RH真空室深熔池底部槽結構的製作方法

2023-05-23 01:01:26 1

本實用新型涉及冶金行業中用於爐外精煉的真空脫氣裝置，具體的為一種RH真空室深熔池底部槽結構。

背景技術：

RH精煉具有真空脫氣、吹氧脫碳、噴粉脫硫、溫度補償、均勻溫度與成分等冶金功能，是大規模生產超純淨鋼和超低碳鋼的重要設備之一，真空室系統是實現真空冶金反應的核心設備。

現有的RH真空精煉裝置，追求高效、快速處理，主要的手段是增加鋼液的循環流量。但是隨著處理容量的增大，循環流量的提高對噴吹氣體流量、噴吹口深度和真空室真空度的依賴性相應減弱，而加大浸漬管內徑成為提高鋼液循環流量的有效方法。但由於受到鋼水包內緣的限制，特別是中小噸位的RH處理裝置，在採用了申請號201310074271.7的實用新型專利「RH真空精煉裝置的一體式浸漬管」所述技術後，浸漬管的內徑已經無可增加。在依靠增大鋼液循環流量以提升RH效能的方法達到極限後，繼續提高RH真空精煉效能需要尋求其它的方法。

分量冶金理論指出：RH是一種將全部鋼液分量循環進入真空室進行冶金處理的裝置，其瞬時處於真空室的鋼液只是全部鋼液的一小部分。在一定時間範圍內，真空狀態下的時間越長，逃逸的氣體越多。

此外，RH採用吹氧脫碳時，為了防止吹入的氧氣流燒壞真空室底部耐材，造成生成事故，因此限制了吹氧流量來限制超音速氣流吹出的坑深。現有的RH真空室底部一般為平底，由於槽底結構的限制，在進行鋼液精煉處理時鋼液的最大深度僅能達到300～450mm，不能進一步加大吹氧流量，限制了RH精煉處理效能的進一步提高。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種RH真空室深熔池底部槽結構，在鋼液循環流量無法繼續增加的情況下，增加真空室內鋼液容量和鋼液深度，提高RH真空精煉裝置的效能。

為達到上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的：

本實用新型提供的一種RH真空室深熔池底部槽結構，包括底部槽殼體、底部槽耐材和浸漬管，真空精煉時的循環鋼液在進入RH真空室中的瞬時鋼液處於所述底部槽耐材形成的熔池內，其特徵在於：所述底部槽殼體由多段耐熱鋼板依次焊接而成，所述多段耐熱鋼板從下到上分為整體法蘭、整體管腳、槽底殼及槽管殼，所述熔池為耐材在所述底部槽殼體內砌築而成的空間，設有循環鋼液進出通道，分別為上升通道和下降通道。

進一步，真空精煉時的循環鋼液從上升通道進入所述熔池，並從下降通道離開所述熔池，且留存於所述熔池內的瞬時鋼液深度超過400mm，可達600mm。

進一步，所述浸漬管的內膽焊接在所述整體法蘭上，所述浸漬管的上升管和下降管分別與所述熔池的上升通道和下降通道對齊連通。

進一步，所述槽管殼為圓柱形或圓錐形，所述槽底殼為平底、錐底或圓弧底。

進一步，所述深熔池底部槽結構通過一體式或分體式浸漬管分別構成整體式或分體式RH真空室的底部。

與現有技術相比，本實用新型的優點在於：本實用新型RH真空室深熔池底部槽結構，在保持真空精煉裝置的主體結構尺寸不變、鋼液循環流量不變的條件下，增加了RH真空室內的瞬時鋼液存留量，並取得了如下效果：

1)為提高頂槍吹氧流量創造條件；

2)延長了瞬時鋼液在RH真空室停留時間；

3)縮短了真空精煉處理周期；

4)減小了提升氣產生的噴濺高度；

5)降低了RH真空室的標高，減少真空精煉技術的投資；

6)增加鋼液循環流量，提高了真空精煉裝置的效能；

7)減少提升氣流量，有效減少真空精煉裝置的運行費用。

本實用新型的其他優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。

附圖說明

為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本實用新型RH真空室深熔池底部槽的部分剖面結構示意圖；

圖2為本實用新型RH真空室深熔池底部槽殼體的結構示意圖；

圖3為本實用新型焊接有一體式浸漬管的整體式RH真空室的底部結構示意圖；

圖4為本實用新型焊接有分體式浸漬管的分體式RH真空室的底部結構示意圖；

圖5為本實用新型循環鋼液進入RH真空室深熔池底部槽時的流向示意圖；

附圖標記：1為底部槽殼體，2為底部槽耐材，3為浸漬管；其中，11為槽管殼，12為槽底殼，13為整體管腳，14為整體法蘭，21為熔池，22為下降通道，23為上升通道，31為內膽。

具體實施方式

以下將對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述；應當理解，優選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護範圍。

實施例一：

如圖1、圖2、圖3、圖5所示，本實施例提供的一種RH真空室深熔池底部槽結構主要由底部槽殼體1、底部槽耐材2和浸漬管3組成，該底部槽殼體1由多段耐熱鋼板依次焊接而成，即多段耐熱鋼板自上而下分圓錐形槽管殼11、圓弧形槽底殼12、整體管腳13、整體法蘭14四個部分焊接構成整體結構，這樣，可提高整體管腳13和槽底殼12間的剛性，以減小熱變形；當然在不同的實施例中，所述槽管殼還可以採用圓柱形，所述槽底殼採用平底或錐底，同樣可以達到上述的目的；在底部槽殼體1的內部砌築底部槽耐材2，使得真空精煉時的循環鋼液在進入RH真空室中的瞬時鋼液處於所述底部槽耐材2形成的熔池21內，即所述熔池21為耐材在所述底部槽殼體1內砌築而成的空間，並設有循環鋼液進出通道，分別為上升通道22和下降通道23；該浸漬管3為一體式結構，以形成整體式RH真空室，其內膽31與整體法蘭14固接，一體式浸漬管3的上升管與熔池21上升通道23對齊，一體式浸漬管3的下降管與熔池21下降通道22對齊。本實用新型鋼包鋼液通過浸漬管3和底部槽耐材2的上升通道23進入熔池21發生精煉反應，並通過底部槽耐材2的下降通道22和浸漬管3回到鋼包的過程而形成鋼液循環流動；同時，該浸漬管3插入鋼包鋼液600mm深時，真空脫氣時RH真空室內的底部槽的熔池21內的瞬時鋼液深度可達到600mm，而吹氧脫碳時，其可為400mm。

具體的，如圖5所示，當RH真空室不斷向外抽氣時，RH真空室內部形成低氣壓，鋼液在大氣壓的作用下通過浸漬管3的上升管管口進入RH真空室的底部槽，即此時浸漬管3的上升管吹入提升氣混入鋼液，導致該部分鋼液的密度降低，從而使之源源不斷上升，並在RH真空室的底部槽的熔池21內溢出氣體後重新下降到鋼包，以形成連續的鋼液循環，並通過對進入並留存於熔池21的瞬時鋼液發生冶金反應，以實現脫氣、脫碳、混勻成分與溫度等冶金功能。本實用新型的深熔池底部槽在真空脫氣時提升氣泡離開上升管口上浮到鋼液表面的距離比現有技術的RH增加了200～250mm，氣泡的動能被大幅衰減，因此RH真空室內鋼液的飛濺高度減小，RH真空室的高度得以降低。本實用新型的深熔池底部槽在真空吹氧脫碳時，鋼液表面離槽底耐材的深度增加了150～200mm，氧氣吹坑的深度允許增加，使得頂槍的最大吹氧流量得以增加，脫碳反應速度加快。以120tRH為例，本實用新型的深熔池底部槽的最大存鋼量比採用現有技術的RH真空室增加了約20％的鋼液，在鋼液循環流量相同的情況下，分量鋼液在真空環境內停留的時間得以延長，真空反應的效能得以提高，最終，採用本實用新型的深熔池底部槽的真空精煉裝置的冶金效能得以提高。

本實施例能夠在保持真空精煉裝置的主體尺寸不變的條件下，增大RH真空室內的熔池存鋼量，增加鋼液的深度，並取得了如下效果：

1)本實施例RH真空室深熔池底部槽與現有技術相比，頂槍吹氧流量明顯提高；

2)本實施例RH真空室深熔池底部槽與現有技術相比，自然脫碳和強制脫碳效能提高；

3)本實施例RH真空室深熔池底部槽與現有技術相比，真空脫氫時間縮短；

4)本實施例RH真空室深熔池底部槽與現有技術相比，真空精煉效能提高；

6)本實施例RH真空室深熔池底部槽與現有技術相比，真空處理的運行費用降低；

7)本實施例RH真空室深熔池底部槽與現有技術相比，真空裝置的投資費用降低。

實施例二：

如圖4所示，本實施例與實施例一不同之處在於：該浸漬管3為分體式結構，以形成分體式RH真空室，即通過分體式浸漬管3構成分體式RH真空室的底部，該分體式浸漬管3的上升浸漬管內孔與底部槽耐材2的上升通道23對齊，內膽31與整體法蘭14固接，其下降浸漬管內孔與底部槽耐材2的下降通道22對齊，內膽31焊接與整體法蘭14上。該分體式RH真空室的使用效果與整體式RH真空室的使用效果相同。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。