CN115161433A - 一种双层气幕保护的钢包喂线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及提供一种双层气幕保护的钢包喂线装置，在使用时吹开的渣眼面积小，并形成内外两层气幕，外层气幕主要用于隔绝外界空气，防止外界空气与喂线时裸露的钢液和熔化的合金线接触，内层气幕主要用于合金线通道内的气体隔绝和合金线的冷却，防止发生未入炉时的熔化或气化以及与空气的氧化，降低了污染物的生成；喂入过程不产生烟尘，因此对工作环境和生态环境无污染，能够减轻炼钢厂的环保压力，有助于推进钢铁行业低碳绿色化转型进程。

Description

一种双层气幕保护的钢包喂线装置
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体为一种双层气幕保护的钢包喂线装置。
背景技术
随着经济社会的发展，钢铁材料的应用场景逐渐多样化，对其性能要求也越来越高，这就需要在炼钢过程中添加不同合金元素来实现特定功能。合金主要在转炉出钢和精炼工序加入，加入方式分为料仓下料、人工抛投和钢包喂线三种方式。其中钢包喂线是指利用喂线机将合金制成的纯线或包芯线以特定速度和角度透过渣层加入到钢液中，起到脱氧和合金化作用的技术。与前两种合金加入方式相比，钢包喂线具有速度可调、成分控制精准、熔化效果好等优势，但也存在如下几个问题：
(1)钢液吸气：由于喂线前需要增加底吹氩气流量吹开渣面以保证顺利喂入，通常会形成直径500mm以上的渣眼，此处钢水翻腾，与空气接触后造成吸气，使得钢液氧含量和氮含量升高。而氧和氮均为有害元素，会引起夹杂物数量增多，钢材塑型和韧性降低，不利于钢质量控制。
(2)环境污染大：部分合金易氧化且蒸气压大，如Mg、Ca等，在进入钢液面的瞬间会迅速气化，然后与周围空气接触氧化，产生大量烟尘。钢包上方不单独设置烟罩，喂线产生的烟气弥散到空气中，危害工人身体健康产生，污染钢厂周围环境。
发明内容
本发明针对传统合金线喂入钢液工艺存在的问题，提出了一种有利于避免钢液污染、装置使用寿命长的环境友好型的钢包喂线装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种双层气幕保护的钢包喂线装置，包括：
合金线通道、外层气幕喷嘴和内层气幕喷嘴；
所述合金线通道位于钢包喂线装置的芯部；
所述外层气幕喷嘴和内层气幕喷嘴均沿合金线通道外部周向设置，且外层气幕喷嘴相对于内层气幕喷嘴更远离合金线通道。
作为本发明所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置的优选方案，其中：所述钢包喂线装置还包括外层气幕配气室和内层气幕配气室；
所述外层气幕配气室一端与外层气幕喷嘴相连，另一端与氩气管一相连；
所述内层气幕配气室一端与内层气幕喷嘴相连，另一端与氩气管二相连；
所述氩气管一和氩气管二均与氩气控制柜相连。
作为本发明所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置的优选方案，其中：所述内层气幕喷嘴材质为紫铜，数量为3-5个，安装方向为为相对于合金线通道的中心线聚拢且夹角为5-20°；所述外层气幕喷嘴材质为紫铜，数量为4-8个，安装方向为相对于合金线通道的中心线外扩且夹角为15-35°。
作为本发明所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置的优选方案，其中：所述合金线通道为钢质材料，所述钢质材料为高锰耐磨钢；其远离气幕喷嘴的一端为合金线入口，靠近气幕喷嘴的一端为合金线出口。
作为本发明所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置的优选方案，其中：所述合金线入口为喇叭型合金线入口。
作为本发明所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置的优选方案，其中：所述合金线通道外部周向布置有耐火材料，且所述耐火材料分为上部耐火材料和下部耐火材料。
作为本发明所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置的优选方案，其中：所述耐火材料的外层包覆有钢质外壳，所述钢质外壳材质为低合金高强钢。
作为本发明所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置的优选方案，其中：所述气幕配气室和气幕喷嘴均设置于下部耐火材料中。
作为本发明所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置的优选方案，其中：所述上部耐火材料材质为镁-碳质、铝-碳质或铝硅酸盐质耐火材料。
作为本发明所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置的优选方案，其中：所述下部耐火材料材质为铝-铬质、刚玉-尖晶石质或锆-碳质耐火材料。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种双层气幕保护的钢包喂线装置，在使用时吹开的渣眼面积小，并形成内外两层气幕，外层气幕主要用于隔绝外界空气，防止外界空气与喂线时裸露的钢液和熔化的合金线接触，内层气幕主要用于合金线通道内的气体隔绝和合金线的冷却，防止发生未入炉时的熔化或气化以及与空气的氧化，降低了污染物的生成；喂入过程不产生烟尘，因此对工作环境和生态环境无污染，能够减轻炼钢厂的环保压力，有助于推进钢铁行业低碳绿色化转型进程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明双层气幕保护的钢包喂线装置示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为采用本发明双层气幕保护的钢包喂线装置进行喂线的示意图。
附图标号说明：
1-合金线入口，2-合金线通道，3-上部耐火材料，4-下部耐火材料，5-钢质外壳，6-氩气控制柜，7-氩气管一，8-内层气幕配气室，9-内层气幕喷嘴，10-外层气幕配气室，11-外层气幕喷嘴，12-氩气管二，13-合金线出口，21-钢渣液面，22-外层气幕，23-内层气幕，24-合金线。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种双层气幕保护的钢包喂线装置，能够防止发生未入炉时的熔化或气化以及与空气的氧化，降低了污染物的生成；在使用时吹开的渣眼面积小，并形成内外两层气幕，外层气幕主要用于隔绝外界空气，防止外界空气与喂线时裸露的钢液和熔化的合金线接触，内层气幕主要用于合金线通道内的气体隔绝和合金线的冷却，喂入过程不产生烟尘，因此对工作环境和生态环境无污染，能够减轻炼钢厂的环保压力，有助于推进钢铁行业低碳绿色化转型进程。
一种双层气幕保护的钢包喂线装置，包括：
合金线通道2、外层气幕喷嘴11和内层气幕喷嘴9；
所述合金线通道2位于钢包喂线装置的芯部；
所述外层气幕喷嘴11和内层气幕喷嘴9均沿合金线通道2外部周向设置，且外层气幕喷嘴11相对于内层气幕喷嘴9更远离合金线通道2。
所述钢包喂线装置还包括外层气幕配气室10和内层气幕配气室8；
所述外层气幕配气室10一端与外层气幕喷嘴11相连，另一端与氩气管一7相连；
所述内层气幕配气室8一端与内层气幕喷嘴9相连，另一端与氩气管二12相连。
所述氩气管一7和氩气管二12均与氩气控制柜6相连，为双层气幕提供准确气量，通过氩气管一和氩气管二实现外层气幕配气室和内层气幕配气室的氩气独立控制与传输。
所述内层气幕喷嘴9材质为紫铜，数量为3-5个，安装方向为相对于合金线通道2的中心线聚拢且夹角为5-20°；具体地，所述内层气幕喷嘴的数量为3个、4个、5个中的任意一个或者任意两个组成的范围；所述内层气幕喷嘴安装方向为为相对于合金线通道2的中心线聚拢且夹角为例如但不限于5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°中的任意一个或者任意两个组成的范围；
所述外层气幕喷嘴11材质为紫铜，数量为4-8个，安装方向为相对于合金线通道2的中心线外扩且夹角为15-35°；具体地，所述外层气幕喷嘴的数量为4个、5个、6个、7个、8个中的任意一个或者任意两个组成的范围；所述外层气幕喷嘴安装方向为相对于合金线通道2的中心线外扩且夹角为例如但不限于15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°中的任意一个或者任意两个组成的范围。
所述合金线通道2为钢质材料，所述钢质材料为高锰耐磨钢；其远离气幕喷嘴的一端为合金线入口1，靠近气幕喷嘴的一端为合金线出口13；所述合金线入口1为喇叭型合金线入口，用于承接喂线机套管伸出的合金线。
所述合金线通道2外部周向布置有耐火材料，且所述耐火材料分为上部耐火材料3和下部耐火材料4，所述气幕配气室和气幕喷嘴均设置于下部耐火材料4中。
所述耐火材料的外层包覆有钢质外壳5，为装置整体提供骨架和固定安装位置，抵抗飞溅的高温钢渣侵蚀，所述钢质外壳材质为低合金高强钢。
所述上部耐火材料3材质为镁-碳质、铝-碳质或铝硅酸盐质耐火材料，起到保温隔热作用，防止合金线提前受热熔化或气化。
所述下部耐火材料4材质为铝-铬质、刚玉-尖晶石质或锆-碳质耐火材料，除起到隔热作用外，还在内部设置有气幕配气室和气幕喷嘴。
以下结合具体实施例对本发明技术方案进行进一步说明。
如图1-2所示，本发明的一个实施例的双层气幕保护的钢包喂线装置，包括：位于钢包喂线装置的芯部的合金线通道2，还包括均沿合金线通道2外部周向设置的外层气幕喷嘴11和内层气幕喷嘴9；且外层气幕喷嘴11相对于内层气幕喷嘴9更远离合金线通道2；所述合金线通道2为钢质材料，所述钢质材料为高锰耐磨钢；所述合金线通道2远离气幕喷嘴的一端为合金线入口1，所述合金线通道2靠近气幕喷嘴的一端为合金线出口13；所述合金线入口1为喇叭型合金线入口，用于承接喂线机套管伸出的合金线。所述合金线通道2外部周向布置有耐火材料，且所述耐火材料分为上部耐火材料3和下部耐火材料4，所述气幕配气室和气幕喷嘴均设置于下部耐火材料4中。所述耐火材料的外层包覆有钢质外壳5，为装置整体提供骨架和固定安装位置，抵抗飞溅的高温钢渣侵蚀，所述钢质外壳材质为低合金高强钢。
如图3所示，并结合图1-2，本发明的另一个实施例的双层气幕保护的钢包喂线装置，与上一个实施例相比，本实施例的双层气幕保护的钢包喂线装置，还包括外层气幕配气室10和内层气幕配气室8；所述外层气幕配气室10一端与外层气幕喷嘴11相连，另一端与氩气管一7相连；所述内层气幕配气室8一端与内层气幕喷嘴9相连，另一端与氩气管二12相连。所述氩气管一7和氩气管二12均与氩气控制柜6相连，为双层气幕提供准确气量，通过氩气管一和氩气管二实现外层气幕配气室和内层气幕配气室的氩气独立控制与传输。所述内层气幕喷嘴9材质为紫铜，数量为3-5个，安装方向为为相对于合金线通道2的中心线聚拢且夹角为5-20°；所述外层气幕11喷嘴材质为紫铜，数量为4-8个，安装方向为为相对于合金线通道2的中心线外扩且夹角为15-35°；所述上部耐火材料3材质为镁-碳质、铝-碳质或铝硅酸盐质耐火材料，起到保温隔热作用，防止合金线提前受热熔化或气化。所述下部耐火材料4材质为铝-铬质、刚玉-尖晶石质或锆-碳质耐火材料，除起到隔热作用外，还在内部设置有气幕配气室和气幕喷嘴。本发明双层气幕保护的钢包喂线装置使用时，先将将合金线24自由端对准合金线入口1，要求合金线24不在合金线出口13露出；开启外层气幕22：开启氩气控制柜6，通过氩气管一7将氩气输送至外层气幕配气室10，外层气幕配气室10将氩气均匀输送至各外层气幕喷嘴11，操作中要求渣面轻微波动但不被吹开；开启内层气幕23，外层气幕开启后稳定一段时间，同时氩气控制柜6和氩气管二12将氩气输送至内层气幕配气室8，外层气幕配气室8将氩气均匀输送至各内层气幕喷嘴9，在合金线通道2中心点正下方形成稳定锥状气流，随后将合金线24喂入钢包中钢液，实现钢包无污染喂线，能够减轻炼钢厂的环保压力，有助于推进钢铁行业低碳绿色化转型进程。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，包括：
合金线通道、外层气幕喷嘴和内层气幕喷嘴；
所述合金线通道位于钢包喂线装置的芯部；
所述外层气幕喷嘴和内层气幕喷嘴均沿合金线通道外部周向设置，且外层气幕喷嘴相对于内层气幕喷嘴更远离合金线通道。
2.根据权利要求1所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，所述钢包喂线装置还包括外层气幕配气室和内层气幕配气室；
所述外层气幕配气室一端与外层气幕喷嘴相连，另一端与氩气管一相连；
所述内层气幕配气室一端与内层气幕喷嘴相连，另一端与氩气管二相连；
所述氩气管一和氩气管二均与氩气控制柜相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，所述内层气幕喷嘴材质为紫铜，数量为3-5个；所述外层气幕喷嘴材质为紫铜，数量为4-8个。
4.根据权利要求1或2所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，所述内层气幕喷嘴的安装方向为为相对于合金线通道的中心线聚拢且夹角为5-20°；所述外层气幕喷嘴的安装方向为为相对于合金线通道的中心线外扩且夹角为15-35°。
5.根据权利要求1或2所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，所述合金线通道为钢质材料，所述钢质材料为高锰耐磨钢；其远离气幕喷嘴的一端为合金线入口，靠近气幕喷嘴的一端为合金线出口。
6.根据权利要求1或2所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，所述合金线通道外部周向布置有耐火材料，且所述耐火材料分为上部耐火材料和下部耐火材料。
7.根据权利要求6所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，所述气幕配气室和气幕喷嘴均设置于下部耐火材料中。
8.根据权利要求6所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，所述耐火材料的外层包覆有钢质外壳，所述钢质外壳材质为低合金高强钢。
9.根据权利要求6所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，所述上部耐火材料材质为镁-碳质、铝-碳质或铝硅酸盐质耐火材料。
10.根据权利要求6所述的一种双层气幕保护的钢包喂线装置，其特征在于，所述下部耐火材料材质为铝-铬质、刚玉-尖晶石质或锆-碳质耐火材料。
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