CN1154720A - 溶融金属的气体吹入喷嘴及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种溶融金属的气体吹入喷嘴及其使用方法，气体吹入喷嘴设有与安装零件一体成型且具有贯通细孔的耐火物块，并设有贯通该细孔内、可在该细孔内滑动的金属制的气体吹入用的细管，气体吹入喷嘴和其周边的耐火物损耗时，在炉内侧延伸突出金属制的气体吹入用的细管，在损耗部内填充修补耐火性修补材料。本发明可以延长气体吹入喷嘴的使用寿命，减少更换频率，结构简单，喷嘴周围没有气体泄漏，能够安全地进行气体吹入。

Description

溶融金属的气体吹入喷嘴及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种电炉和电炉以外的精炼炉内的溶融金属的气体吹入喷嘴，特别是涉及一种当喷嘴损耗时能够简便、迅速地进行修补的溶融金属的气体吹入喷嘴及其使用方法。
背景技术
请参阅图5所示，是现有技术的气体吹入喷嘴的实施例的说明示意图；其中，图5(a)是单管喷嘴；图5(b)是双重管喷嘴；图5(c)是多管喷嘴；图5(d)是多孔芯棒(塞子)。图中，10是气体供给管，11是炉底耐火物，12是吹入的气体，17是冷却气体供给管，18是多孔砖，在图5(c)的多管喷嘴中，埋入设有复数根细金属管的耐火物块，使用该种多管喷嘴，在溶融金属中可以得到微细且大小一致的吹入气体的气泡，故在电炉的炉底内广泛地设置使用气体吹入喷嘴。
从气体吹入喷嘴向溶融金属内吹入气体，则炉内侧的气体吹入喷嘴周围的溶融金属强烈地流动，所以使得耐火物的损耗大，例如如图2(a)中所示那样，产生损耗部8。损耗部8变大，就要更换气体吹入喷嘴。更换气体吹入喷嘴时，炉的操作就要停止，而且更换作业的环境非常恶劣。因此频繁更换气体吹入喷嘴是不好的。
在日本特开昭58-81937号公报中公开了一种精炼气体吹入芯棒(塞子)，其特征是其包括具有贯通孔的耐火物制成的喷嘴，在该贯通孔中***金属制细管，在该贯通孔和金属制成的细管之间，设有环状间隙。
图6是精炼气体吹入芯棒的说明示意图。如图6(a)所示，在耐火物的贯通孔和金属制的金属细管2之间设有环状间隙，在金属细管2里连结有气体供给管，环状间隙的大小以溶融金属***漏为准。修补时，只需更换该金属细管2，而可以使得操作简化。
但是本发明人认为，用该精炼气体吹入芯棒进行气体的吹入，加上溶融金属的压力，正如图6(b)所示那样，气体将向金属制的金属细管2和耐火物贯通孔之间的环状间隙泄漏。特别是在电炉炉底气体的吹入流量很少的场合时，尽管环状间隙仅仅只有一点间隙，气体也会向容易通过的环状间隙方向泄漏，而不进入溶融金属中。上述公报中公开的专利文献并没有提出解决该问题的技术手段。
本发明的技术方案
本发明提供一种溶融金属的气体吹入喷嘴及其使用方法，使其可以减少更换气体吹入喷嘴，同样也可减少炉的停产次数，再者也减少了在恶劣环境中工作的频率，且在气体吹入喷嘴的周边没有气体泄漏。
图1是本发明气体吹入喷嘴实施例的说明示意图。图1(a)是气体吹入喷嘴的纵剖面说明示意图。图1(b)是图1(a)中气体吹入喷嘴设置在炉底的说明示意图。图1(c)是气体吹入喷嘴与供给气体的吹入软管的连接部的实施例的说明示意图。
按照本发明提供一种溶融金属的气体吹入喷嘴1，其特征在于其从炉内侧向炉外侧分别设有具有贯通的细孔3的耐火物块4，与耐火物块4一体成形的安装零件22，位于上述耐火物块4的细孔3内贯通该细孔3且能滑动配置的金属细管2，并设有与气体吹入软管15相连结的连结零件23，该气体吹入软管15与上述安装零件22的端部相连结，上述金属细管2的炉外侧插通配设有设置在连结零件23内的橡胶体14，从供给吹入气体的炉内侧端向溶融金属中吹入气体12至该金属细管2的炉外侧。
安装零件22的一端设计为呈直管状部，另一端则设计为呈与耐火物块4的底部形状相配合的托盘形状部，耐火物块4嵌合在该安装零件22的托盘形状部。这样，耐火物块4和安装零件22成形为一体，则如图6(b)所示那样，可以防止从金属细管2与耐火物块4的间隙中吹入气体的泄漏。
请参阅图1(c)所示，安装零件22的直管状部的端部与连结零件23的一端相连结，该连结零件23的另一端与气体吹入软管15相连结。
金属细管2的端部插通配置在设于连结零件23内的橡胶体14中，并向气体吹入软管15侧突伸出。金属细管2的外周与连结零件23的内面的间隙借由橡胶体14密封，而从气体吹入软管15向金属细管2内供给送入全部的吹入气体12。
在图1中为使用1根金属细管2的实施例，也可以使用复数根金属细管2，同样地，该等各金属细管2与连结零件23内面的间隙均配设有橡胶体14，能够将全部的吹入气体12供给各金属细管2。
如图1(b)所示，本发明的气体吹入喷嘴1装设在设有炉底耐火物11的喷气管砖(风口砖)6的内侧，支撑环21和停止零件20安装在炉的铁皮19上。这时，在气体吹入喷嘴1和喷气管砖6的间隙中填充灰、砂浆和可浇铸成型等的不定形耐火物5。
作为金属细管2，可以使用例如内径为1-2mm的不锈钢管，但该金属细管2的内径和数目要与吹入的气体量相适应而适当地选定。另外，该金属细管2可以使用单管，也可以使用双重管。细孔3的内径为比金属细管2的外径大0-4mm的范围，可以使金属细管2上、下移动。
图2为本发明气体吹入喷嘴的使用方法实施例的说明示意图。本发明的气体吹入喷嘴1因反复操作使用，故气体吹入喷嘴1的炉内侧和其周边的耐火物损耗大，如图2(a)所示那样会产生损耗部8。如图2(b)所示，修补该损耗部8时，要向上移动设于细孔3内的金属细管2，其上端部向炉内侧突伸出。
接着，使金属细管2的炉内侧端面不阻塞(阅塞)，如图2(c)所示，向该损耗部8内填充耐火性修补材料16。在本实施例中，金属细管2炉内侧的端部比填充完耐火性修补材料16的表面更突出，金属细管2这样地突出设置，是因为修补时，使用通常的炉内耐火性修补材料16来修补该损耗部8，并使用例如抛砂机等通常修补炉内面的装置，由于该金属细管2的炉内侧端部没有埋入于耐火性修补材料16内，所以其不会被阻塞。
使用本发明的气体吹入喷嘴1，在作为日常工作而进行炉底和炉壁损耗部8的修补的同时，能够简易地进行修补该气体吹入喷嘴1及其周边，这种日常工作的修补可以延长气体吹入喷嘴1的使用寿命，可以显著地减少气体吹入喷嘴1的更换频率。
如图2(c)所示，修补完成后，向溶融金属进行吹入气体，金属细管2的突出部分直接地溶损，溶融金属的气体吹入口与图1(b)所示的气体吹入口的形状相同，即与图1(b)的情况相同，能够向溶融金属稳定地进行气体吹入。
图3为本发明气体吹入喷嘴另一实施例的说明示意图；图3(a)是该气体吹入喷嘴的纵剖面说明示意图；图3(b)是图3(a)中的气体吹入喷嘴配置在炉底的说明示意图。
如图3(a)所示，气体吹入喷嘴1，其特征是耐火物块4在上、下方向上分隔为二个，其它结构都与图1(a)中所示的气体吹入喷嘴相同。图3(a)中的安装零件22其端部如图1(c)所示那样，通过连结零件23与气体吹入软管15相连结，金属细管2的外周借由设有橡胶体14密封，与图1的气体吹入喷嘴相同。
又，如图3(b)所示，该气体吹入喷嘴1装设于炉底耐火物11内设置的喷气管砖6的内侧，借由支撑环21和停止零件20安装在炉的铁皮19内。这时，气体吹入喷嘴1和喷气管砖6的间隙内填充有灰、砂浆和可浇铸成型等的不定形耐火物。
图4是图3所示本发明气体吹入喷嘴另一使用方法实施例的说明示意图。如图4(a)所示，修补损耗部8时，向上方移动细孔3内的金属细管2，使其端部向炉内侧突出，取出溶损后耐火物块4的上侧部分的耐火物块4a，接着，如图4(b)所示，换上新的上侧部分的耐火物块4a，以下称为修补用砖4a，在其周围的损耗部8内填充耐火性修补材料16。然后要使金属细管2的上端部与修补用砖4a的上端面高度相同，则向下方移动金属细管2。
如图4所示的使用方法，其在使用耐火性修补材料16进行修补的场合，可使修补后的气体吹入喷嘴的使用寿命延长。再者，在修补后，金属细管2不突出，所以金属细管2的损耗量可减少。
附图简要说明
图1是本发明气体吹入喷嘴实施例的说明示意图。
图2是本发明气体吹入喷嘴的使用方法实施例的说明示意图。
图3是本发明气体吹入喷嘴另一实施例的说明示意图。
图4是本发明气体吹入喷嘴另一使用方法实施例的说明示意图。
图5是现有技术的气体吹入喷嘴实施例的说明图。
图6是精炼气体吹入芯棒的说明示意图。
本发明的最佳实施例
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的溶融金属的气体吹入喷嘴及其使用方法其具体结构、特征、使用方法及其功效，详细说明如后。
请参阅图1(a)所示，在耐火物块4中设有一内径为5mm的细孔3，在电炉中使用并设有从炉底开始的气体吹入用的气体吹入喷嘴1。如图1(c)所示，使金属制的金属细管2设计成内径为2mm，外径为4mm，长2m，在金属细管2上设有连结零件23，以供给吹入的气体。
向金属溶液吹入的气体其吹入量为30-100 1/min。气体吹入喷嘴1的炉内侧在大约为200mm损耗点时，拆卸掉图1(c)的供给气体吹入软管15，使金属细管2的炉内侧端部与修补后的炉底耐火物11成为同样的高度，向上方移动金属细管2后，再使连结零件23与供给气体吹入软管15相连结。作为修补材料，炉底的修补通常使用不定形耐火物5。为了防止金属细管2炉内侧的端部的阻塞，填充修补材料时，应从气体吹入喷嘴1流动有吹入气体。
这种修补反复进行4-5次以后，就要进行更换新的金属细管2，即，要进行上述的操作和修补，移动金属细管2与更换新的金属细管2时，在细孔3和金属细管2的间隙中有溶融金属侵入的情况，此时从下方敲打金属细管2，该金属细管2即能够容易地移动。
当气体吹入喷嘴1的溶损损耗部8的深度达到300mm时，就要更换新的气体吹入喷嘴1，本发明的气体吹入喷嘴1修理好以后，在300负荷(チヤ-ヅ)以上仍能够使用，其与每次约在50负荷就要进行更换的现有的气体吹入喷嘴相比，寿命有了显著的提高。
接着，结合图3所示，说明分隔型构造的气体吹入喷嘴的使用期限的改善效果的调查。如表1中所示，是图1及图3中的气体吹入喷嘴与分隔型构造的气体吹入喷嘴的比较例。
                                  表1
    情    况           1           2
喷嘴种类   分割构造的喷嘴(图3)   一体构造的喷嘴(图1)
修补方法   使用修补用的砖(4a)进行修补   仅用修补材料修补
一次修补寿命(时间)       170～200       170～200
二次修补寿命(时间)       170～200        80～100
标准修补次数(次数/寿命)           5           4
喷嘴寿命(时间)         1150          550
表1中的情况1，是使用图3所示的分隔型构造的气体吹入喷嘴进行修补时的情况。在进行170-200小时的气体吹入操作后，拆去掉溶损后的上侧部分耐火物块4a，向上方移动金属细管2后，换上新的上侧部分耐火物块4a，在该新的上侧部分耐火物块4a和下侧部分耐火物块4b上，夹设有灰、砂浆，这时，在金属细管2和修补用的砖的细孔间隙中填充有非通气性的耐火物。
然后，用修补材料填充损耗部，第一次的修补完成。再使用170-200小时后进行第二次修补，直至到进行第五次修补。当偶数次的修补时，要更换喷气管砖6(上段)。
耐火物块4(上部的上侧部分耐火物块4a)及修补用砖使用长度为200mm，修补时的剩余尺寸为50-100mm。第五次修补后，进行170-200小时的使用，并检查更换气体吹入喷嘴1，但耐火物块(下部的下侧部分耐火物块4b)溶损等可不作处理，而可继续使用。
表1中的情况2，是使用图1中所示的一体结构的气体吹入喷嘴，仅仅修补不定形耐火物5的情况。
在进行170-200小时的气体吹入操作后，向上方滑动金属细管2，直到比喷嘴溶损部高的位置为止，向喷气管砖及耐火物块的溶损部里填充不定形的耐火物进行修补。从这以后，每使用80至100小时，就要进行同样的修补，共进行三次，而且每使用80至100小时后，要更换喷嘴和喷气管砖。这时的喷嘴溶损尺寸在250mm至300mm，喷气管砖(中段)的溶损不处理，就这样反复修补继续使用，直到喷气管砖(中段)溶损，该喷气管砖的更换作业，在一定的时间内修理好是困难的，因为在此之前要实施更换喷嘴和喷气管砖(上段)。
从表1可以看出，情况1是分隔型构造的气体吹入喷嘴，每修补一次的使用寿命及可进行标准修补的次数是增加的，一个喷嘴的总计喷嘴使用寿命可以大幅度延长。
使用本发明气体吹入喷嘴，使得更换气体吹入喷嘴时，炉停止生产的频率下降，同样在恶劣环境中作业的频率也相应减少，再者，从喷嘴周边不会泄漏气体。喷嘴的构造简单，可以降低制造成本。

Claims (4)

1.一种溶融金属的气体吹入喷嘴，其特征在于：从炉内侧向炉外侧设有直线状贯通细孔(3)的耐火物块(4)，与该耐火物块(4)一体成形的安装零件(22)，位于上述耐火物块(4)的细孔(3)内配设的可滑动地贯通该细孔(3)的金属细管(2)，并设有与气体吹入软管(15)相连结的连结零件(23)，该安装零件(22)的端部与上述气体吹入软管(15)相连结，上述金属细管(2)的炉外侧的端部插通配设有设置在连结零件(23)内的橡胶体(14)，从供给吹入气体的炉内侧的端部向溶融金属中吹入气体(12)至该金属细管(2)的炉外侧。
2.一种使用权利要求1溶融金属的气体吹入喷嘴的使用方法，其特征在于其配设有溶融金属的气体吹入喷嘴的炉，修补该气体吹入喷嘴的炉内侧和其周边的损耗部(8)时，移动上述细孔(3)内的金属细管(2)，该损耗部(8)向炉内侧突出，防止该金属细管(2)的炉内侧的端部阻塞，向该损耗部(8)内填充耐火性修补材料(16)。
3.根据权利要求1所述的溶融金属的气体吹入喷嘴，其特征在于上述耐火物块(4)在上、下方向上分隔为二个以上。
4.一种使用权利要求3溶融金属的气体吹入喷嘴的使用方法，其特征在于其配设有溶融金属的气体吹入喷嘴的炉，修补该气体吹入喷嘴的炉内侧和其周边的损耗部(8)时，移动上述细孔(3)内的上述金属细管(2)，该损耗部(8)向炉内侧突出，防止该金属细管(2)的炉内侧的端部阻塞，继续补足修补用的耐火物块的同时，向喷嘴损耗部(8)内填充耐火性修补材料(16)。
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