炼钢多功能环缝式供气元件制造技术

一种炼钢多功能环缝式供气元件，属于炼钢技术领域。该元件包括喷气管、安装法兰、分气室、进气室；喷气管由２～５层管同心套装组成组成，最内层的管称作中心管，在各管层与管层之间，各层管相互之间的环缝缝隙宽度为０．２－３．０ｍｍ，采用由不锈钢堆焊的点或者筋用以保证了缝隙宽度的精确定位，使钢水不能润湿钢管内壁，所以不易灌入堵塞；与喷气管相联的是安装法兰，与安装法兰相联的是分气室，将由进气室输送进来的气体，分配进入喷气管的各个环缝喷出，与分气室相联的是进气室。优点在于，使复吹转炉的炉龄由２０００多炉提高到１００００炉以上，最高已超过３００００炉，复吹比１００％，全炉役期内未更换底吹供气元件，解决复吹转炉寿命低这一世界性冶金难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于炼钢
，特别是提供了一种炼钢多功能环缝式供气元件，以供各种炼钢工艺技术设备使用。
技术介绍
在炼钢生产中的转炉、电炉、钢包等冶金容器中均可根据工艺要求，从底部、侧部、顶部等任何部位，通过供气元件向铁水、钢水吹入各种气体(氮、氩、空气等)。在转炉、电炉、钢包等各种冶金容器设备中，通过供气元件吹入各种气体后，由于吹入气泡的动能及高温膨胀的上浮的作用，会引起钢水的剧烈的搅拌。这种铁水、钢水的搅拌作用，均会促进铁水、钢水与炉渣间的冶金反应，使其更加接近平衡。采用气体搅拌工艺后，复吹转炉会减少了喷溅、提高了终点残锰，冶炼钢种更加广泛。电炉会促进废钢的溶化，縮短冶炼时间。在钢包中也会通过吹入气体搅拌钢水，进一步均匀了成份，促进了非金属夹杂物的上浮。为了达到上述目的，釆用能达到工艺要求的供气量并能长寿的供气元件是至关重要的。在上述的各冶金工艺中，尤其以复吹转炉由于其炉衬寿命长，对底吹供气元件性能的要求最为严格和苛刻。转炉复吹炼钢工艺的基本原理，是在顶吹转炉炉底安装底吹供气元件，向炉内喷吹惰性气体搅拌熔池，成为复吹转炉。复吹工艺促进了渣钢反应平衡，具有明显的技术经济效益。目前转炉炉衬寿命大部份在l万炉以上，部份转炉已超过了3万炉。随着转炉炉衬寿命的不断提高，如何保证底吹元件在全炉役中，保持良好的透气性，全炉役中保持良好的复吹冶金效果，使底吹供气元件的供气性能与炉役寿命同步成为重大的技术难题。复吹转炉的长期发展过程中，各国曾专利技术出狭缝式、毛细管式等多种供气元件，实践证明这些供气元件均不同程度地存在着易熔损、易堵塞、气体流量调解范围小及阻力大等多种缺陷。在表l中表述了各种形式供气元件的技术特点。表1各种形式底吹供气元件特点对比元件名称LBE 透气砖毛细管 透气砖直筒管式 底吹喷枪套管式 底吹喷枪环缝式 底吹供气元件专利技术单位法国钢研院日本，新日铁初期形式日本，住友中国钢研总院结构特点以两块耐火材 料间的间隙作 为气流通道耐火材料中 埋入多根细 金属管作为 气体通道以一根大口 径金属管作 为气体通道空心直管加外 套管的环缝作 为气体通道多层同心管套装， 中心管封堵，以管 与管间的环缝作为 气体通道端面8图9图10图11图12烧损情况易轻烧损可减轻烧损易烧损可减轻烧损基本不烧损堵塞情况不易堵塞易堵塞易堵塞中心管易堵塞不易堵塞3400-8002000-2500100-2002000〉10000流量 调节范围2-3倍2-3倍2-3倍10倍〉10倍蘑菇头 冷却能力葛辱辱弱较弱较强强使用状况欧洲仍采用 国内已淘汰曰本仍采用 国内部份采 用德国仍采用 国内已淘汰日本仍采用 国内已淘汰国内大量采用在复吹转炉的发展历史中，日本*新日铁专利技术的多细管式供气元件曾发挥了重要作用。但目前由于其使用寿命短，易堵塞，已不能适应我国溅渣后的转炉高炉龄及众多钢种冶金工艺的需求。钢铁研究总院冶金工艺研究所针对我国多个使用多细管式供气元件的企业，进行了大量的调査、研究。对多细管式供气元件寿命不能与炉龄同步的原因，进行了分析，认识到通常所使用的多细管式供气元件存在以下缺点多细管式供气元件结构复杂、安装困难，实际砌筑时，较难符合设计要求；细管的直径较小(内径一般为2毫米)气体流通阻力损失高，在气源压力较低的情况下使用，很容易造成灌钢现象；由于细管的阻力损失高，要求较高的使用压力，在气源压力较低的情况下，供气强度调节范围较小。在转炉溅渣护炉的条件下，很难适合大范围调节底吹气量的要求;在毛细管的焊接、等静压的加工过程中，易造成毛细管堵塞，使得成品元件供气能力降低；由于细管的直径较小，容易灌钢，要求复杂的炉前维护工艺，较难撑握；细管式元件也不易生成牢固的蘑菇头，易向炉外窜气。钢铁研究总院通过大量的理论研究及生产实践，专利技术了环缝式供气元件。这种环缝式供气元件在实用中证明，能按冶金工艺要求大幅度调解供气量。在转炉中应用具有正常复吹供气、消除炉底上涨、堵塞喷管吹堵复通和促进金属炉渣复合蘑燕头生成与再生等多项功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种炼钢多功能环缝式供气元件，这种环缝式供气元件克服了狭缝式、毛细管式等多种供气元件存在的易熔损、易堵塞、气体流量调解范围小及阻力大等多种缺陷；使复吹转炉的炉龄由2000多炉提高到10000炉以上，最高已超过30000炉，复吹比100%，全炉役期内未更换底吹供气元件，解决复吹转炉寿命低这一世界性冶金难题。本专利技术的环缝式底吹供气元件基本结构(详见图l)如下本专利技术的环缝式供气元件包括喷气管、安装法兰、分气室、进气室(内有过滤器)。喷气管由2 5层管同心套装组成组成，最内层的管称作中心管，在各管层与管层之间，各层管相互之间的环缝缝隙宽度为0.2-3.0 mm，采用由不锈钢堆焊的点或者筋用以保证了缝隙宽度的精确定位，使钢水不能润湿钢管内壁，所以不易灌入堵塞；与4喷气管相联的是安装法兰，与安装法兰相联的是分气室，将由进气室输送进来的气体,分配进入喷气管的各个环缝喷出，与分气室相联的是进气室。喷气管的中心管采用镁砂、硼砂及树脂的混合料封堵(比例为镁砂95-98%、硼砂1-4%、树脂1-4%);均为重量百分比。喷气管的端头在使用前，采用凡士林油将其封堵，以防向炉内安装时杂质进入。与喷气管相联的是安装法兰，其形式有水平型(图4)，球面型(图5)，钭面型(图6)，以便于在冶金容器的各种形状外壳上安装固定；可在各种冶金容器底部、侧部、顶部任何部位安装使用。与安装法兰相联的是分气室，其功能是将由进气室输送进来的气体，分配进入喷气管的各个环缝喷出。与分气室相联的是进气室(内有过滤器)，进气室可以根据进气量的多少，安有一个到两个进气口，同时在进气室，安装有30目过滤网，具有气体的杂质过滤功能。本专利技术环缝式供气元件，在实用中采用了高质量的18A镁碳砖做为护砖。元件是插在中心有孔的镁碳砖内使用的。本专利技术环缝式供气元件在使用时，喷气管的端部可以容易生成"复合金属-炉渣蘑菇头"的功能，这种"金属-炉渣蘑菇头"易维护，透气性能好，起到了保护供气元件的作用；本专利技术环缝式供气元件，在发生堵塞现象时，具有容易进行维护及复通的功能。本专利技术环缝管式供气元件，由于利用了喷气管的多层金属管间的环缝，向铁水、钢水供气，具有了以下技术特点环缝管式供气元件采用两层金属管间的环缝向钢水供气，保留了细管式供气元件体流经内表面较为光滑的金属管内壁、可以避免气流对耐火材料冲刷的优点；同时也由于较小的环缝缝隙，钢水不能润湿钢管内壁，所以不易灌入堵塞，可以保证在较低的气源压力下工作，而不堵塞；环缝式供气元件由于其喷气管的供气通道截面积增大，供气阻力减小，供气流量调解范围也较大，可以满足转炉溅渣护炉及从多钢种的冶炼要求；供气元件的进气室本身带有自过滤装置，可以避免管路中的杂质堵塞元件；供气元件的安装可釆用外装式，也可根据要求采用内装式，结构简单灵活便于使用。在使用中，钢水及炉渣同时在环缝式底部供气元件端部容易形成"复合金属-炉渣蘑菇头(Mashroon)"，得以良好地保护了供气元件，提高其使用寿命。炼钢多功能环缝式供气元件在实用中，可以满足如下技术要求1、 冷却能力较强，具有快速的生成与再生复吹式金属-炉渣蘑菇头的功能；2、 喷气口端部不易堵塞，可以长期在低背压、小流量下工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼钢多功能环缝式供气元件，其特征在于，该元件包括喷气管、安装法兰、分气室、进气室；喷气管由２～５层管同心套装组成组成，最内层的管称作中心管，在各管层与管层之间，各层管相互之间的环缝缝隙宽度为０．２－３．０ｍｍ，采用由不锈钢堆焊的点或者筋用以保证了缝隙宽度的精确定位，使钢水不能润湿钢管内壁，所以不易灌入堵塞；与喷气管相联的是安装法兰，与安装法兰相联的是分气室，将由进气室输送进来的气体，分配进入喷气管的各个环缝喷出，与分气室相联的是进气室。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浏，佟溥翘，郑丛杰，杨利彬，李春龙，赵进宣，陈峰，吴伟，林瑛，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]