吹氬噴粉裝置及鋼包精煉爐的製作方法

2023-11-11 06:24:47 2

專利名稱：吹氬噴粉裝置及鋼包精煉爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金領域，更具體地說，涉及吹氬噴粉裝置及鋼包精煉爐。
背景技術：
LF爐(Ladle Furnace)，即鋼包精煉爐，是鋼鐵生產中主要的爐外精煉設備。LF爐 具有深脫硫、深脫氧、去除鋼中非金屬夾雜以淨化鋼液、改變夾雜物形態、防止鋼液二次氧 化，升溫並調整鋼液溫度、調整鋼液成分等豐富的功能，在現代鋼鐵企業得到了廣泛的推廣 和應用。目前，LF爐加熱採用電弧技術，在電弧加熱LF爐添加渣料以及合金化操作時，通 常採用高位料倉下料時並伴隨大氬氣量進行攪拌，從而實現鋼液成分均勻化以順利進行脫 氧、脫硫等作業。在這個過程中，高位料倉下料時伴隨著揚塵使作業環境惡化，且部分料落 在渣層上，失去了本該發揮的作用，影響了操作的精確性和經濟型；由於大氬氣量攪拌過程 中鋼液面裸露，鋼液吸氮且增加了鋼液氧化。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型提供一種吹氬噴粉裝置，以實現減少鋼液的氧化以及減少 揚塵的目的。為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案一種吹氬噴粉裝置，包括氣源；與所述氣源出氣口相連的氣源通路控制閥；用於下料的密閉壓力下料口，其出料口處安裝有下料口控制閥；進料口分別與所述氣源通路控制閥和所述下料口控制閥相連的混氣罐，所述混氣 罐出料口設置有混氣罐通路控制閥；一端與所述混氣罐通路控制閥的出料口相連的輸送管；一端與所述輸送管的另一端相連的電極夾頭，所述電極夾頭與所述電極管相連；所述電極夾頭為所述電極管提供電流，且內部形成用於向所述電極管輸送氬氣的 中心孔徑；所述電極管的末端置於鋼液的液面下。優選的，在上述吹氬噴粉裝置中，所述氣源通路控制閥與所述混氣罐之間還設置 有氣體流向控制器，所述氣體流向控制器的進氣端與所述氣源通路控制閥相連，所述氣體 流向控制器的第一出氣端與所述混氣罐的進料口相連，所述氣體流向控制器的第二出氣端 與所述混氣罐通路控制閥的出料口相連。優選的，在上述吹氬噴粉裝置中，所述氣體流向控制器的第一出氣端和第二出氣 端分別安裝有壓力控制器。優選的，在上述吹氬噴粉裝置中，所述電極管置於所述鋼液液面下的一端設置有 透氣層。優選的，在上述吹氬噴粉裝置中，所述電極夾頭上設置有支撐所述電極管的支撐臂。優選的，在上述吹氬噴粉裝置中，所述電極管個數為3個，且呈中心對稱分布。優選的，在上述吹氬噴粉裝置中，所述每個電極管對應一個電極夾頭。優選的，在上述吹氬噴粉裝置中，所述輸送管的彎折處進行圓弧化處理。本實用新型還提供了 一種鋼包精煉爐，包括以上特徵的吹氬噴粉裝置。從上述技術方案可以看出，本實用新型實施例中由於下料與氬氣在混氣罐中混合 後直接通過輸送管導入鋼液，由於不需要邊導入氬氣邊攪拌可以有效減少作業場揚塵，從 而改善工作環境。另外，該吹氬噴粉裝置可以提高經煉鋼爐的精煉效果。首先，氬氣將下料帶至鋼液 內使下料直接與鋼液接觸，反應迅速；其次，通過電極管進入到鋼液中的氬氣可以增強鋼液 向下對流作用，通過氬氣流將高溫鋼水向下帶，促進熱量交換使鋼液升溫更迅速更有利於 快速升溫和溫度均勻化。再次，向下的氬氣於鋼包底部吹氬，氬氣會在鋼包中上層鋼液內匯 聚，可以打破底部吹氬後氬氣上升過程中向中心聚攏的效應，當氬氣上浮時更細散且分布 更均勻，從而使鋼液面中心無裸露減少鋼液吸氮和氧化。再次，當下料隨氬氣在鋼液內上升 時會直接上升至渣底部，避免了常規下料時一部分料分散到渣上層無法發揮作用的弊端， 使所下料都能參與反應更有利於精確控制鋼液成分。最後，氬氣在電極管內部時由於電極 管已處於高溫狀態故氬氣被電極管加熱，進入鋼液後可以進一步促進鋼液升溫和溫度均勻 化，不需要更改鋼包結構，結構簡單利於實施。因此，本實用新型中的實施例所提供的吹氬 噴粉裝置可以提高精煉效果。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例中提供的吹氬噴粉裝置的俯視結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供電極管的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的吹氬噴粉裝置的主視結構示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的吹氬噴粉裝置的工作原理圖。
具體實施方式
相關名詞解釋LF 爐(Ladle Furnace)，即鋼包精煉爐。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。本實用新型提供一種吹氬噴粉裝置，以實現減少鋼液的氧化以及減少揚塵的目 的。[0032]請參照圖1至圖2，圖為本實用新型實施例中提供的吹氬噴粉裝置的俯視結構示 意圖；圖2為本實用新型實施例提供電極管的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供 的吹氬噴粉裝置的主視結構示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的吹氬噴粉裝置的工作 原理圖。其中，1為電極夾頭；2為電極管；3為支撐臂；4為鋼包；5為渣；6為透氣層；7為 鋼液；8為輸送管；9為混氣罐通路控制閥；10為混氣罐；11為下料口控制閥；12為密閉壓 力下料口 ；13為上路壓力檢測器；14為下路壓力檢測器；15為氣體流向控制器；16為氣源 通路控制閥；17為氣源。本實施例提供一種吹氬噴粉裝置，包括氣源17、氣源通路控制閥16、密閉壓力下 料口 12、下料口控制閥11、混氣罐10、混氣罐通路控制閥9、輸送管8、電極夾頭1和電極管 2。其中，氣源17的出氣口與氣源通路控制閥16相連；密閉壓力下料口 12的出料口 安裝有下料口控制閥11 ；氣源通路控制閥16和下料口控制閥11分別和混氣罐10的進料 口相連，其出料口安裝有混氣罐控制閥9 ；輸送管8的一端與混氣罐控制閥9相連，另一端 與電極夾頭1相連；電極夾頭1與電極管2相連，電極夾頭為所述電極管提供電流，且內部 形成用於向所述電極管2輸送氬氣的中心孔徑；所述電極管2的末端置於鋼液7的液面下。氣源17產生氬氣，為整個裝置提供氬氣；氣源通路控制閥11，控制氣源17中氬氣 供應的開與斷；密閉壓力下料口 12為下料的入口 ；下料口控制閥11，控制密閉壓力下料口 12的物料下注；混氣罐10為物料和氬氣混合的場所；混氣罐通路控制閥9控制經混合後的 物料和氬氣的下注；電極夾頭1為電極管2提供電流，且提供氬氣注入的孔徑；電極管2，加 熱鋼液7，並向鋼液7導入氬氣。本實用新型實施例中，為了使得氬氣均勻的導入鋼液7內電極管2置於所述鋼液 液面下的一端設置有透氣層6，請參照附圖2。鋼包4中裝有鋼液7，在鋼液7的表面有渣 5，渣5可以緩解鋼液被氧化，電極管2插入鋼液7下，通過電極夾頭1為電極管提供的電流 進行加熱，且向鋼液7中導入氬氣，對鋼液進行脫硫脫氧處理。下料與氬氣在混氣罐中混合後直接通過輸送管導入鋼液，由於在導入氬氣的過程 中不需要攪拌，所以可以有效地減少作業場揚塵，從而改善工作環境。另外，該吹氬噴粉裝置可以提高經煉鋼爐的精煉效果。首先，氬氣將下料帶至鋼液 內使下料直接與鋼液接觸，反應迅速；其次，通過電極管進入到鋼液中的氬氣可以增強鋼液 向下對流作用，通過氬氣流將高溫鋼水向下帶，促進熱量交換使鋼液升溫更迅速更有利於 快速升溫和溫度均勻化。再次，向下的氬氣於鋼包底部後會在鋼包中上層鋼液內匯聚，可以 打破底部吹氬後氬氣上升過程中向中心聚攏的效應，當氬氣上浮時更細散且分布更均勻， 從而使鋼液面中心無裸露，減少了鋼液吸氮和氧化。再次，當下料隨氬氣在鋼液內上升時會 直接上升至渣底部，避免了常規下料時一部分料分散到渣上層無法發揮作用的弊端，使所 下料都能參與反應更有利於精確控制鋼液成分。最後，氬氣在電極管內部時由於電極管已 處於高溫狀態故氬氣被電極管加熱，進入鋼液後可以進一步促進鋼液升溫和溫度均勻化， 不需要更改鋼包結構，結構簡單利於實施。因此，本實用新型中的實施例所提供的吹氬噴粉 裝置可以提高精煉效果。為了更好地支撐電極管，在電極夾頭上支撐臂。本實用新型實施例中電極管的個數為任一個，優選的為3個，且三個電極管2呈中心對稱分布，三個電極管2可以同時對應 一個電極夾頭1，即該電極夾頭1同時向3個電極管2提供電流和氬氣；還可以是每個電極 管2分別對應不同的電極夾頭1，電極夾頭1向與之相對應的電極管2提供電流和氬氣。在 本實施例中優選的是每個電極管2對應不同的電極夾頭1，且每個電極夾頭上均設置有用 於支撐電極管2的支撐臂3。另外，為了使下料順利的導入鋼液7中，輸送管8的彎折處進行圓弧化處理，經圓 弧化處理的輸送管8與下料的摩擦力小，且在折彎處有比較好的過度，因此，下料對輸送管 的衝擊力會有所緩解。在本實用新型中實施例中提供的吹氬噴粉裝置包括包括氣源17、氣源通路控 制閥16、氣體流向控制器15、密閉壓力下料口 12、下料口控制閥11、混氣罐10、混氣罐通路 控制閥9、輸送管8、電極夾頭1和電極管2組成。其中，氣源17的出氣口氣源通路控制閥16相連，氣源通路控制閥16的出氣口與 氣體流向控制器15的進氣端相連；密閉壓力下料口 12的出料口安裝有下料口控制閥11 ； 氣體流向控制器15的第一出氣端和下料口控制閥11分別和混氣罐10的進料口相連，其出 料口安裝有混氣罐控制閥9，氣體流向控制器15的第二出氣端與混氣罐通路控制閥9的出 料口相連；輸送管8的一端與混氣罐控制閥9相連，另一端與電極夾頭1相連；電極夾頭1 與電極管2相連，電極夾頭為所述電極管提供電流，且內部形成用於向所述電極管2輸送氬 氣的中心孔徑；所述電極管2的末端置於鋼液7的液面下。氣源17產生氬氣，為整個裝置提供氬氣；氣源通路控制閥11，控制氣源17中氬氣 供應的開與斷；密閉壓力下料口 12，下料的入口 ；下料口控制閥11，控制密閉壓力下料口 12 的物料下注；混氣罐10，物料和氬氣混合的場所；混氣罐通路控制閥9，控制經混合後的物 料和氬氣是否下注；電極夾頭1，為電極管2提供電流，且提供氬氣注入的孔徑；電極管2， 加熱鋼液7，並向鋼液7導入氬氣；氣體流向控制器15，可實現氬氣管路的切換。上述所有的控制閥的開啟與關閉可以通過人為進行控制，還可以通過計算機或者 控制器進行調節。為了便於觀察管路上的壓力大小，在氣體流向控制器15的兩個出氣端分 別安裝有上路壓力檢測器13和下路壓力檢測器14，兩個檢測器用於檢測管路中壓力的大 小，對於自動控系統，將檢測到的壓力反饋給計算機或者控制器，計算機或者控制器再對所 有控制閥進行實時控制。在本實用新型的實施例中，氬氣的供氣管路分為上單路、下單路和雙路。上單路供氣實現過程為計算機通過上路壓力檢測器13檢測到的壓力值控制氣 源通路控制閥16打開，氣體流向控制器15的第一出氣端打開，第二出氣端閉合，氬氣經過 混氣罐10與下料充分混合後；混氣罐通路控制閥9打開，並通過電極夾頭1和電極管導入 鋼液內部。下單路供氣實現過程為計算機通過下路壓力檢測器14檢測到的壓力值控制氣 源通路控制閥16打開，氣體流向控制器15的第二出氣端打開，第一出氣端閉合，氬氣經過 輸送管8並通過電極夾頭1和電極管導入鋼液內部。雙路供氣實現過程為計算機通過上路壓力檢測器13檢測到的壓力值控制氣源 通路控制閥16打開，氣體流向控制器15的第一出氣端打開，第二出氣端打開，上路的氬氣 經過混氣罐10與下料充分混合後；混氣罐通路控制閥9打開，並通過電極夾頭1和電極管導入鋼液內部；下路的氬氣經過輸送管8並通過電極夾頭1和電極管導入鋼液內部。本實用新型還提供了具有上述吹氬噴粉裝置結構的鋼包精煉爐，該鋼包精煉爐操 作步驟包括步驟Sll 開始工作前各控制閥處於關閉狀態；步驟S12 出鋼完成鋼包進入LF爐位；步驟S13 氣源處控制閥開啟，氣體流向控制器控制氬氣進入下單路；步驟S14 所述系統伴隨電極入位，電極開始工作；步驟S15 當需要添加渣料或合金時，首先需要添加的渣料或合金粉末進入到密 閉壓力下料口；步驟S16 氣體流向控制器控制氬氣進入雙路，同時密閉壓力下料口開始下料；步驟S17 氬氣與下料在氬氣與下料流態化混氣罐內混合攪拌達到流態；步驟S18 氣體流向控制器關閉下路，與此同時氬氣與下料流態化混氣罐下部控 制閥開啟；步驟S19 密閉壓力下料口持續下料，上路持續輸送氬氣直至該輪下料結束與此 同時氣體流向控制器關閉上路開啟下路；步驟SllO 當需要添加其他渣料或合金時重複步驟S15-步驟S19 ；步驟Slll 當LF爐電極作用完成，所述系統伴隨電極退出鋼包，退出後所有控制 閥關閉。本實用新型中鋼包精煉爐中的下料與氬氣在混氣罐中混合後直接通過輸送管導 入鋼液，由於不需要邊導入氬氣邊攪拌可以有效減少作業場揚塵，從而改善工作環境。另外，該吹氬噴粉裝置可以提高經煉鋼爐的精煉效果。首先，氬氣將下料帶至鋼液 內使下料直接與鋼液接觸，反應迅速；其次，通過電極管進入到鋼液中的氬氣可以增強鋼液 向下對流作用，通過氬氣流將高溫鋼水向下帶，促進熱量交換使鋼液升溫更迅速更有利於 快速升溫和溫度均勻化。再次，向下的氬氣於鋼包底部吹氬，氬氣會在鋼包中上層鋼液內匯 聚，可以打破底部吹氬後氬氣上升過程中向中心聚攏的效應，當氬氣上浮時更細散且分布 更均勻，從而使鋼液面中心無裸露減少鋼液吸氮和氧化。再次，當下料隨氬氣在鋼液內上升 時會直接上升至渣底部，避免了常規下料時一部分料分散到渣上層無法發揮作用的弊端， 使所下料都能參與反應更有利於精確控制鋼液成分。最後，氬氣在電極管內部時由於電極 管已處於高溫狀態故氬氣被電極管加熱，進入鋼液後可以進一步促進鋼液升溫和溫度均勻 化，不需要更改鋼包結構，結構簡單利於實施。因此，本實用新型中的實施例所提供的吹氬 噴粉裝置可以提高精煉效果。本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的裝置 而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說 明即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新 型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定 義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因 此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求一種吹氬噴粉裝置，其特徵在於，包括氣源(17)；與所述氣源(17)的出氣口相連的氣源通路控制閥(16)；用於下料的密閉壓力下料口(12)，其出料口處安裝有下料口控制閥(11)；進料口分別與所述氣源通路控制閥(16)和所述下料口控制閥(11)相連的混氣罐(10)，所述混氣罐(10)的出料口設置有混氣罐通路控制閥(9)；一端與所述混氣罐通路控制閥(9)的出料口相連的輸送管(8)；一端與所述輸送管(8)的另一端相連的電極夾頭(1)，所述電極夾頭(1)與所述電極管(2)相連；所述電極夾頭(1)為所述電極管(2)提供電流，且內部形成用於向所述電極管(2)輸送氬氣的中心孔徑；所述電極管(2)的末端置於鋼液(7)的液面下。
2.根據權利要求1所述的吹氬噴粉裝置，其特徵在於，所述氣源通路控制閥(16)與 所述混氣罐(10)之間還設置有氣體流向控制器(15)，所述氣體流向控制器(15)的進氣端 與所述氣源通路控制閥(16)相連，所述氣體流向控制器(15)的第一出氣端與所述混氣罐 (10)的進料口相連，所述氣體流向控制器(15)的第二出氣端與所述混氣罐通路控制閥(9) 的出料口相連。
3.根據權利要求2所述的吹氬噴粉裝置，其特徵在於，所述氣體流向控制器(16)的第 一出氣端和第二出氣端分別安裝有壓力控制器。
4.根據權利要求3所述的吹氬噴粉裝置，其特徵在於，所述電極管(2)置於所述鋼液 (7)液面下的一端設置有透氣層(6)。
5.根據權利要求4所述的吹氬噴粉裝置，其特徵在於，所述電極夾頭(1)上設置有支撐 所述電極管(2)的支撐臂(3)。
6.根據權利要求1所述的吹氬噴粉裝置，其特徵在於，所述電極管(2)的個數為3個， 且呈中心對稱分布。
7.根據權利要求6所述的吹氬噴粉裝置，其特徵在於，所述每個電極管(2)對應一個電 極夾頭。
8.根據權利要求6所述的吹氬噴粉裝置，其特徵在於，所述輸送管(8)的彎折處進行圓 弧化處理。
9.一種鋼包精煉爐，其特徵在於，包括權利要求1至8任一項所述吹氬噴粉裝置。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種吹氬噴粉裝置，包括氣源(17)；與氣源(17)的出氣口相連的氣源通路控制閥(16)；用於下料的密閉壓力下料口(12)，其出料口處安裝有下料口控制閥(11)；進料口分別與氣源通路控制閥(16)和所述下料口控制閥(11)相連的混氣罐(10)，混氣罐(10)的出料口設置有混氣罐通路控制閥(9)；一端與所述混氣罐通路控制閥(9)的出料口相連的輸送管(8)；一端與輸送管(8)的另一端相連的電極夾頭(1)，電極夾頭(1)與電極管(2)相連；電極夾頭(1)為電極管(2)提供電流，且內部形成用於向所述電極管(2)輸送氬氣的中心孔徑；電極管(2)的末端置於鋼液(7)的液面下。
文檔編號F27D3/18GK201762373SQ20102052306
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月8日 優先權日2010年9月8日
發明者孫會朝, 張冠鋒, 許榮昌 申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司