專(zhuān)利名稱(chēng)：防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐出鋼方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種把在轉(zhuǎn)爐中完成精煉的熔鋼出鋼至鋼水包時(shí)，防止?fàn)t渣與熔鋼一起混入至鋼水包的方法及其設(shè)備，更特別是涉及一種當(dāng)轉(zhuǎn)爐吹煉后為了二次精煉處理而把熔鋼出鋼至鋼水包時(shí)，防止由于在轉(zhuǎn)爐出鋼口上部不可避免地發(fā)生的渦流現(xiàn)象而以漏斗形狀在出鋼口中心部與熔鋼一起流出爐渣的方法及其設(shè)備。
一般情況下，經(jīng)熔鐵預(yù)處理，即經(jīng)過(guò)脫磷、脫硫處理的熔鐵，在轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行作業(yè)，并經(jīng)投入廢鐵及鑄鐵等主原料及生石灰、白云石、鐵礦石等副原料，通過(guò)吹煉(oxygen blowing)的精煉處理過(guò)程。這種精煉過(guò)程大約進(jìn)行17分鐘，精煉處理后，如

圖1A所示，使轉(zhuǎn)爐1傾動(dòng)一定角度，大約在5分鐘內(nèi)把熔鋼3通過(guò)出鋼口5出鋼至鋼水包2中。
然而在出鋼作業(yè)時(shí)，由于在熔鋼3及爐渣4部分形成巨大的渦流6(參照?qǐng)D1B)，不僅使熔鋼3，而且使相當(dāng)量的氧化性轉(zhuǎn)爐爐渣4也流出到鋼水包2中。這樣不僅影響了鋼的純凈度，而且在出鋼后的二次精煉工程時(shí)，難以對(duì)爐渣結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，另外還存在為了使氧化性爐渣脫氧而需要添加更多原料的問(wèn)題。
圖2A是表示為了防止?fàn)t渣的流出而使用巨大的球形爐渣阻止球(slagcheck ball)7的示意圖。如圖2B中所示，它是利用了爐渣阻止球7與爐渣4相比，其比重大于爐渣，而與熔鋼3相比，則其比重小于熔鋼，所以在熔鋼3與爐渣4共同存在時(shí)，爐渣阻止球7總是存在于熔鋼3與爐渣4之間的原理。例如，爐渣4的比重為2.5～3g/cm3，而阻止球7和熔鋼3的比重分別為4～4.3g/cm3,7～8g/cm3。即，如圖2C所示，當(dāng)通過(guò)出鋼口出鋼時(shí)，起一種分隔熔鋼3與爐渣4的作用。但是因?yàn)闋t渣阻止球7只有在熔鋼流出大部分后才堵住出鋼口5，所以其只在出鋼過(guò)程快結(jié)束時(shí)才起阻止?fàn)t渣流出的作用，故其實(shí)際上從出鋼的中期開(kāi)始至出鋼末期的初期，爐渣阻止球7漂浮在熔鋼上部，或由于出鋼口附近的巨大渦流6，爐渣阻止球7也與渦流一起旋轉(zhuǎn)，故其起不到遏制渦流的作用。所以，以上述投入爐渣阻止球的方法是無(wú)法從根本上阻止由于出鋼時(shí)不可避免地發(fā)生的渦流現(xiàn)象而發(fā)生的爐渣的流出現(xiàn)象。
另外，為了阻止?fàn)t渣的流出，1991年申請(qǐng)的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第24901號(hào)、1992年申請(qǐng)的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第9531號(hào)及以多孔型出鋼口吹入氣體的方法中提出了阻止?fàn)t渣流出的方法，以及日本專(zhuān)利公開(kāi)，特開(kāi)平01-201410中提出了解決方法。
前者是在爐渣阻止球的投入器上連接氣體噴射裝置，通過(guò)在出鋼口上部噴射氣體，使出鋼口上部的熔鋼部分產(chǎn)生裸露現(xiàn)象，從而使?fàn)t渣被推擠到周邊部的方法。但是在實(shí)際應(yīng)用中，其存在爐渣阻止球投入器在轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確地與傾動(dòng)相應(yīng)地向前推進(jìn)，及當(dāng)完成出鋼后轉(zhuǎn)爐直立時(shí)，應(yīng)必須準(zhǔn)確地退回等作業(yè)上的不便及危險(xiǎn)性。另外，還具有必須以高壓氣體噴射的問(wèn)題，以及有時(shí)因過(guò)度的熔鋼晃動(dòng)，而增加爐渣混入量的問(wèn)題，以及與過(guò)去的阻止球投入器不同，應(yīng)形成一個(gè)另外的噴射裝置，或改造阻止球投入器，使其同時(shí)具有阻止球投入及氣體噴射機(jī)能的多種問(wèn)題，所以在實(shí)際作業(yè)時(shí)存在著使用困難的問(wèn)題。
后者是以多氣孔的多氣孔型耐火材料替代出鋼口材料，在耐火材料上連接送氣管，通過(guò)眾多的氣孔噴出氣體，使噴射至出鋼口上部的氣體在熔鋼上產(chǎn)生裸露現(xiàn)象，把爐渣推到周邊部，從而在出鋼時(shí)防止?fàn)t渣流出。但是在實(shí)際操作時(shí)，因出鋼口的壽命只是轉(zhuǎn)爐壽命的2-5％，所以存在應(yīng)經(jīng)常替換出鋼口的問(wèn)題，另外因其是由多孔型構(gòu)成，所以其存在比現(xiàn)在使用的出鋼口壽命更短的缺點(diǎn)，以及由于噴射到出鋼口內(nèi)部的氣體，使出鋼口內(nèi)部的侵蝕程度更加嚴(yán)重。另外，即使通過(guò)出鋼口噴射氣體，也因氣體不可能向出鋼口上部浮上而形成裸露現(xiàn)象，反而因出鋼流的下降速度大于氣體的上浮速度，使氣體隨著出鋼流的巨大流速被吸向出鋼口方向，因此會(huì)造成推遲出鋼時(shí)間及增加出鋼口材質(zhì)侵蝕度的現(xiàn)象。若為了解決該問(wèn)題而增加氣體量，則會(huì)產(chǎn)生出鋼時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等作業(yè)上的負(fù)面影響，故用于實(shí)際作業(yè)上還是存在困難。
如上所述，以使用阻止球的過(guò)去的方法，不可能防止由于熔鋼的渦流現(xiàn)象而發(fā)生的爐渣流出。另外，提出的其他多種方法也不易從根本上通過(guò)防止渦流的發(fā)生而達(dá)到防止?fàn)t渣流出的目的，并且實(shí)際上還存在設(shè)備構(gòu)成及作業(yè)性等問(wèn)題，所以不可能有效地防止?fàn)t渣的流出。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)多次研究及試驗(yàn)并以其結(jié)果為根據(jù)提出了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的是提供一種為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐出鋼方法及其設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，把在轉(zhuǎn)爐中完成精煉的熔鋼出鋼至鋼水包時(shí)，通過(guò)有效地阻止由于在出鋼中期以后開(kāi)始產(chǎn)生的渦流而使轉(zhuǎn)爐爐渣混入到鋼水包中，從而降低由于氧化性轉(zhuǎn)爐爐渣的流入而發(fā)生的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)降低為了控制爐渣的構(gòu)成而投入的A1、生石灰及礬土等副原料的量，從而可提高鋼的純度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種方法，即，在轉(zhuǎn)爐出鋼口周?chē)O(shè)置由耐火性材料構(gòu)成且至少具有一個(gè)以上內(nèi)徑小于4mm的由不銹鋼材質(zhì)管構(gòu)成的吹入氣體用插塞，此時(shí)吹入氣體用插塞與出鋼口中心間的距離保持在出鋼口直徑的3-5倍，出鋼時(shí)通過(guò)吹入氣體用插塞以0.1-0.4Nm3/min的流量吹入氣體。另外，本發(fā)明提供一種包括在轉(zhuǎn)爐出鋼口周?chē)D(zhuǎn)爐壁上設(shè)置的至少一個(gè)以上耐火插塞的轉(zhuǎn)爐，其位于離出鋼口中心的距離為出鋼口直徑的3-5倍的位置上。
附圖與說(shuō)明書(shū)一起用以說(shuō)明本發(fā)明。
圖1A是表示把熔鋼從轉(zhuǎn)爐出鋼至鋼水包中的示意圖；圖1B是表示出鋼時(shí)發(fā)生的渦流示意圖；圖2A是表示利用爐渣阻止球出鋼時(shí)的示意圖；圖2B是表示位于爐渣與熔鋼之間的爐渣阻止球的示意圖；圖2C是表示使用爐渣阻止球時(shí)的渦流示意圖；圖3是表示在轉(zhuǎn)爐上安裝氣體吹入插塞時(shí)的示意圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明出鋼時(shí)渦流現(xiàn)象減少的效果圖；及圖5是表示根據(jù)出鋼口與氣體吹入位置間距離與油的流出量的關(guān)系圖。
下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明，在轉(zhuǎn)爐出鋼口周?chē)O(shè)置一由耐火材料構(gòu)成，且其內(nèi)具有一個(gè)以上內(nèi)徑小于4mm的吹入氣體用耐熱鋼管插塞。上述吹入氣體用插基由耐火材料構(gòu)成，特別是以含有MgO的耐火材料構(gòu)成為好。
上述吹入氣體用插塞以?xún)?nèi)徑小于4mm的耐熱鋼管構(gòu)成。其理由在于，如果象過(guò)去一樣，若使用不是耐熱鋼管的耐火材料構(gòu)成多孔型，則耐火材料的壽命達(dá)不到轉(zhuǎn)爐爐體的壽命，故其內(nèi)安裝耐熱鋼管使用。
只要是具有能夠耐住高溫轉(zhuǎn)爐作業(yè)時(shí)的耐蝕性及耐熱性的金屬，則任何一種都可以作為上述耐熱鋼管，但較佳地是不銹鋼。
上述管子的內(nèi)徑小于4mm，其原因在于，若大于4mm，則有可能使熔鋼滲透到噴嘴內(nèi)。另外考慮到制造管子時(shí)的作業(yè)性，把內(nèi)徑設(shè)為2-4mm比較好。
另外，可根據(jù)操作狀況相應(yīng)地設(shè)置一個(gè)或一個(gè)以上管。
在本發(fā)明中，上述吹入氣體用插塞的中心與出鋼口中心之間的距離保持在出鋼口直徑的3-5倍。
若上述吹入氣體用插塞的設(shè)置點(diǎn)與出鋼口太靠近，則吹入的氣體受出鋼流的影響而不能浮上，其被吸入到出鋼口中，從而引起出鋼口的侵蝕及增加出鋼時(shí)間等問(wèn)題，故使其相距出鋼口直徑的3倍以上距離。另外，若使上述吹入氣體用插塞的設(shè)置點(diǎn)與出鋼口太遠(yuǎn)，則對(duì)渦流產(chǎn)生不了作用，故使其相距出鋼口直徑的5倍以?xún)?nèi)。
本發(fā)明中，在熔鋼出鋼時(shí)，邊通過(guò)氣體吹入用插塞以0.1-0.4Nm3/min流量吹入惰性氣體邊進(jìn)行作業(yè)。此時(shí)，吹入的惰性氣體可根據(jù)制造的鋼的種類(lèi)可選擇性地使用氬氣或氮?dú)狻?br> 若上述惰性氣體的流量不足0.1Nm3/min，則有可能在出鋼末期產(chǎn)生渦流，若超過(guò)0.1-0.4Nm3/min，則超出通常情況下實(shí)際作業(yè)過(guò)程中適用的范圍，從而在吹入時(shí)會(huì)發(fā)生熔鋼與爐渣相混的現(xiàn)象，或發(fā)生由于插塞的侵蝕過(guò)度而縮短使用壽命等問(wèn)題。因此在本發(fā)明中，通過(guò)吹入氣體用插塞以0.1-0.4Nm3/min流量吹入惰性氣體。
圖3是表示在轉(zhuǎn)爐上安裝吹入氣體用插塞時(shí)的一個(gè)例，是表示本發(fā)明的一實(shí)施例。
如圖3所示，在轉(zhuǎn)爐側(cè)壁出鋼口5附近，設(shè)置一吹入氣體用插塞8，用以吹入氣體，其設(shè)置于離出鋼口5中心保持出鋼口直徑的3-5倍左右的位置上。
另外，圖4表示根據(jù)本發(fā)明出鋼時(shí)渦流現(xiàn)象減少效果圖。
從圖4可知，若在出鋼時(shí)通過(guò)氣體吹入用插塞吹入氣體，則由于氣體的上浮而產(chǎn)生不規(guī)則的亂流，從而可遏制出鋼到一定程度以后發(fā)生的渦流，這與過(guò)去的防止渦流的方法不同，它不是推遲渦流的產(chǎn)生時(shí)間，而是阻止渦流自身的產(chǎn)生。
下面通過(guò)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做更為詳細(xì)的說(shuō)明。
實(shí)施例把300噸轉(zhuǎn)爐縮小為1/13，并進(jìn)行了手動(dòng)模擬試驗(yàn)。爐體使用了丙烯酸樹(shù)脂、用水代替了熔鋼及用油(比重0.5-0.6g/cm3)代替了爐渣，并設(shè)置了手動(dòng)傾動(dòng)裝置，然后進(jìn)行了出鋼模擬試驗(yàn)。
此時(shí)傾動(dòng)是在與實(shí)際操作相似的條件下進(jìn)行的，試驗(yàn)時(shí)與實(shí)際操作時(shí)的體積相應(yīng)的添加了22升的水，且為了便于判斷是否形成渦流及為了便于判斷爐渣的流出程度，添加了1升左右的油，然后進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。
氣體流量以與300噸轉(zhuǎn)爐相似的條件設(shè)定為21/min。這相當(dāng)于實(shí)際作業(yè)時(shí)的0.25Nm3/min流量。另外，作為實(shí)際作業(yè)時(shí)重要的因素，把氣體吹入插塞的吹入位置設(shè)定在離出鋼口分別為28mm,48mm,68mm,88mm,108mm。出鋼口的內(nèi)徑設(shè)為16mm。做了以上準(zhǔn)備后，按照氣體吹入位置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并調(diào)查了油的流出量，把其結(jié)果列在了圖5中。
從圖5可知，以過(guò)去的方法出鋼時(shí)，油的流出量約為290ml，但是利用吹入氣體用插塞的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，油的流出量約為60-145ml，其產(chǎn)生了減少50-80％油流出量的效果。另外，從圖5中可看出，氣體吹入口與出鋼口之間的距離最小的28mm位置，油的流出量最少。但是如前述，在該位置上，氣體不能浮上而被吸向出鋼口方向，結(jié)果由于氣體被吸向出鋼口，故認(rèn)為爐渣流出量少。所以在28mm位置上，可預(yù)測(cè)在實(shí)際操作時(shí)會(huì)引起出鋼口被侵蝕或出鋼時(shí)間遲延等問(wèn)題?？傊?，氣體吹入口的最佳位置為出鋼口直徑的3-5倍的48-88mm處，在此表現(xiàn)出了良好的結(jié)果，從而可證明上述發(fā)明的效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在出鋼時(shí)通過(guò)防止出鋼中期以后發(fā)生的渦流現(xiàn)象，而減少因渦流而使?fàn)t渣流入鋼水包中，以及不僅可減少脫氧劑及生石灰等副原料的投入量，而且還可降低在爐渣脫氧時(shí)產(chǎn)生的復(fù)P現(xiàn)象，因此本發(fā)明具有提高熔鋼純凈度及減輕作業(yè)難度的效果。
權(quán)利要求
1．一種為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐出鋼方法，在轉(zhuǎn)爐中完成精煉后，把完成精煉的熔鋼出鋼到鋼水包的方法中，在與轉(zhuǎn)爐出鋼口中心相距出鋼口直徑的3-5倍的位置上，設(shè)置一至少插入有一個(gè)以上耐熱鋼管的耐火物插塞，其特征在于，出鋼時(shí)通過(guò)上述耐火物插塞一邊吹入惰性氣體一邊出鋼。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐出鋼方法，其特征在于，上述耐熱鋼管的直徑小于4mm。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐出鋼方法，其特征在于，上述耐熱鋼管是由不銹鋼制成。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3中所述任意一項(xiàng)的為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐出鋼方法，其特征在于，上述惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐出鋼方法，其特征在于，上述惰性氣體以0.1-0.4Nm3/min的流量吹入。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐出鋼方法，其特征在于，上述耐火物插塞是由MgO構(gòu)成。
7．一種為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐，把完成精煉的熔鋼出至鋼火包的轉(zhuǎn)爐中，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)爐出鋼口周邊的轉(zhuǎn)爐壁上，與出鋼口中心相距出鋼口直徑的3-5倍的位置上，設(shè)置一至少插入有一個(gè)以上耐熱鋼管的耐火物插塞，從而可通過(guò)上述耐火物插塞供應(yīng)惰性氣體。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐，其特征在于，上述耐熱鋼管的直徑小于4mm。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐，其特征在于，上述耐熱鋼管是由不銹鋼制成。
10．根據(jù)權(quán)利要求7至9中所述任意一項(xiàng)的為了防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐，其特征在于，上述耐火物插塞是由MgO構(gòu)成。
全文摘要
一種防止?fàn)t渣流出的轉(zhuǎn)爐出鋼方法及設(shè)備,本發(fā)明在轉(zhuǎn)爐出鋼口周?chē)O(shè)置有由耐火性材料構(gòu)成,且具有一個(gè)以上不銹鋼材質(zhì)管道構(gòu)成的內(nèi)徑小于4mm的吹入氣體用插塞,此時(shí)吹入氣體用插塞的中心與出鋼口中心間的距離保持在出鋼口直徑的3－5倍,出鋼時(shí)通過(guò)吹入氣體用插塞以0.1－0.4Nm
文檔編號(hào)C21C5/46GK1320708SQ0010810
公開(kāi)日2001年11月7日 申請(qǐng)日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者徐成謨, 任昌熙, 李廷模, 李暻睦 申請(qǐng)人:浦項(xiàng)綜合制鐵株式會(huì)社