CN213537986U - 一种真空槽升降式单嘴精炼炉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种真空槽升降式单嘴精炼炉装置，属于钢铁冶金设备的技术领域。由钢包系统、真空槽系统、热弯管系统、伸缩接头系统组成。真空槽系统中的真空槽由浸渍管、下部真空槽、上部真空槽自下至上依次连接形成，通过液压顶升机构实现真空槽的垂直升降；热弯管位于真空槽上方，分别与上部真空槽和伸缩接头对接，通过液压顶升机构实现热弯管的垂直升降；伸缩接头与真空抽气管道对接，通过液压机构实现伸缩接头在垂直方向的伸缩，并与热弯管形成闭合。本实用新型可将带有浸渍管的真空槽稳定且可控的插入到盛有钢液的钢包中，并形成密闭的真空抽气通路，真空泵启动后，可建立真空精炼所需的负压条件，具有适用性广、建设成本低、安全性高等有益特征。

Description

一种真空槽升降式单嘴精炼炉装置

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及到一种用于钢液真空精炼的单嘴精炼炉装置。

背景技术

随着钢铁材料的迅速发展和激烈竞争，对特殊钢的质量提出了越来越苛刻的要求。特殊钢的高洁净化和高效冶炼是冶金工作者追求的目标。

真空炉外精炼是特殊钢生产过程不可或缺的冶炼工序，本实用新型所涉及到的单嘴精炼炉是我国自主开发的一种新型的钢液真空精炼炉，最早由我国北京钢铁学院(现：北京科技大学)在1976年首次提出，当时起名为“单咀插入式真空吹氩法”，并以此形成了“一种单嘴真空精炼设备”专利【授权公开号：CN2040910U】，并正式取名为“单嘴精炼炉”，又名“单嘴炉”一直沿用至今。在过去的三十余年里，北京科技大学张鉴、成国光团队对单嘴精炼炉技术开展了深入的理论研究和广泛的工业应用，先后在国内众多钢铁企业开展工业性合作试验。随着单嘴精炼炉技术的不断发展，该精炼炉具备的精炼的功能也不断完善，目前已经具备脱气、脱碳、脱硫、夹杂物去除、合金化等多种冶金功能，在低碳钢、低硫钢等众多特殊钢生产中体现出了强大的精炼优势，在实际应用中体现出了较高的成本效益、经济效益。

在单嘴精炼炉真空处理过程中，需将浸渍管插入钢液中以建立钢液的循环通道，处理结束后，需将浸渍管拔出钢液。目前，国内报道的实现单嘴炉浸渍管插入、拔出钢液操作的升降方式主要有两种。一种是早期的“真空槽旋转升降法”，中国专利CN2040910【授权公开号：CN2040910U】最早提出了利用杠杆原理使真空槽具备升降、旋转操作的单嘴精炼炉装置，主要将真空槽与配重分别置于钢结构杠杆的两端，通过操作配重的升降实现真空槽的升降，杠杆安装在可旋转的转轴上，通过操作配重的旋转实现真空槽的旋转，进而实现单嘴炉的双工位冶炼。这种升降方式在当时慢节奏的工业生产中较为适用，但使用过程也存在一些问题，真空槽旋转升降到位后真空槽抽气接口与真空管道接口密封闭合效果较差，漏气现象较为严重；真空槽使用时的工作高度固定不变，无法根据钢水量的变化进行灵活的调整。随着工业生产的机械化水平不断提升，这种较早的升降方式已经逐渐被淘汰。

“钢包升降法”是目前单嘴精炼炉使用较多的升降方式，这种方式主要通过液压系统将装有钢包的钢包车顶升到一定的高度，使真空槽下方的浸渍管在钢液内形成一定的插入深度，然后进行钢液的真空处理，待处理结束后，再将钢包车再降落到钢包车轨道上。相比“真空槽旋转升降法”，这种方式体现出的优势在于：结构简单，易操作，能很好地适应快节奏的生产需求；钢包顶升高度可调，适应性强。尽管这种方式使用较为广泛，但在实际应用过程中也存在一些问题：

(1)由于这种方法是通过设置在钢包底部的顶升机构通过液压系统将装满高温钢液的钢包整体提升到特定精炼工位高度，这就对底部的液压顶升机构提出了苛刻的要求，必须具备极高的安全性、稳定性、可靠性。同时也意味着液压系统的建造、维护成本显著增加。

(2)钢包液压顶升机构通常被设置在较深的地坑中，因此对地质条件也提出了较为严格的要求，对于一些沿江、沿海等地下水容易上涌的地方，地坑的建造要求更高，有些区域甚至无法建造地坑。此外，对于一些老旧厂房，受条件和环境限制，也可能存在无法建造地坑的情况。

为此，本实用新型提供了另外一种可实现单嘴炉浸渍管稳定插入钢液、完成真空处理、抬出钢包的升降系统，为单嘴精炼炉的建造和使用提供了一种新的解决方案和选择方式。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种真空槽可灵活升降的单嘴精炼炉装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种真空槽升降式单嘴精炼炉装置，由钢包系统、真空槽系统、热弯管系统、伸缩接头系统组成。

真空槽系统中的真空槽由浸渍管、下部真空槽、上部真空槽自下至上依次连接形成，真空槽放置在槽车上，槽车上设有第一液压顶升机构，实现真空槽的垂直升降。

热弯管位于真空槽上方，呈倒U型结构，设有两个水冷弯头，分别与上部真空槽和伸缩接头密封对接，热弯管上设有第二液压顶升机构，实现热弯管的垂直升降。

伸缩接头连接真空抽气管道，二者之间设有密封气囊；伸缩接头上设有第三液压顶升机构，实现伸缩接头在真空抽气管道内的上下伸缩移动，并与热弯管形成闭合。

钢包放置在钢包车上，钢包车置于真空槽的正下方，保持钢包中心线与浸渍管中心线重合，在整个精炼过程中位置不变。

优选地，钢包车能行走。

优选地，槽车能行走。

优选地，真空槽上设有吊装耳轴。真空槽和浸渍管内均砌注有易消耗的高温耐火材料，需要定期更换维护，吊装耳轴的设计，使得真空槽的安装、维护、更换等作业更加方便和灵活。

本实用新型以上所述技术特征的实施步骤为：将盛有钢液的钢包吊入钢包车中，钢包车开至单嘴炉工作位，通过控制第一液压顶升机构使真空槽下降，直至真空槽下端的浸渍管稳定插入钢液中，插入指定的深度后停止下降；通过控制第二液压顶升机构使热弯管下降，直到热弯管的端口与真空槽顶部端口形成闭合；通过控制第三液压顶升机构使伸缩接头向上伸出，直到伸缩接头与热弯管的端口形成闭合，闭合后密封气囊快速充气密封，至此，密闭的真空抽气通路建立，逐级开启真空泵后可执行钢液的真空处理。处理结束，复压后，通过控制第二液压顶升机构顶升热弯管到指定高度，伸缩接头气囊放气，控制第一液压顶升机构顶升真空槽直至浸渍管脱离钢包，脱离后浸渍管底部与钢包口的垂直距离控制在0.2～0.5m。待浸渍管脱离后，钢包车开出工作位，精炼结束。

待单嘴炉的精炼炉次达到一定数量后，可将槽车从工作位开出，驶入维修位进行养护作业；若真空槽需要整体进行更换维修时，可在维修位通过行车勾住真空槽上的吊装耳轴将其整体吊出，然后在维修区进行更换维修。

实施本实用新型可实现的有益效果如下：

(1)采用本实用新型所述的真空槽升降式单嘴精炼炉装置，可将带有浸渍管的真空槽稳定且可控的插入到盛有钢液的钢包中，并形成密闭的真空抽气通路，真空泵启动后，可建立真空精炼所需的负压条件，满足单嘴炉正常运行所需的各项基本作业要求；

(2)在同等冶炼条件下，采用本实用新型真空槽升降式的单嘴精炼炉，可达到与传统钢包升降式单嘴精炼炉同等水平的冶炼节奏；

(3)采用本实用新型单嘴精炼炉进行钢液处理时无需顶升钢包，适用性广、建设成本低、安全性更高；

(4)建设成本低，对地质没有特殊要求。

附图说明

图1为真空槽升降式单嘴精炼炉装置正面剖视图；

图2为真空槽升降式单嘴精炼炉装置侧视图。

图中：1-钢包车；2-钢包；3-浸渍管；4-下部真空槽；5-上部真空槽；6-槽车；7-第一液压顶升机构；8-升降平台；9-第二液压顶升机构；10-热弯管；11-伸缩接头；12-第三液压顶升机构；13-密封气囊；14-真空抽气管道；15-吊装耳轴；16-真空加料系统。

具体实施方式

为使本实用新型所要解决的技术问题、体现的技术特征和优点更加清楚，下面将结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型提供了一种真空槽升降式的单嘴精炼炉装置，如图1、图2所示，由钢包系统、真空槽系统、热弯管系统、伸缩接头系统组成。

真空槽包括上部真空槽5和下部真空槽4，下部真空槽4的下方连接有浸渍管3，真空槽安装在可行走的槽车6上，槽车6上设计有钢结构的支撑框架，支撑框架上设有第一液压顶升机构7，第一液压顶升机构7上连接有升降平台8，真空槽水平坐落在升降平台8上，通过控制第一液压顶升机构7实现真空槽的垂直升降。

热弯管10位于真空槽的上方，呈倒U型结构，两端分别与下方的上部真空槽5、伸缩接头11密封对接，热弯管10通过第二液压顶升机构9实现垂直升降。

伸缩接头11嵌套在真空抽气管道14内，管道的内壁设有气囊密封装置13，伸缩接头11通过第三液压顶升机构12实现在真空抽气管道14内的上下伸缩移动，并与热弯管10形成闭合，待定位后，气囊可实现快速的充气，对伸缩接头11与真空抽气管道14之间的缝隙进行快速密封。

钢包2放置在可行走的钢包车1上，钢包车1置于下部真空槽4的正下方，保持钢包2中心线与浸渍管3中心线重合，在整个精炼过程中位置不变。

采用本实用新型装置执行钢液真空精炼的具体操作步骤如下：

①钢包驶入工作位

载有真空槽的槽车6预先开至精炼工作位并锁定，通过行车将装有待处理钢液的钢包2吊入钢包车1中，将钢包车1开至下部真空槽4的正下方，使钢包2中心线与浸渍管3中心线重合，锁定钢包车1，保持位置固定不变。

②真空槽下降

通过控制第一液压顶升机构7，使坐落在升降平台8上的真空槽缓慢下降，直至下部真空槽4下方连接的浸渍管3在钢液中达到指定的插入深度，然后锁定第一液压顶升机构7。

③热弯管下降

通过控制第二液压顶升机构9，使热弯管10稳定下降，直至热弯管10与上部真空槽5的上部端口形成闭合，然后锁定第二液压顶升机构9。

④伸缩接头上升

通过控制第三液压顶升机构12，使伸缩接头11稳定上升，直至与热弯管10端口形成闭合，打开气阀使密封气囊13快速充气，对真空抽气管道14与伸缩接头11之间的缝隙进行密封。至此，从真空抽气管道14到浸渍管3之间密封的抽气通路形成。

⑤真空处理

开启真空泵，进行抽真空，同时用钢包2底部的透气砖进行吹氩搅拌，上部真空槽5上设有真空加料系统16，处理过程中可根据冶炼需要向钢液中添加合金、渣料等原辅料，待真空处理任务完成后，关闭真空泵，直至管道14内压力恢复至常压。

⑥热弯管顶升

通过控制第二液压顶升机构9，使热弯管10稳定上升，热弯管10脱离上部真空槽5和伸缩接头11，上升至指定高度后锁定第二液压顶升机构9。

⑦真空槽顶升

通过控制第一液压顶升机构7，使坐落在液压升降平台8上的真空槽上升，直至浸渍管3脱离钢包2，控制浸渍管底面与钢包口的垂直距离为0.2～0.5m。

⑧钢包驶出工作位

解锁钢包车1，将钢包车1驶出精炼工作位，至此钢液的真空处理结束。

⑨维护作业

待单嘴炉的精炼炉次达到一定数量后，可将槽车6从工作位开出，驶入维修位，在该工位可对真空槽与浸渍管3执行烘烤、喷补、刮渣等养护作业；若真空槽需要整体进行更换维修时，可在维修位通过行车勾住真空槽上的吊装耳轴15将其整体吊出，然后在维修区进行更换维修。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种真空槽升降式单嘴精炼炉装置，其特征在于，由钢包系统、真空槽系统、热弯管系统、伸缩接头系统组成；真空槽系统中的真空槽由浸渍管、下部真空槽、上部真空槽自下至上依次连接形成，真空槽放置在槽车上，槽车上设有第一液压顶升机构，实现真空槽的垂直升降；热弯管位于真空槽上方，呈倒U型结构，设有两个水冷弯头，两端分别与真空槽和伸缩接头对接，热弯管上设有第二液压顶升机构，实现热弯管的垂直升降；伸缩接头连接真空抽气管道，二者之间设有密封气囊，伸缩接头上设有第三液压顶升机构，实现伸缩接头在垂直方向的伸缩，并与热弯管形成闭合；钢包放置在钢包车上，钢包车置于真空槽的正下方，保持钢包中心线与浸渍管中心线重合，在整个精炼过程中位置不变。

2.根据权利要求1所述的一种真空槽升降式单嘴精炼炉装置，其特征在于，所述钢包车能行走。

3.根据权利要求1所述的一种真空槽升降式单嘴精炼炉装置，其特征在于，所述槽车能行走。

4.根据权利要求1所述的一种真空槽升降式单嘴精炼炉装置，其特征在于，所述真空槽上设有吊装耳轴。

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