大上升管與下降管的內徑，進而增大循環流量，并延長浸漬管的使用壽命，提高RH真空精煉裝置的效能。
文檔編號C21C7/10GK203096117SQ20132010619
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月8日 優先權日2013年3月8日
發明者劉向東, 行開新, 鐘渝, 黃其明, 楊寧川, 王翔, 艾磊, 高瞻, 吳令, 徐杰 申請人:中冶賽迪工程技術股份有限公司