CN103045807B - 真空循环脱气***管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空循环脱气***管，用于炉外精炼RH装置，该***管的外壁上具有环形凹槽，在该环形凹槽内设置有Al2O3-C砖(4)。本发明利用Al2O3-C耐火材料不易被熔渣润湿的特点，降低了熔渣对该真空循环脱气***管的侵蚀，同时实现减少粘渣的目的，进而延长该真空循环脱气***管的使用寿命。

Description

真空循环脱气***管
技术领域
本发明涉及一种真空循环脱气***管，尤其地涉及一种用于炉外精炼RH装置的真空循环脱气***管。
背景技术
钢中氮、氢元素对其性能产生不利影响，氮使钢发生蓝脆及时效脆化，氢使钢发生氢脆和腐蚀。因此，在冶炼过程中必须对钢液进行脱气处理。现有的真空处理方法有：RH法，即1957年德国蒂森钢铁公司发明真空循环脱气法；RH-OB法，是日本新日铁1978年在RH法基础上增加加热功能得到的新技术；RH-KTB法，也叫川崎顶吹氧真空脱气法，由日本川崎公司于1988年发明；RH-PB法，循环脱气喷粉法。随着RH装置功能的提高和精炼钢种范围的不断扩大，RH装置已在炉外精炼中占据了主导地位。实践证明，RH真空精炼技术是提高产品质量、降低生产成本、扩大品种的重要手段。国内外多数钢厂均配置了RH精炼装置，但是，RH精炼装置在使用过程中对RH***管的使用条件极为苛刻。在RH处理过程中，由于***管的构造原因，使***管容易黏渣，尤其是生产IF等超低碳钢时，粘渣更严重，熔渣的侵蚀使得RH***管的耐火材料容易损毁，RH***管的使用寿命短造成真空室提前下线维修，因此使得RH***管成为RH精炼设备的薄弱环节并且RH***管的使用寿命直接决定了RH精炼设备的生产效率。
目前，减少粘渣的方法主要有：涂层处理，具体是采用涂层使熔渣不与浇注料直接接触，以达到减少粘渣的目的，但是在处理过程中，由于熔渣对涂层的侵蚀限制了涂层抑制粘渣的能力；调渣处理，是在RH处理后期进行熔渣改性，降低熔渣的粘度，从而使熔渣不易粘附在***管上，但会使浇注料和钢包内衬的侵蚀加剧；吹气处理，是通过装在浇注料中的多孔耐火材料吹入氩气，在渣线部位形成气幕，使熔渣不与耐火材料接触，从而实现少粘渣，但存在透气元件易堵塞及损坏的不足。对***管上粘渣的清渣方法主要是采用机械刮刀，但是由于粘渣中存在冷钢，机械清除很容易使浇注料损坏，大大缩短了***管的使用寿命。因此，有效地减少***管粘渣，有助于延长***管的使用寿命，从而提高RH装置的生产效率，起到降本增效的作用。
发明内容
本发明的目的是克服现有的真空循环脱气***管容易粘渣、使用寿命短的缺点，提供一种不易粘渣的并且具有长寿命的真空循环脱气***管。
根据本发明的真空循环脱气***管的外壁上具有环形凹槽，在该环形凹槽内设置有Al2O3-C砖。
优选地，所述Al2O3-C砖的成分包括Al2O3和C，且Al2O3和C的重量百分比为：3.7-5：1。
优选地，所述***管包括管型的钢结构结构，该钢结构的外表面上具有Al2O3浇注层，所述环形凹槽形成于所述Al2O3浇注层的外壁上。
优选地，所述钢结构的外表面上具有铆件，所述Al2O3-C砖上具有与所述铆件对应的通孔，所述铆件***到所述通孔中。
优选地，嵌入到所述环形凹槽中的所述Al2O3-C砖的通孔的外端采用Al2O3-C和沥青的混合物封堵。
优选地，嵌入到所述环形凹槽中的所述Al2O3-C砖之间的缝隙采用所述Al2O3-C和沥青的混合物填充。
优选地，所述铆件的材质采用20G，多个所述铆件分布于所述钢结构的外圆周上。
优选地，所述环形凹槽深100～120毫米，并且所述环形凹槽沿该真空循环脱气***管的长度方向的长度为300～400毫米。
优选地，所述钢结构的内表面覆盖有Mg-Cr砖层，并且该Mg-Cr砖层的下端延伸至所述***管的下端管口，该Mg-Cr砖层中Mg-Cr砖的Cr2O3的含量为24～28%（重量百分数）。
优选地，所述Al2O3浇注层的成分含有Al2O3，并选择性地含有SiO2、FeO和Na2O，其中，相对于100重量份的Al2O3，SiO2的含量为0～0.5，FeO的含量为0～0.5，Na2O的含量为0～0.55。
如上所述，根据本发明的真空循环脱气***管的Al2O3浇注层具有环形凹槽，在该环形凹槽中嵌入Al2O3-C砖，由于Al2O3-C耐火材料不易被熔渣润湿，从而能够减少该真空循环脱气***管的粘渣，并且嵌入到环形凹槽中的Al2O3-C砖的通孔的外端采用Al2O3-C和沥青的混合物封堵，嵌入到环形凹槽中的Al2O3-C砖之间的缝隙也采用Al2O3-C和沥青的混合物填充，故能够充分利用含碳材料不易被熔渣润湿的特点，减少熔渣通过所述通孔和所述缝隙对该真空循环脱气***管的侵蚀。因此，采用本发明的技术方案，能够减少真空脱气***管的粘渣，进而延长其使用寿命，提高RH装置炉外精炼的生产效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为根据本发明的真空循环脱气***管的纵向剖面图。
附图标记说明
1 法兰             2 钢结构
3 Al2O3浇注层      4 Al2O3-C砖
5 Mg-Cr砖层        6 铆件
7 锚爪
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，为了描述的方便，使用了一些方位词，例如“上端”、“下端”、“上部”、“下部”等通常都是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直或重力方向而言的各部件相互位置关系描述用词。
图1为根据本发明的真空循环脱气***管的纵向剖面图。
如图1所示，根据本实施方式的真空循环脱气***管包括法兰1、钢结构2、Al2O3浇注层3、Al2O3-C砖4、Mg-Cr砖层5、铆件6和锚爪7。
所述法兰1连接于钢结构2的上端，用于将真空循环脱气***管与位于其上部的RH装置的真空室连接并固定。
所述钢结构2为管型，材质采用20G，在本实施方式中，为保证钢结构2与内部的Mg-Cr砖层5、外部的Al2O3浇注层3之间的膨胀系数相匹配以防止Mg-Cr砖层5和Al2O3浇注层3产生裂纹，钢结构2的厚度为24～27毫米。
所述Mg-Cr砖层5覆盖在钢结构2的内表面上，采用Cr2O3含量为24～28%（重量百分数）的Mg-Cr砖，能够抗击Mg-Cr砖层5形成的通道中流过的钢水的冲刷，并且，在本实施方式中，Mg-Cr砖层5延长至真空循环脱气***管的管口，以便防止热震造成的Al2O3浇注层3中的Al2O3浇注料的剥落。
所述Al2O3浇注层3覆盖在钢结构2的外表面上，延长至真空循环脱气***管的下端管口，Al2O3浇注层3采用的Al2O3浇注料的成分含有Al2O3，并选择性地含有SiO2、FeO和Na2O，其中，相对于100重量份的Al2O3，SiO2的含量为0～0.5，FeO的含量为0～0.5，Na2O的含量为0～0.55。其中，本实施方式提高Al2O3浇注料中Al2O3成分的含量有助于提高Al2O3浇注料的热稳定性。此外，根据本发明的真空循环脱气***管的Al2O3浇注层3具有环形凹槽，当将该真空循环脱气***管安装在RH装置上处理钢液时，所述环形凹槽处于该真空循环脱气管与钢包中覆盖在钢液面上的熔渣接触的部位。具体地，在本实施方式中，环形凹槽深100～200毫米、沿真空循环脱气***管的长度方向的长度为300～400毫米，并且在环形凹槽中砌有Al2O3-C砖4。
在上述Al2O3浇注层3中，Al2O3浇注料与锚爪7浇注在一起，该锚爪7以分布在钢结构2的各个反向上的方式焊接在钢结构2上，锚爪7能够消除各个方向产生的应力以防止Al2O3浇注层3产生裂纹或剥落，本实施方式中的锚爪的材质采用20G并且长度与浇注层的厚度匹配。
在本实施方式中，Al2O3-C砖4通过铆件6连接并固定于Al2O3浇注层3的环形凹槽中，具体地，Al2O3-C砖的成分包括Al2O3和C，且Al2O3和C的重量百分比为：3.7-5：1，此外，该Al2O3-C砖4还含有少量添加剂和树脂。此外，在Al2O3-C砖4上具有与铆件6相比配的通孔，铆件6穿过该通孔从而使Al2O3-C砖4固定于环形凹槽中。
具体地，本实施方式中的多个铆件6焊接在钢结构2的渣线部位并且围绕钢结构2的外表面均匀设置，铆件6材质为20G，规格为直径18～22毫米、长70～90毫米，并且上下两个铆件6之间的间距为90～110毫米。
根据本发明的真空循环脱气***管在渣线部位的环形凹槽中的嵌入Al2O3-C砖4，由于熔渣接触到Al2O3-C耐火材料的润湿角小于90°，使得Al2O3-C砖4不容易被熔渣润湿，从而降低了熔渣对真空循环脱气***管的侵蚀，同时实现减少粘渣的目的，进而提高炉外精炼的生产效率。
此外，嵌入到环形凹槽中的Al2O3-C砖的通孔的外端采用Al2O3-C和沥青的混合物封堵，嵌入到环形凹槽中的Al2O3-C砖之间的缝隙也采用Al2O3-C和沥青的混合物填充，从而充分利用含碳材料不易被熔渣润湿的特点，减少熔渣通过所述通孔和所述缝隙对该真空循环脱气***管的侵蚀。
根据本实施方式的真空循环脱气***管的制作工艺为：将法兰1、多个铆件6和多个锚爪7焊接在钢结构2上，其中，法兰1连接于钢结构2的最上端，多个铆件6焊接在钢结构2的渣线部位，具体地，本实施方式中是在钢结构2的外表面上的渣线部位焊接多圈铆件6，上下铆件6之间的间距为100毫米，多个锚爪7焊接在钢结构2的外表面上除焊接有铆件6的部位，焊接时保证多个锚爪7朝向不同的方向；将Mg-Cr砖砌在钢结构2的内部；进行Al2O3浇注料浇注，浇注后，形成Al2O3浇注层3，并且该Al2O3浇注层3上具有一个深100～200毫米、沿真空循环脱气***管的长度方向的长度为300～400毫米的环形凹槽，浇注一天后进行脱模养护，并且脱模养护的时间不小于2天，然后在最高干燥温度为400～450℃的环镜中处理55～70小时左右；干燥完毕后，将具有与铆件6匹配的通孔的Al2O3-C砖4通过铆件6嵌入到环形凹槽中；将嵌入到环形凹槽中的Al2O3-C砖的通孔的外端采用Al2O3-C和沥青的混合物封堵，嵌入到环形凹槽中的Al2O3-C砖之间的缝隙也采用Al2O3-C和沥青的混合物填充；最后，将真空循环脱气***管通过法兰1与真空室连接，进行在线烘烤，温度不低于1000℃。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种真空循环脱气***管，其特征在于，该***管的外壁上具有环形凹槽，在该环形凹槽内设置有Al2O3-C砖（4）。
2.根据权利要求1所述的真空循环脱气***管，其中，所述Al2O3-C砖（4）的成分包括Al2O3和C，且Al2O3和C的重量百分比为：3.7-5：1。
3.根据权利要求1所述的真空循环脱气***管，其中，所述***管包括管型的钢结构（2），该钢结构（2）的外表面上具有Al2O3浇注层（3），所述环形凹槽形成于所述Al2O3浇注层（3）的外壁上。
4.根据权利要求3所述的真空循环脱气***管，其中，所述钢结构（2）的外表面上具有铆件（6），所述Al2O3-C砖（4）上具有与所述铆件（6）对应的通孔，所述铆件（6）***到所述通孔中。
5.根据权利要求4所述的真空循环脱气***管，其中，嵌入到所述环形凹槽中的所述Al2O3-C砖（4）的通孔的外端采用Al2O3-C和沥青的混合物封堵。
6.根据权利要求1或3所述的真空循环脱气***管，其中，嵌入到所述环形凹槽中的所述Al2O3-C砖（4）之间的缝隙采用所述Al2O3-C和沥青的混合物填充。
7.根据权利要求4所述的真空循环脱气***管，其中，所述铆件（6）的材质采用20G，多个所述铆件（6）分布于所述钢结构（2）的外圆周上。
8.根据权利要求1或3所述的真空循环脱气***管，其中，所述环形凹槽深100～120毫米，并且所述环形凹槽沿该真空循环脱气***管的长度方向的长度为300～400毫米。
9.根据权利要求3所述的真空循环脱气***管，其中，所述钢结构（2）的内表面覆盖有Mg-Cr砖层（5），并且该Mg-Cr砖层（5）的下端延伸至所述***管的下端管口，该Mg-Cr砖层（5）中的Mg-Cr砖的Cr2O3的含量为24～28%（重量百分数）。
10.根据权利要求3所述的真空循环脱气***管，其中，所述Al2O3浇注层（3）的成分含有Al2O3，并选择性地含有SiO2、FeO和Na2O，其中，相对于100重量份的Al2O3，SiO2的含量为0～0.5，FeO的含量为0～0.5，Na2O的含量为0～0.55。
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