[实用新型]一种单嘴精炼炉的三孔浸渍管

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金行业中用于炼钢炉外精炼的真空脱气装置领域，涉及一种单嘴精炼炉的三孔浸渍管。

背景技术

在炉外精炼领域，钢水真空精炼设备主要有RH、、单嘴精炼炉、VD等装置。RH是指整体式或分体式的真空室，在处理钢液时，所有冶金反应都是在真空室内进行，RH的底部为两个相同大小的圆形浸渍管，分别为上升管和下降管，上部连接热弯管，热弯管与抽真空系统连接，各部分组合成为一套真空精炼装置。其工作原理是通过上升管出气口吹入氩气，同时在抽真空的作用下，驱动钢包内的钢液通过上升管进入真空室内，然后钢液再由真空室通过下降管回到钢包内，完成一次钢液的循环。

RH精炼的限制性环节在于钢液的循环流动和混合，无论钢液成分和温度均匀化，还是脱气、脱碳、脱硫等精炼反应的速度与效果，都与之有关，循环流量越大，钢水在钢包中的混匀时间越短，脱气脱碳时脱硫间越短。所以，循环流量是反映RH装置处理效率的指标之一。关于循环流量的计算公式有很多，考虑到浸渍管上升管直径、提升气压力流量和真空室内压力驱动钢水循环的影响，故选用最常用的Kuwabara等人提出的公式进行循环流量计算：

Q＝11.4×G^1/3×D^4/3×[ln(p₁/p₂)]^1/3；

其中：G为供气流量(单位：NL/min)；

D为浸渍管上升管直径或当量直径(单位：m，当量直径是当上升管横截面非圆形但接近圆形时通过截面积和圆的面积计算公式计算而来)；

P₁为上升管提升气出气口处静压力(单位：Pa)；

P₂为真空室内压力(单位：Pa)。

由于钢液的精炼效率会受到循环流量的影响，循环流量越大越好，由该公式可知，对于确定吨位和直径的钢包，提高RH循环流量的途径有：

1)增大浸渍管上升管内径；

2)增大提升气流量；

3)增大上升管提升气出气口处静压力；

4)减少真空室内压力。

根据生产和实践证明，但现有采用RH法的真空循环脱气精炼装置的钢液循环流量却存在一个上限值，依然存在以下不足之处：

1)提升气流量超过其在上升管内钢液中的饱和值时，循环流量不再增加，反而减小；

2)浸渍管上升管和下降管均需插入钢包内，且二者直径相等，浸渍管直径受钢包直径限制；

3)上升管提升气出气口处静压力由于浸渍管插入深度限制有个上限值；

4)RH真空室内的真空度已经达到100Pa以下，一般能达到50Pa，能够满足脱气要求，而继续降低真空度则需更换更大抽气能力的真空泵和要更多的能源，得不偿失；

5)现有RH真空循环脱气精炼装置无法有效解决钢包内死区的问题。

针对以上问题，受DH和RH的启发，近些年来不断有公开的专利对其进行改进，将DH的单管和RH的上下流双管的方法结合的“单嘴精炼炉”。对于单嘴精炼炉来说，是将采用RH法的真空循环脱气精炼装置内上升管和下降管合并成一个单独的圆筒形或椭圆筒浸渍管。单嘴精炼炉是通过钢包底部透气砖吹入氩气，或如专利(申请号201320187158.5)所述一侧带提升气出气口且横截面为椭圆筒形的单嘴浸渍管可由其一侧提升气出气口吹入的氩气，或如专利(申请号201210302397.0)所述钢包底吹透气砖加上单嘴精炼炉周向设置的提升气出气口共同吹入氩气；通过氩气的上浮对钢液进行搅拌，同时驱动钢包内的钢液向上运动，并实现钢液在钢包、浸渍管及真空室之间的循环。

单嘴精炼炉与采用RH法的真空循环脱气精炼装置相比，结构更加简单，氩气气泡的做功行程更大，钢液的循环流量更大，钢液循环过程中的温降小，脱气率更高，但单嘴精炼炉浸渍管内上升钢液流场和下降钢液流场还会相互干扰，降低循环效率，同时钢液循环流量受钢包底部透气砖的透气状况制约，一旦底部透气砖透气性变差或堵塞就会导致钢液循环量大幅降低，甚至钢水无法进行循环流动。