一种钢包外装底吹透气砖的更换方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢包外装底吹透气砖的更换方法，主要包括：（1）采用对中定位模具安装座砖：对中定位模具定位座砖安装位置，保证座砖与压紧机构同轴度，从而保证透气砖与压紧机构基板同轴度；（2）安装透气砖：透气砖涂抹火泥后，把安装工具插入透气砖进气钢管，水平插入座砖孔，保证座砖与透气砖同轴度；（3）取出透气砖：先通入低温压缩空气，然后通过中空活塞液压油缸取出透气砖。该方法使用专用工具在透气砖安装时准确定位安装，准确对正，且能快速从钢包外侧拔出透气砖，避免了多名工人在高温环境中长期艰苦工作，提高了工作安全系数，提高了工作效率。
【专利说明】一种钢包外装底吹透气砖的更换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢包外装底吹透气砖的更换方法。
【背景技术】
[0002]炼钢过程中用来存储钢水的钢包，越来越多地被用作精炼钢水容器，例如在真空吹氩炉(VD)、真空氩氧炉(V0D)、真空精炼(RH)、钢包炉(LF)等精炼过程中，都需要从钢包底部吹入惰性气体氩气。吹入氩气一般都通过安装在钢包底部的透气砖吹入钢水中，透气砖形状为锥台形，其底部带有螺纹的钢管插入可透气的耐火材料，耐火材料外面包裹一层不锈钢薄板，钢管底部螺纹作用是联接外部吹入气体管路，表面不锈钢板是为了保证透气砖外形尺寸精度，使透气砖与定位透气砖的座砖孔紧密配合，透气砖与定位透气砖的座砖接触面之间安装时涂抹胶性火泥使之稳固。座砖外形为长方体，中心为与透气砖相配合的锥台形空腔，座砖作用为定位透气砖，并与其他长方体耐火砖组成钢包底部耐高温内衬。
[0003]透气砖有内装式和外装式两种，内装式透气砖安装在座砖内，对应钢管位置的钢包钢壳处开一个钢管通过的小孔，钢管螺纹伸出钢包外面与氩气源管路联接工作。钢包整体耐火衬的寿命远远大于透气砖的寿命，一般都为透气砖的4-5倍，这样在一个钢包炉役内，需要更换3-4次透气砖，更换时需要钢包冷却、更换透气砖及座砖，然后烘烤才能正常使用，这样严重影响了钢包的整体耐火衬使用寿命、增加了能源消耗，降低了钢包使用效率，被迫增加钢包的总数量，无疑增加了运营成本。外装式底吹透气砖较好地解决了上述问题，在钢包外壳透气砖位置开一个比透气砖直径稍大的孔，通过一个压紧机构定位固定透气砖，在透气砖使用寿命结束后，打开压紧机构，取出旧透气砖，安装新透气砖以后，重新压紧即可继续使用。
[0004]外装底吹透气砖的安装方式也存在问题是，主要是透气砖取出较为困难，一般都是将钢包平放在地面，利用其锥台形外形，用较长杆件从钢包内侧对中后撞击透气砖，使透气砖和座砖之间胶性火泥碎裂脱离座砖，掉落在钢包外侧。由于钢包较深，钢包温度又较高，所以杆件必须有较高的耐高温强度和刚度，重量较大，需要多人操作；同时对中困难，还需要长时间对中尝试冲击，经常出现撞坏透气砖周围的座砖或其他耐火衬的情况。也有使用液压冲击装置对中透气砖撞击取出方法，由于冲击杆长度限制，液压设备进入到高温的钢包内，极容易烧坏管件密封件、损坏设备，透气砖的取出困难，成为制约外装底吹透气砖发展的的瓶颈。同时由于安装座砖、透气砖时难以精确对中，存在火泥涂抹不匀，在钢水冲击浸泡下，增加透气砖脱落的隐患。
【发明内容】
[0005]为了克服上述不足，本发明旨在提供一种钢包外装底吹透气砖的更换方法，通过使用对中定位工具在透气砖安装时准确定位安装，使用专用取出工具准确对正，快速从钢包外侧拔出透气砖，避免多名工人在高温环境中长期艰苦工作，提高了工作安全系数，提高了工作效率。[0006]本发明提供的一种钢包外装底吹透气砖的更换方法，其特征在于:包括以下步骤:
(1)采用对中定位模具安装座砖:对中定位模具定位座砖安装位置，保证座砖与压紧机构同轴度，从而保证透气砖与压紧机构基板同轴度；
采用对中定位模具，把压紧机构基板作为基准，通过对中定位模具形状与压紧机构基板、座砖外形的配合，精确定位座砖的位置；使得透气砖安装到座砖内时位置相对压紧机构基板固定，使得透气砖铅垂线与平面垂直；
(2)安装透气砖: 将钢包平放，透气砖涂抹火泥后，把安装工具插入透气砖进气钢管，安装工具包括锥台与钢管，锥台与钢管呈T形设置，锥台紧靠透气砖底面，水平插入座砖孔，锥台锥面与座砖孔下部锥形相紧密配合，保证了座砖与透气砖的同轴度。
[0007](3)取出透气砖:
①首先吹入相对低温的压缩空气，使要拆卸的透气砖相对座砖降温收缩，具体操作方法为:连接压缩空气管道，吹入透气砖内1-5分钟压缩空气，压力位3-6bar压缩空气通过钢管进入透气砖，均匀通过透气砖进入钢包；使要拆卸的透气砖相对座砖降温收缩；
②使用中空活塞液压油缸，以压紧机构基板为基础，使用油缸活塞杆套入透气砖底部钢管，上盖放置于压紧机构基座，把内螺纹圆盘拧到透气砖底部钢管螺纹上，圆盘靠近接触油缸活塞杆，使用液压油泵给油缸通入压力油，活塞杆在压力作用下推动内螺纹圆盘，内螺纹圆盘通过螺纹副拉动透气砖，从而把透气砖从座砖中拔出。
[0008]进一步地，所述对中定位模具的上端为锥台形，尺寸与座砖孔下部锥形相配合，模具中段与压紧机构基板螺纹内径相同，底部圆柱的上表面圆环部分与压紧机构基板贴合。
[0009]进一步地，所述安装工具分为两部分，前端为中心带一小孔的锥台，后端为钢管，锥台与座砖孔下部锥形相配合，中心孔与安装工具钢管内径相同，大于透气砖进气钢管。
[0010]进一步地，所述液压油缸包括缸筒，和与透气砖进气钢管螺纹配合的内螺纹圆盘，其缸筒中间为钢管，缸筒上下分别进、出油口 ；油缸上下盖形状结构完全相同，要求表面平整光洁，上下盖中心孔通过密封圈与油缸活塞配合，其活塞杆也是一个直径略大于透气砖底部的钢管；圆盘内螺纹与透气砖底部钢管螺纹配合。
[0011]钢包外装底吹工作原理:底吹座砖安装在钢包耐火衬中间，透气砖通过火泥安装在座砖内，压紧机构基板焊接固定在钢包外壳底部中心位置，基板为一个中空圆环盘，内圈为内螺纹，与螺旋压紧机构配合。基板下侧要求经过表面机加工，作为一个基准面，用于定位其它设备，螺旋压紧机构用于压紧定位底吹砖。调整垫圈用于调整螺旋压紧机构与透气砖间的距离。外接氩气管路通过气源管路接头及进气钢管与透气砖连接。外接惰性气体如氩气通过管路、透气砖吹入钢包对其中的钢水进行搅拌。
[0012]本发明的有益效果:
(1)本发明创新设计了座砖对中定位模具、安装工具、冷却透气砖方法、专用取出液压油缸，使透气砖的安装、取出更为方便、快捷；
(2)使用专用工具在透气砖安装时准确定位安装，准确对正，且能快速从钢包外侧拔出透气砖，避免了多名工人在高温环境中长期艰苦工作，提高了工作安全系数，提高了工作效率。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为钢包底吹工作原理图。
[0014]图2为座砖定位方法示意图。
[0015]图3为外装底吹透气砖方法示意图。
[0016]图4为透气砖取出方法示意图。
[0017]图中1为钢包壳体，2为座砖，3为透气砖不锈钢皮及火泥，4为透气砖，5为钢包耐火衬，6为透气砖进气钢管，7为氩气管路，8为调整垫圈，9为螺旋压紧机构，10为压紧机构基板，11为对中定位模具，12为安装工具锥台，13为安装工具钢管，14为油缸上盖，15为油缸下盖，18为进油口，19为出油口，16为油缸活塞杆，17为内螺纹圆盘。
【具体实施方式】
[0018]下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
[0019]实施例1:
1、钢包外装底吹工作原理
图1是钢包外装底吹工作原理示意图，底吹座砖2安装在钢包耐火衬5中间，透气砖4通过火泥安装在座砖内，调整垫圈8用于调整螺旋压紧机构9与透气砖4间的距离。螺旋压紧机构9用于压紧定位底吹砖。压紧机构基板10焊接固定在钢包外壳I上，压紧机构基板10为一个中空圆环盘，内圈为内螺纹，与螺旋压紧机构9配合。压紧机构基板10下侧要求经过表面机加工，作为一个基准面，用于定位其它设备。外接氩气管路7，通过透气砖进气钢管6与透气砖4连接。外接惰性气体如氩气通过管路、透气砖吹入钢包对其中的钢水进行搅拌。
[0020]2、座砖定位方法说明
图2为座砖定位方法示意图，11为对中定位模具，该模具上端为锥台形，尺寸与座砖孔下部锥形相配合，中段与压紧机构基座螺纹内径相同，底部圆柱的上表面圆环部分与压紧机构基板贴合。安装座砖时，把对中定位模具11与压紧机构基板10基准面贴合，插入透气砖孔，把座砖2从钢包内侧装入，座砖对中定位模具11套入座砖孔，这样就保证了座砖2与压紧机构的同轴度，也就保证了底吹透气砖4与座砖2的同轴度，与压紧机构基板10基准面共同保证了透气砖4拔出时向下作用力方向与透气砖的平行度。定位后砌筑周边耐火衬，保证座砖位置固定。
[0021]安装座砖时，对中定位模具11套入座砖孔，锥台与座砖孔配合高度为100mm。
[0022]3、透气砖安装方法
图3为透气砖安装工具使用方法示意图，安装工具分为两部分，前端为中心带一小孔的安装工具锥台12，后端为安装工具钢管13，安装工具锥台12与座砖孔下部锥形相配合，中心孔与安装工具钢管13内径相同，略大于透气砖进气钢管6。安装透气砖时，一般都是钢包平放，透气砖涂抹火泥后，把安装工具如图所示插入透气砖进气钢管6，锥台紧靠透气砖底面，水平插入座砖孔，锥台锥面与座砖孔下部锥形相紧密配合，这样保证了座砖与透气砖的同轴度，使得火泥不致挤压不匀，难以脱落。外接氩气管路7通过透气砖进气钢管6与透气砖4连接吹入钢包惰性气体氩气。[0023]4.透气砖取出方法 参考图1透气砖取出在钢包下线更换透气砖时，钢包内部倒净钢水后，钢包耐火衬5与座砖2、透气砖4均为红热状态，接入压缩空气吹入透气砖。连接压缩空气管道，吹入透气砖内1-5分钟压缩空气，压力为3飞bar压缩空气通过钢管进入透气砖，均匀通过透气砖进入钢包，通过钢包空腔排走，压缩空气带走透气砖内部分热量，相对其周边的座砖温度降低，由于透气砖的相对降温冷缩，座砖与透气砖间隙的脆性火泥会部分破裂，甚至产生间隙，这样取出透气砖的阻力会大为减小，有时甚至直接脱落。
[0024]图4为钢包透气砖取出工作原理示意图，经过压缩空气冷却后，关闭气源、拆下气源接头、取出螺旋压紧机构及垫片，设计制作专用工具取出透气砖，专用工具包括一种特别设计的油缸，和一个与透气砖底部钢管螺纹配合的内螺纹圆盘。油缸设计原理为如图所示，其缸筒中间为钢管，缸筒上下有进油口 18、出油口 19 ;油缸上盖14和下盖15形状结构完全相同，要求表面平整光洁，上下盖中心孔通过密封圈与油缸活塞配合，油缸活塞杆16内径大于透气砖底部钢管1_。厚度为30_的内螺纹圆盘内螺纹透气砖底部钢管螺纹配合，外径与专用油缸活塞杆外径相近。使用时，拆除启闭压紧机构，油缸活塞杆套入透气砖进气钢管6，上盖14与压紧机构基板10接触，把内螺纹圆盘17拧到透气砖进气钢管6螺纹上，圆盘靠近接触油缸活塞杆16，油缸进油口 18连接外界、接液压油泵，油缸出油口 19连接外接油箱，使用手动液压泵给油缸上腔通入5MPa压力油，油缸活塞杆16在压力作用下推动内螺纹圆盘17，内螺纹圆盘17通过螺纹副拉动透气砖，从而把透气砖从座砖中拔出。
【权利要求】
1.一种钢包外装底吹透气砖的更换方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)采用对中定位模具安装座砖:对中定位模具定位座砖安装位置，保证座砖与压紧机构同轴度，从而保证透气砖与压紧机构基板同轴度； (2)安装透气砖:透气砖涂抹火泥后，把安装工具插入透气砖进气钢管，水平插入座砖孔，保证座砖与透气砖同轴度； (3)取出透气砖:①首先吹入相对低温的压缩空气，使要拆卸的透气砖相对座砖降温收缩；②使用中空活塞液压油缸，以压紧机构基板为基础，活塞杆与推动透气砖钢管螺纹配合的圆盘取出透气砖。
2.根据权利要求1所述的钢包外装底吹透气砖的更换方法，其特征在于:所述对中定位模具的上端为锥台形，尺寸与座砖孔下部锥形相配合，模具中段与压紧机构基板螺纹内径相同，底部圆柱的上表面圆环部分与压紧机构基板贴合。
3.根据权利要求1所述的钢包外装底吹透气砖的更换方法，其特征在于:所述安装工具分为两部分，前端为中心带一小孔的锥台，后端为钢管，锥台与座砖孔下部锥形相配合，中心孔与安装工具钢管内径相同，大于透气砖进气钢管。
4.根据权利要求1所述的钢包外装底吹透气砖的更换方法，其特征在于:所述液压油缸包括缸筒，和与透气砖进气钢管螺纹配合的内螺纹圆盘，其缸筒中间为钢管，缸筒上下分别进、出油口 ；油缸上下盖形状结构完全相同，要求表面平整光洁，上下盖中心孔通过密封圈与油缸活塞配合，其活塞杆 是一个直径略大于透气砖底部的钢管；圆盘内螺纹与透气砖底部钢管螺纹配合。
5.根据权利要求f4任一项所述的钢包外装底吹透气砖的更换方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)采用对中定位模具，把压紧机构基板作为基准，通过对中定位模具形状与压紧机构基板、座砖外形的配合，精确定位座砖的位置；使得透气砖安装到座砖内时位置相对压紧机构基板固定，使得透气砖铅垂线与平面垂直； (2)安装透气砖: 将钢包平放，透气砖涂抹火泥后，把安装工具插入透气砖进气钢管，安装工具包括锥台与钢管，锥台与钢管呈T形设置，锥台紧靠透气砖底面，水平插入座砖孔，锥台锥面与座砖孔下部锥形相紧密配合，保证了座砖与透气砖的同轴度； (3)取出透气砖: ①首先吹入相对低温的压缩空气，连接压缩空气管道，吹入透气砖内1-5分钟压缩空气，压力位3-6bar压缩空气通过钢管进入透气砖，均匀通过透气砖进入钢包；使要拆卸的透气砖相对座砖降温收缩； ②使用液压油缸，以压紧机构基板为基础，使用油缸活塞杆套入透气砖底部钢管，上盖放置于压紧机构基座，把内螺纹圆盘拧到透气砖底部钢管螺纹上，圆盘靠近接触油缸活塞杆，使用液压油泵给油缸通入压力油，活塞杆在压力作用下推动内螺纹圆盘，内螺纹圆盘通过螺纹副拉动透气砖，从而把透气砖从座砖中拔出。
【文档编号】C21C7/00GK103789492SQ201410046308
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月10日 优先权日:2014年2月10日
【发明者】李英刚, 卢文渊, 郑俊国, 高书春 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司