真空處理鋼水用的水冷容器的製作方法

2023-06-21 11:25:11

專利名稱：真空處理鋼水用的水冷容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及鋼水真空處理容器，它由一個底部、一個中間部和一個上部和一根被裝配在底部上的浸管構成，其中所述處理容器配備有一個加熱裝置、一個加料裝置和一個垂直於容器中心軸線設置的排氣管，所述處理容器具有一個金屬外殼並且至少部分地具有一個被裝到容器內部的耐火材料壁襯。
在DE4130590C2中描述了一種具有以上特徵的鋼水處理容器，將容器以裝在其底部的浸管而被插入充滿鋼水的液池並且鋼水在真空下被吸入處理容器中並在處理階段後又被送回液池，這樣的處理容器被用於鋼水的再處理如鋼水脫氣。由於在這裡必然出現很高的溫度，所以這樣的處理容器具有由耐火材料構成的完整壁襯，所述壁襯通過排氣管一直延伸向一個普通的與之連接的氣體冷卻裝置。在圓柱形容器中部中，設置了傾斜布置的且用於加入合金化材料並連接燒嘴加熱裝置的管接頭。
這樣的處理裝置的首要缺陷就是，由於作用於耐火材料壁襯上的磨損，必須定期更新壁襯，這個過程不僅很費材料且勞動強度大，而且在廢棄處理舊耐火材料時也成問題。另外，在這樣地重新更換容器壁襯後，而且也在處理過程長期中斷後，它需要通過獨立的加熱裝置送入相當多的加熱能量，以便在後續處理階段前將處理容器加熱到或保持所需溫度。尤其是在處理容器的中央部和上部內，由於在處理時出現了鋼水飛濺或者由於脫氣流攜帶的顆粒，出現了鋼水粘附即所謂的「結瘤」，這正如DE4130590C2所詳細描述的那樣。
最後，很熱的處理容器外壁對環境帶來了很高的熱力負荷，由於同一原因，廢氣的冷卻只能在單獨設置的氣體冷卻裝置中進行。
本發明的任務是在上述類型的處理容器中避免上述缺陷並提供一種維護成本低地工作的處理容器。
從在說明書後附的權利要求書的內容中得到了上述任務的解決方案以及本發明的有利設計方案和改進方案。
本發明在其基本構想中規定了，容器上部的金屬外殼包括排氣管在內地配備有一個水冷裝置並且它在內側直接暴露在容器內部的工藝條件下。
在這裡，本發明第一次在上述類型的處理容器中採用了由別的領域公知的水冷技術，其中在配備有金屬外殼水冷結構的容器部內，省略了耐火材料壁襯。由此得到了很多優點，例如減少用於維持處理容器工作準備的勞動成本和材料成本以及明顯減少脫落的舊耐火材料以及要使用的熱能或與之有關的廢氣量。由於熱鋼水成分沒有粘附在相應地通過水冷而被極大冷卻的外殼面上，所以避免了或至少極大抑制了在容器內部形成所謂的鋼瘤。最後，在通過金屬外殼水冷而比裝有耐火材料壁襯的容器部的工作溫度低的區域內，已經發生了廢氣的相應冷卻，從而減少了廢氣冷卻成本。
在本發明在其基本構想中指明了在包括排氣管在內的容器上部進行水冷的思路基礎上，根據本發明的另一個實施例同樣規定了，對處理容器中央部的器壁也進行水冷，由此進一步減少了這種容器工作時的生產成本。在這種情況下，另一個優點在於，降低了容器結構高度並因而降低了設備整體高度，這是因為與工藝有關的管接頭可以被移入容器上部。
為了改善容器內部對金屬外殼水冷的散熱過程，可以根據本發明的一個實施例規定，被設計用於水冷的金屬外殼在其朝向容器內部的表面上具有一個由導熱能力強的材料構成的金屬包覆層，其中所述金屬包覆層最好是銅製的。與此有關地獲得了避免在水冷外殼區內出現結瘤的優點，這是因為由於衝擊型散熱，正在成型的自重小的結瘤又脫離容器壁並落入容器內部。根據本發明的實施例，上部或還有中央部可以具有這樣的金屬包覆層。
在最簡單的方式中，對於形成水冷條件，規定了，金屬外殼在其被設計用於冷卻的區域內被設計成雙壁結構並且它配備有用於供應冷卻水的管接頭和用於輸出熱水的管接頭。
在一個替換型實施例中，容器外殼在其被設計用於水冷的區域內由管道結構中的一個垂直管構成，其中如被設計成圓形或方形的管形成了用於輸送冷卻水的中間腔。
為了確保水冷外殼與帶耐火材料壁襯的容器區充分連接，可以規定，被設計用於水冷的金屬外殼在其與具有耐火材料壁襯的容器部相連的連接法蘭的內側塗覆有一個本身分布在一個有限的過渡區內的耐火材料絕熱層。在這種情況下，在過渡區內被設置在被設計用於水冷的金屬外殼上的絕熱層可以具有小於相連容器部的壁襯的厚度。
為了在本發明的這種實施例中確保光滑地給有危險的法蘭區加襯，可以規定，被設計用於水冷的金屬外殼在其與具有耐火材料壁襯的容器部相連的連接法蘭上被布置成相對容器內部錯開了一段在絕熱層與壁襯之間的厚度差距離。
根據本發明的一個實施例，在處理容器的排氣管上通常設置了一個具有普通結構的氣體冷卻裝置。
尤其是在對容器的中央部和上部進行水冷的方案中，當一個由水冷金屬外殼構成的氣體冷卻路段與處理容器的排氣管相連時，這就足夠了，因為沿處理容器的冷卻區輸送廢氣已經表明對廢氣進行了充分冷卻。
在圖中示出了以下所述的本發明實施例，其中

圖1以示意圖表示具有水冷上部的鋼水處理容器；圖2以局部截面圖表示在具有耐火襯的圖1所示鋼水處理容器中央部以及水冷上部之間的過渡段；圖3表示具有一個帶水冷壁的上部和中央部的鋼水處理容器的實施例；圖4表示圖3的鋼水處理容器，它具有一個與排氣管相連的氣體冷卻路段。
在圖1中示意畫出的處理容器10由一個具有與之相連的浸管12的底部11、一個通過連接法蘭21而安裝在所述底部上的且具有加料裝置14的中央部13、一個具有一個垂直於處理容器中心軸線設置的排氣管16的上部15，在所示實施例中，一個氣體冷卻裝置17與所述排氣管相連。在排氣管16和氣體冷卻裝置17之間連接了一個膨脹接頭18。整個容器具有一個金屬外殼19，其中處理容器10的底部11以及中央部13具有一個被裝到容器內部的耐火材料壁襯20。如圖1示意所示，只是用金屬殼19來表示上部15，所述金屬殼按照圖2所示方式而配有一個水冷裝置。
如圖2具體所示地，上部15的容器外殼由金屬外殼19和金屬內殼22兩部分構成，它們在其之間形成了一個用於輸送冷卻水的中間腔23。為了在連接法蘭21和在此所裝的水冷區內提供保護，與連接法蘭21相連的金屬外殼19區在過渡段內塗覆有一個內絕熱層26。由於絕熱層26的厚度小於處理容器10相連中央部13的整個壁襯20，所以上部15相對容器內部錯位設置，錯開距離等於絕熱層26與耐火襯20之間的厚度差值。具體如圖2所示地，壁襯20由一個裝在中央部13的金屬外殼19上的永久內襯24構成，一個耐磨襯25與所述永久內襯的內側相連。而上部15的絕熱層26具有與底部11的永久內襯24相同的結構。
在圖3所示的實施例中，不僅上部15具有一個水冷金屬外殼19，而且在中央部14的用於與底部11相連的連接法蘭21之前，情況也是如此，所述底部還具有一個耐火材料壁襯20。另外，在本實施例中，在中央部13的區域內，設置了一個銅製包覆層30，它被安裝在朝向容器內部的中央部13以及上部15的表面上，並且由於從容器過渡段到金屬外殼19水冷地進行衝擊型散熱，所以有助於避免結瘤附著。
如圖4所示，在具有水冷外殼19的中央部13以及上部15的方向上，排氣溫度可以降低到這樣的程度，即當上部15與一個氣體冷卻路段27相連時，可以省去常見的氣體冷卻裝置，所述氣體冷卻路段也具有一個其結構與上部15和中央部13的金屬外殼一樣的水冷金屬外殼19。
對於按各種實施方式實施本發明來說，無論是從單獨的，還是從任意組合的角度出發，以上說明書、權利要求書、概述以及附圖中所述的本文主題的技術特徵都是很重要的。
權利要求
1.一種鋼水真空處理容器，它由一個底部、一個中央部和一個上部以及安裝在底部上的浸管構成，其中所述處理容器具有一個加熱裝置、一個加料裝置和一個垂直於容器中心軸線設置的排氣管，所述處理容器具有一個金屬外殼並至少部分地具有被裝於容器內部的耐火材料壁襯，其特徵在於，容器上部(15)的金屬外殼(19)包括排氣管(16)在內地配備有一個水冷裝置(23)並且它在內側直接暴露在位於容器(10)內部的工藝條件下。
2.如權利要求1所述的處理容器，其特徵在於，上部(15)的金屬外殼(19)包括排氣管(16)和中央部(13)的金屬外殼(19)在內地還配備有一個水冷裝置(23)。
3.如權利要求1或2所述的處理容器，其特徵在於，被設計用於水冷的金屬外殼(19)在其朝向容器內部的表面上具有一個由導熱能力強的材料構成的金屬包覆層(30)。
4.如權利要求3所述的處理容器，其特徵在於，所述金屬包覆層(30)由銅構成。
5.如權利要求1-4之一所述的處理容器，其特徵在於，金屬外殼(19)在其被設計用於冷卻的區域內被設計成雙壁結構並且它配備有用於供應冷卻水的管接頭和用於輸出熱水的管接頭。
6.如權利要求1-4之一所述的處理容器，其特徵在於，金屬外殼(19)在其被設計用於水冷的區域內由單獨的且連續設置的冷卻水導管構成。
7.如權利要求1-6之一所述的處理容器，其特徵在於，被設計用於水冷的金屬外殼(19)在其與具有耐火材料壁襯(20)的容器部(11，13)相連的連接法蘭(21)的內側塗覆有一個本身分布在一個有限的過渡區內的耐火材料絕熱層(26)。
8.如權利要求7所述的處理容器，其特徵在於，在過渡區內被設置在被設計用於水冷的金屬外殼(19)上的絕熱層(26)具有小於相連容器部(11，13)的壁襯(20)的厚度。
9.如權利要求8所述的處理容器，其特徵在於，被設計用於水冷的金屬外殼(19)在其與具有耐火材料壁襯(20)的容器部(11，13)相連的連接法蘭(21)上被布置成相對容器內部錯開了一段絕熱層(26)與壁襯(20)之間的厚度差距離。
10.如權利要求1-9之一所述的處理容器，其特徵在於，一個氣體冷卻裝置(17)與處理容器(10)的排氣管(16)相連。
11.如權利要求2-9之一所述的處理容器，其特徵在於，一個由水冷金屬外殼(19)構成的氣體冷卻路段(27)與處理容器(10)的排氣管(16)相連。
全文摘要
一種鋼水真空處理容器,它由一個底部、一個中央部和一個上部以及安裝在底部上的浸管構成,其中所述處理容器具有一個加熱裝置、一個加料裝置和一個垂直於容器中心軸線設置的排氣管,所述處理容器具有一個金屬外殼並至少部分地具有被用於容器內部的耐火材料壁襯,其中容器上部(15)的金屬外殼(19)包括排氣管(16)在內地配備有一個水冷裝置(23)並且它在內側直接暴露在位於容器(10)內部的工藝條件下。
文檔編號C21C7/10GK1308687SQ99808275
公開日2001年8月15日 申請日期1999年5月17日 優先權日1998年5月16日
發明者F·華格納, A·盧文 申請人:金屬技術股份有限公司