一种控制出钢过程钢水增氮装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种防止钢水增氮的装置，属于转炉炼钢设备技术领域。
【背景技术】
[0002]随着炼钢科技的发展与进步，客户对钢的纯净度要求越来越高。钢水中五大危害元素N、H、O、P、S之和最好约10ppm左右，其中N元素含量在30ppm左右，成为钢水纯净度进一步提高的瓶颈因素。转炉炼钢分为装铁、冶炼、出钢、溅渣、倒渣、补炉、空炉等待等过程，由于氮气是空气中的主要物质，从炼钢到连铸生产过程中很容易被吸入钢水，特别是出钢过程钢水的大气直接接触，更容易吸氮，转炉出钢过程增氮一般在10-20PPm，并且很难在常规条件下以化学反应的方法去除，因此，控制出钢过程钢水增氮一直是炼钢过程的一个难题。传统的防止出钢过程增氮有两种方式:一是通过维护出钢口外口保证出钢时钢流圆整，防止钢液吸氮；二是利用氧是钢水中是表面活性元素，当钢水中氧含量高时，传质系数小，减少钢水吸氮量；传统的控制出钢过程增氮主要存在三个问题:1)经常维护出钢口外口，需占用转炉冶炼周期，影响生产节奏，而且出钢口外口维护效果难以保证；2)转炉终点氧高，出钢过程微脱氧，造成出钢困难；终点氧含量低时，缺少防止出钢增氮的必要措施；3)出钢时间长短对出钢过程增氮影响较大，特别是新出钢口出钢时间较长，低氮钢生产难以保证。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种控制转炉出钢过程中钢水增氮的装置。
[0004]为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种控制出钢过程钢水增氮装置，包括圆柱形氩封塞、电动切断阀和电动流量调节阀，所述圆柱形氩封塞为中间设有圆柱形空间的环柱状，圆柱形氩封塞套在转炉出钢口上，其内封面与转炉出钢口外封面形成相配合的密封面，圆柱形氩封塞上部通过四个螺栓与转炉出钢口外部固定连接，下部与转炉出钢口外部焊接固定；所述圆柱形氩封塞的下端面包括同心的氩封塞内圆环I和氩封塞外圆环II，所述氩封塞内圆环I上均匀分布多个氩气孔I，氩封塞外圆环II上均匀分布多个氩气孔II，氩气孔I和氩气孔II交错布置；环柱状圆柱形氩封塞的柱壁内部和外部均匀交错设置多个氩气管道I和氩气管道II，所述氩气管道I与氩气孔I连通与转炉出钢口呈向外倾斜，氩气管道II与氩气孔II连通与转炉出钢口呈向外倾斜；所述氩气通道I与氩气通道II上端外接氩气金属软管分别与氩气源I和氩气源II连接，氩气金属软管内端连接电动切断阀，外端连接电动流量调节阀。
[0005]所述氩封塞内圆环I上均匀分布4个氩气孔I，氩封塞外圆环II上均匀分布4个氩气孔II，氩气孔I和氩气孔II交错45°布置。
[0006]所述电动流量调节阀的开度调整范围是50%?99%。
[0007]有益效果:本实用新型的氩封塞装置安装在出钢口上，出钢过程对钢水和空气进行吹氩隔离，内外两个同心圆孔分别形成内外两个氩气圆锥体，使氩气气流包围钢水钢溜，有效避免钢水在空气中裸露产生二次氧化，从而实现控制出钢过程钢水增氮的效果；本实用新型通过安装在出钢口的氩封塞装置对出钢过程对钢水进行吹氩隔离，通过电动流量调节阀控制氮气大小，满足不同出钢口炉数及钢种的要求，本实用新型具有结构简单、造价低廉、方法操作简单、效果明显的优点，显著降低钢液增氮量，极具推广意义。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的内部结构示意图；
[0009]图2为本实用新型的结构示意俯视图。
[0010]图中:1圆柱形氩封塞、2转炉出钢口、3电动切断阀、4电动流量调节阀、5氩气金属软管、6氩气管道1、7氩气管道I1、8氩封塞内圆环1、9氩封塞外圆环11、10氩气孔1、11氩气孔II。
【具体实施方式】
[0011]转炉炼钢分为装铁、冶炼、出钢、溅渣、倒渣、补炉、空炉等待等过程，本实用新型涉及转炉出钢过程。
[0012]下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。
[0013]图1所示为本实用新型的内部结构示意图。
[0014]图2所示为本实用新型的结构示意俯视图。
[0015]本实用新型包括圆柱形氩封塞1、电动切断阀3和电动流量调节阀4。
[0016]所述圆柱形氩封塞I为中间设有圆柱形空间的环柱状，圆柱形氩封塞I套在转炉出钢口 2上，其内封面与转炉出钢口 2外封面形成相配合的密封面，圆柱形氩封塞I上部通过四个螺栓与转炉出钢口 2外部固定连接，下部与转炉出钢口 2外部焊接固定，保证在出钢过程中圆柱形氩封塞I不滑脱。
[0017]所述圆柱形氩封塞I的下端面包括同心的氩封塞内圆环I 8和氩封塞外圆环II 9，所述氩封塞内圆环I 8上均匀分布多个氩气孔I 10，氩封塞外圆环II 9上均匀分布多个氩气孔II 11，氩气孔I 10和氩气孔II 11交错布置，形成内外两个氩气圆锥体，较之位于同一圆环上密布形成的氩气环对钢水钢溜的隔绝效果更好。
[0018]所述氩封塞内圆环I 8上均勾分布4个氩气孔I 10，氩封塞外圆环II 9上均勾分布4个氩气孔II 11，氩气孔I 10和氩气孔II 11交错45°布置，这一设置既可满足工艺要求，又达到减少加工程序。
[0019]圆柱形氩封塞I的柱壁内部和外部均匀交错设置与氩气孔I 10和氩气孔II 11等数量的氩气管道I 6和氩气管道II 7，所述氩气管道I 6与氩气孔I 10连通与转炉出钢口2呈向外倾斜，氩气管道II 7与氩气孔II 11连通与转炉出钢口 2呈向外倾斜，实现出钢时氩气气流包围钢水钢溜，内外两个同心圆孔，分别形成内外两个氩气圆锥体，防止钢水进入钢包前与空气接触，产生二次氧化。
[0020]所述氩气通道I 6与氩气通道II 7上端外接氩气金属软管5分别与氩气源I和氩气源II连接，氩气金属软管5内端连接电动切断阀3，外端连接电动流量调节阀4，实现出钢时不同的钢种及出钢口，采用不同的流量大小来实现对出钢过程钢水的密封，进而节约了氮气消耗。
[0021]所述电动流量调节阀4的开度调整范围是50%?99%，具体根据出钢口炉数和钢种对氮的要求确定具体数值，既可实现控制出钢过程钢水增氮的效果，又节约了氩气消耗。
[0022]本实用新型的工作原理及工作过程:
[0023]当转炉准备出钢前:开通钢包上的管道氩气，吹扫钢包内部的空气，使钢包内部及上部充满氩气；
[0024]准备出钢时:先开通氩气源I，氩气经氩气通道I 6通过氩气孔I 10，使出钢过程钢溜经过的区域充满氩气，同时形成一层圆锥体氩气保护层，实现隔绝空气一次密封；然后开通氩气源II，氩气经氩气通道II 7通过氩气孔II 11，形成第二层圆锥体氩气保护层，实现隔绝空气二次密封。
[0025]所述圆柱形氩封塞I氩气管道压力满足转炉出钢口 2外口到钢包包沿约1.5米的有效气流射程，实现钢水出钢口到钢包包沿的有效保护。
[0026]由于出钢口炉数不同，转炉出钢口 2外口出钢时钢水钢流圆整程度不一样，因此，根据出钢口炉数，调整氩气管道上的电动流量调节阀4控制氮气大小:
[0027]1-40炉时，电动流量调节阀4开到50% ；
[0028]41-70炉时，电动流量调节阀4开到70% ；
[0029]71-100炉时，电动流量调节阀4开到99% ；
[0030]生产超低氮钢种时，不论出钢口炉数，电动流量调节阀4直接开到99% ;
[0031]生产对氮没有要求钢种时，关闭氮气管道上的电动切断阀3 ;
[0032]转炉出钢结束，直接关闭氮气管道上的电动切断阀3。
[0033]本实用新型利用出钢过程对钢水和空气进行吹氩隔离，有效避免钢水在空气中裸露，从而实现控制出钢过程钢水增氮的效果，并且通过对氩气控制，既实现了良好的密封效果，又节约了氩气消耗，本实用新型结构简单、造价低廉、使用方便、效果好，具有推广意义。
[0034]本实用新型上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本实用新型范围内或等同本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包围。
【主权项】
1.一种控制出钢过程钢水增氮装置，其特征在于:包括圆柱形氩封塞(1)、电动切断阀(3)和电动流量调节阀(4)，所述圆柱形氩封塞(I)为中间设有圆柱形空间的环柱状，圆柱形氩封塞(I)套在转炉出钢口(2)上，其内封面与转炉出钢口(2)外封面形成相配合的密封面，圆柱形氩封塞(I)上部通过四个螺栓与转炉出钢口(2)外部固定连接，下部与转炉出钢口(2)外部焊接固定；所述圆柱形氩封塞(I)的下端面包括同心的氩封塞内圆环I (8)和氩封塞外圆环II (9)，所述氩封塞内圆环I (8)上均匀分布多个氩气孔I (10)，氩封塞外圆环II (9)上均匀分布多个氩气孔II (11)，氩气孔I (10)和氩气孔II (11)交错布置；环柱状圆柱形氩封塞(I)的柱壁内部和外部均匀交错设置多个氩气管道I (6)和氩气管道II (7)，所述氩气管道I (6)与氩气孔I (10)连通与转炉出钢口(2)呈向外倾斜，氩气管道II (7)与氩气孔II (11)连通与转炉出钢口(2)呈向外倾斜；所述氩气通道I (6)与氩气通道II (7)上端外接氩气金属软管(5)分别与氩气源I和氩气源II连接，氩气金属软管(5)内端连接电动切断阀(3)，外端连接电动流量调节阀(4)。2.根据权利要求1所述的控制出钢过程钢水增氮装置，其特征在于:所述氩封塞内圆环I (8)上均匀分布4个氩气孔I (10)，氩封塞外圆环II (9)上均匀分布4个氩气孔II (11)，氩气孔I (10)和氩气孔II (11)交错45°布置。3.根据权利要求1或2所述的控制出钢过程钢水增氮装置，其特征在于:所述电动流量调节阀(4)的开度调整范围是50%?99%。
【专利摘要】本实用新型公开了一种控制出钢过程钢水增氮装置，包括圆柱形氩封塞、电动切断阀和电动流量调节阀，圆柱形氩封塞套在出钢口上，其下端均匀分布多个交错布置氩气孔的2个氩封塞圆环；圆柱形氩封塞内均匀交错设置多个与氩气孔联通的氩气管道；氩气管道外接氩气金属软管与氩气源连接，氩气金属软管连接电动切断阀和电动流量调节阀。控制方法包括出钢前开通管道氩气；出钢时先后开通内圆环和外圆环氩气，形成二层圆锥体氩气层；调整电动流量调节阀控制氮气大小；出钢结束关闭电动切断阀。本实用新型通过两个氩气圆锥体包围钢水钢溜，实现控制出钢过程钢水增氮的效果，具有结构简单、造价低廉、方法操作简单、效果明显的优点。
【IPC分类】C21C5/46, C21C7/072
【公开号】CN204661756
【申请号】CN201520367242
【发明人】孙争取, 刘丽, 马洪德, 丁中, 杨勇, 张海民, 佟圣刚, 刘国, 叶勇, 张立标, 孔祥辉
【申请人】山东钢铁股份有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月1日