专利名称：一种气流挡渣阀及其使用方法
技术领域：
本发明涉及转炉炼钢，特别属于转炉出钢时钢水流量和钢渣控制技术。具体地说 是转炉出钢口安装挡渣阀门，以便在钢渣出现时及时控制钢水流量，减少钢渣流入钢包。
背景技术：
通常转炉出钢口安装挡渣阀门，以提高钢材的质量，降低成本，现有的挡渣阀门有 两种一是旋臂式挡渣阀，安装在转炉出钢口的一侧，由汽缸带动挡渣塞转动。在没有钢渣 从转炉中流出时，汽缸使挡渣塞转动停留在转炉出钢口的外侧。当钢渣从转炉中流出时，汽 缸使挡渣塞转动到转炉出钢口轴线重合位置，同时高压气体从挡渣塞吹出，高压气体的流 动方向与钢水的流动方向相反，高压气体沿着转炉出钢口把钢水和钢渣吹回转炉内部，达 到了减少钢渣从转炉中流出的目的。二是滑动水口挡渣阀，安装在转炉出钢口的轴线上，是 两块重叠在一起的耐火材料滑板和一个汽缸。耐火材料滑板上开有同心圆孔，在没有钢渣 从转炉中流出时，两块滑板的圆孔重合，钢水的流量最大。当钢渣从转炉中流出时，油缸带 动其中一块滑板运动，滑板的圆孔偏离重合位置，挡住钢水从转炉中流出，达到了减少钢渣 从转炉中流出的目的。旋臂式挡渣塞的缺点是挡渣塞安装在旋转机械臂上，每次挡渣时由 汽缸推动机械臂带动挡渣阀塞到达工作位置，高压气体吹动钢水产生喷溅，使机械臂凝结 冷钢，造成机械臂卡死，工作失效，维修困难，使用成本高。滑动水口挡渣阀的缺点是阀体 由两块重叠在一起的耐火材料滑板构成，工作时由油缸带动活动滑板运动，禁止钢水流出。 由于滑板由耐火材料构成，耐火材料在高速流动的钢水冲刷下熔损加速，一付滑板仅使用 12炉就需要更换，滑动水口挡渣阀造价高，维修困难，使吨钢成本增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种气流挡渣阀及其使用方法，它能够用气流来改变转炉出 钢口的钢水流量，达到阻止钢渣从转炉中流出的目的。本发明的构思是将设计的气流挡渣阀安装在转炉出钢口上，若干出气管沿着环 型气流分配管的圆周分布，等距离联结在环型气流分配管上，出气管与环型气流分配管的 轴向平面有倾斜角度。进气管一端与动力气源联结，另一端与环型气流分配管联结，进气管 路中串联气压控制阀。高压气体从进气管流入，经过气压源控制阀流入环型气流分配管，分 别通过出气管流出，进入转炉出钢口。钢水流量和钢渣的控制，采用气流挡渣阀门流出气体的流动方向与转炉出钢口中 钢水的流动方向相反，开大气压源控制阀，气流挡渣阀门的进气压力增加，流出的气流量增 加，使钢水的流动速度变慢。关小气压源控制阀，气流挡渣阀门的进气压力减小，流出的气 流量变小，钢水的流动速度变快。改变气流挡渣阀门的进气压力，从而改变钢水从转炉中流 出的速度，达到控制钢水的流量。转炉冶炼结束时，钢渣漂浮在钢水的上方，转炉出钢口位于炉内部钢渣的上方，出 钢时，转炉出钢口从上方向下转动，钢渣先流入出钢口进入转炉外部的钢包。随着转炉继续转动到某一角度，钢水开始流入出钢口进入转炉外部的钢包，此时转炉转动速度变慢。当 钢水接近终了时，漂浮在钢水上方的钢渣紧接着流入出钢口进入转炉外部的钢包。安装气 流挡渣阀门的转炉是这样控制钢渣的，根据转炉转动的转角信号，控制气流挡渣阀门的气 源压力，在第一次钢渣流入出钢口前，启动气源控制阀门开大，气流挡渣阀门的气源压力增 加，由于出钢口内部的钢渣流动方向与气体流动方向相反，高压气体将钢渣吹回到转炉内 部。当转炉的转动角度进入钢水区域时，气源控制阀门关小，气流挡渣阀门的气源压力减 小，使钢水顺利通过出钢口流出。当转炉中钢水接近终了时，钢渣测量装置检测到钢渣流 出，钢渣测量装置将钢渣流出信号馈给钢渣控制系统，钢渣控制系统控制气流挡渣阀门的 气源压力开大，将钢渣再次吹回到转炉内部，达到控制钢渣的流出。本发明的目的是这样实现的一种气流挡渣阀，包括阀体、环型气流分配管、若干 个出气管、进气管，阀体固定于转炉出钢口，与转炉出钢口相连接，阀体上设有一中空部；环 型气流分配管，设于阀体内，与阀体相连固；若干出气管，设于阀体内，其一端与环型气流分 配管相连通，另一端朝向阀体的中空部；进气管设于阀体内，其一端连接一气源，另一端与 环型气流分配管相连通。环型气流分配管的圆周上均布有与出气管相对应数的孔，环型气 流分配管的一侧设有进气管道相连通的孔。优选地，所述的出气管向上倾斜，与环型气流分配管径向平面之间成一个α的夹优选地，所述的出气管与环型气流分配管径向平面之间α夹角的范围为30° 45°。一种气流挡渣阀的使用方法，气流挡渣阀使用时，在进气管与气源之间设一气源 控制阀，钢渣流入出钢口前，气源控制阀开大，气体将钢渣吹回到转炉内部；当转炉的转动 角度进入钢水区域时，气源控制阀关小，使钢水顺利通过出钢口流出；当转炉中钢水接近终 了时，气源控制阀再次开大，将钢渣再次吹回到转炉内部，达到控制钢渣的流出。进气管的 最小供气压力按下列公式计算，以达到控制钢水流量的目的
Γ ~l2
_1] Anin=^f P^gH⑴式中Pmin 气源最小供气压力；D 出钢口内部钢水直径；H 从出钢口下端到钢水液面的高度；P:钢水比重；g:重力加速度。本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效 果现有的旋臂式挡渣塞机械臂常常卡死，使工作失效，维修非常困难，使用成本特别高。而 现有的滑动水口挡渣阀，耐火材料滑板熔损更换频繁，使滑动水口挡渣阀造价高，增加吨钢 成本。采用气流挡渣阀门，通过改变气流挡渣阀门气源控制阀的开度，可以调控流过气流挡 渣阀门的气体流量，从而改变转炉出钢口的钢水流量，达到控制钢渣从转炉中的流出。由于 流入出钢口的气体沿着出钢口圆周内壁均勻分布，钢水在流出的过程中与出钢口内壁没有 接触，减少出钢口的磨损。因此，本发明气流挡渣阀在实际生产应用中其效果特别显著，不 但降低了大量维修费用，而且节省了吨钢成本，极大地提高了生产效率。
与现有技术相比使用气流挡渣阀产生的有益效果
权利要求
1.一种气流挡渣阀，其特征在于包括一阀体，固定于转炉出钢口，阀体上设有一中空部； 一环型气流分配管，设于阀体内，与阀体相连固；若干个出气管，设于阀体内，其一端与环型气流分配管相连通，另一端朝向阀体的中空部；一进气管，设于阀体内，其一端连接一气源，另一端与环型气流分配管相连通。
2.如权利要求1所述的气流挡渣阀，其特征在于所述的出气管向上倾斜，与环型气流 分配管径向平面之间成一个α的夹角。
3.如权利要求2所述的气流挡渣阀，其特征在于所述的出气管与环型气流分配管径 向平面之间α夹角的范围为30° 45°。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的气流挡渣阀的使用方法，其特征在于在进气 管与气源之间设一气源控制阀，钢渣流入出钢口前，气源控制阀开大，气体将钢渣吹回到转 炉内部；当转炉的转动角度进入钢水区域时，气源控制阀关小，使钢水顺利通过出钢口流 出；当转炉中钢水接近终了时，气源控制阀再次开大，将钢渣再次吹回到转炉内部，达到控 制钢渣的流出。
5.如权利要求4所述的气流挡渣阀的使用方法，其特征在于所述气源的最小供气压力按下列的公式计算 -2Pmin= — P^gH( J )式中=Pmin 气源最小供气压力； D 出钢口内部钢水直径； H 从出钢口下端到钢水液面的高度； P 钢水比重； g 重力加速度。
全文摘要
本发明公开了一种气流挡渣阀及其使用方法，包括阀体、环型气流分配管、若干出气管、进气管，阀门固定于转炉出钢口，并使用气源控制阀来调控挡渣阀气流流量的方法。与现有技术相比，具有以下优点通过气源控制阀的开度，可改变挡渣阀门的气体流量，同时改变钢水流量，控制钢渣从转炉中流出。由于气流沿出钢口圆周内壁均匀分布，使流出的钢水与出钢口内壁无接触，减少了出钢口的磨损，降低维修费用和吨钢成本。气流挡渣阀采用惰性气体，沿着钢水表面与钢水一起流向钢包，在钢水表面构成惰性气体保护膜，减少钢水在空气中的氧化，提高了钢水质量。
文档编号C21C5/30GK101993971SQ20091019463
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月27日 优先权日2009年8月27日
发明者冯天均, 吴德民, 唐安祥, 李洪涛, 申屠理锋 申请人:宝山钢铁股份有限公司