一种转炉出钢气幕挡渣装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种转炉出钢气幕挡渣装置，包括：外管、内管；其中内管还包括探入过渡段的头部，该头部与过渡段内壁间留有狭缝；气室，环套在外管的配合段出口端，用以连通所述径向通孔，且该气室配有进气管；以及通气管，与所述径向通孔一一对应，藉由所述径向通孔接入所述气室，并延伸到配合间隙的入口端；进而在配合间隙内形成有填充物层，用于通气管在配合间隙内的固定。依据本发明结构紧凑，使用寿命长，并能够有效防止出钢口渗钢。
【专利说明】一种转炉出钢气幕挡渣装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种转炉出钢气幕挡渣装置。
【背景技术】
[0002] 本发明系对专利文献CN201276579Y、CN201883106U、CN203360486U所公开转炉出 钢气幕挡渣装置之技术方案的继承性改进，本领域技术人员可参考上述文献，以有助于理 解转炉出钢气幕挡渣原理。
[0003] 其中专利文献CN203360486U为本发明最接近文献，其基于组装形成，其大、小直 径袖砖为整体等静压成型的袖砖；大直径袖砖的上端与炉衬相齐，下端伸出炉体外壳的出 钢口；大直径袖砖内设有大直径圆孔、锥形过渡段，大直径袖砖的壁上沿径向开有进气孔； 小直径袖砖的大直径段通过耐火泥料固装在大直径袖砖的大直径圆孔内，使锥形段与大直 径袖砖的锥形过渡段构成环形狭隙，小直径段与大直径袖砖的大直径圆孔之间形成环形气 体通道；小直径袖砖的下端面与所述大直径袖砖的下端面齐平；在大直径袖砖外固设与环 形气体通道相连通的钢制气体通道；所述大直径袖砖、所述钢制管道均通过耐火泥料层与 所述出钢口座砖的内表面固定连接。
[0004] 基于CN203360486U所形成气幕挡渣装置的环形狭隙不易变形，袖砖不易脱落且 更换袖砖容易。然而，如前所述，由于这种气幕挡渣装置是由多个出钢口组装而成，在出钢 时处于高温状态，炼钢时处于低温状态，在这种频繁的冷热交替状态下，不断的膨胀收缩， 易造成出钢口间出现缝隙，导致灌钢而造成脱落，降低了使用寿命。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种使用寿命相对较长的转炉出钢气幕挡渣装 置，并能够有效防止出钢口间渗钢。
[0006] 本发明采用的技术方案为：
[0007] -种转炉出钢气幕挡渣装置，包括：
[0008] 外管，该外管的内孔包括入口侧的流道段和出口侧的配合段，以及用于流道段与 配合段过渡的过渡段，其中配合段直径大于流道段直径，并在配合段出口端周向均布有径 向通孔；
[0009] 内管，套装入所述配合段，与外管共轴线，并与外管内壁间留有填充间隙，且该内 管的内孔直径与流道段的直径一致；其中内管还包括探入过渡段的头部，该头部与过渡段 内壁间留有狭缝；
[0010] 气室，环套在外管的配合段出口端，用以连通所述径向通孔，且该气室配有进气 管；以及
[0011] 通气管，与所述径向通孔一一对应，藉由所述径向通孔接入所述气室，并延伸到配 合间隙的入口端；进而在配合间隙内形成有填充物层，用于通气管在配合间隙内的固定。
[0012] 依据本发明，内管与外管配合并藉由填充物层封接，而通过通气管借以形成气幕， 通气管、外管及内管通过填充物层被连接成一体，从而有效避免钢口间渗钢。另外，一体结 构免去了使用前的组装钢口的步骤，使用效率大大提高。且一体结构的相互依附关系使得 其整体可靠性更好，提高了整体的使用寿命。
[0013] 上述转炉出钢气幕挡渣装置，于配合间隙的入口端形成有接合于内管外壁与外管 内壁间的圆盘，该圆盘的盘面上形成有与通气管一一对应的定位圆孔，用于相应通气管的 插入定位，并在定位的同时，避免形成填充物层时填充料进入狭缝。
[0014] 优选地，为形成均匀气幕，所述通气管的数量为3?80。
[0015] 优选地，所述外管的长度是内管长度的1. 5?3倍，轴向结构紧凑，并满足气幕形 成的结构性配置要求。
[0016] 优选地，所述过渡段为锥形孔段，相应地，所述头部为锥形头，流阻小，有利于形成 稳定均勻的气幕。
[0017] 进一步地，所述锥形头的锥度与锥形孔段的锥度相同，且相应的锥度大小为 1:0. 5?1:4,转角小，减少流阻。
[0018] 进一步地，所述狭缝的宽度为0. 5_?3. 5_，在满足形成气幕的条件下，减少渗 钢现象。
[0019] 优选地，所述配合段的长度大于等于流道段的长度，整体的轴向长度较小，结构紧 凑。
[0020] 优选地，流道段的长度大于等于配合段长度的一半。
[0021] 为了获得更加均匀的气幕，所述进气管的截面积为所有通气管截面积总和的 1. 0?3倍。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为依据本发明的一种转炉出钢气幕挡渣装置的剖面结构示意图。
[0023] 图2为一种圆盘的结构示意图。
[0024] 图中：1.外管，2.内管，3.圆盘，4.通气管，5.气室，6.填充物层，7.定位孔，8.进 气管，9.狭缝，10.过渡段，11.头部。
【具体实施方式】
[0025] 参照说明附图1，在方位上，上端为入口端，该侧为入口侧，下端为出口端，该侧为 出口侧，钢水从图中外管1的上端进入，然后进入内管2,并由内管2导出，内管2的上端，也 就是内管2的入口端为头部11，在中部与外管1配合形成配合间隙，即狭缝9,用于导入气 体，产生气幕，用以阻挡钢渣。
[0026] 图中上为头，下为尾。
[0027] 相对而言，以内管2为基准，则外管1为套筒，套在内管2上。
[0028] 具体地，如图1所示的一种转炉出钢气幕挡渣装置，其基本结构应当包括：
[0029] -外管1,该外管1形成套筒,也可称为套管，具有内孔，该内孔包括入口侧的流道 段和出口侧的配合段，这两部分构成外管1的主体，两部分应当平滑过渡，因而该内孔还包 括用于流道段与配合段过渡的过渡段10,其中配合段直径大于流道段直径，流道段用于导 流，配合段用于内管2的装配，进一步并在配合段出口端周向均布有径向通孔，换言之，在 外管1的图中下端的壁上开有侧孔，具体为径向孔。
[0030] 其中的径向孔用于通气管4的安装，也可以作为通气通道的一部分，由于材质不 同，径向孔更多的是作为通气管4的安装，作为安装座孔。
[0031] 关于内管2,如图1所示，套装入所述配合段，即图1中所示的外管1的大径部分， 并与外管1共轴线，另外与外管1内壁间留有填充间隙，且该内管2的内孔直径与流道段的 直径一致，用于钢液的导出。
[0032] 其中内管2还包括探入过渡段的头部11，该头部11与过渡段10内壁间留有狭缝 9〇
[0033] 对于管接头来讲，过渡段等同于变径接头，用以连接流道段和配合段。
[0034] 配合段用于容纳所述内管2,在一些实施例中，可以部分地容纳所述内管2。
[0035] 过渡段10所形成的变径部分构成一个过渡部分，按照一般的理解必然表现为如 图所示的上大下小，形成一个上扬的坡面，形成气幕的自然形态必然是斜向上。进而关于气 幕的形成进一步配置的构造如下。
[0036] 配置气室5,环套在外管1的配合段出口端，也就是图1中所示的下端，形成环形的 气腔，用以连通所述径向通孔，且该气室配有进气管8,用以导入压缩的惰性气体。
[0037] 基于气室5的上述结构，接入气源。
[0038] 区别于现有技术，本实施例进一步配置了通气管4,与所述径向通孔一一对应，藉 由所述径向通孔接入所述气室5,气室5就构成了通气管4的供气端。
[0039] 然后通气管4进一步延伸到配合间隙的入口端，也就是过渡段10的位置；这样所 有的通气管4就形成了相对松散的结构，依赖于装配结构形成相对固定的位置。
[0040] 然后在配合间隙内形成有填充物层6,用于通气管在配合间隙内的固定。填充物层 6 -般采用耐火材料浇注而成，固化后使通气管4之间形成稳定的结构体。
[0041] 另外，基于填充物层6可以使内管2与外管1的位置相对固定。
[0042] 也基于填充物层6,省去了之前的组装出钢口的步骤，直接加工整体的外管1、内 管2的总成，可以有效的防治出现渗钢现象。
[0043] 为了有利于通气管4的定位，从而使得通气管4的管口相对均匀的分布，以获得均 匀的气幕，于配合间隙的入口端形成有接合于内管2外壁与外管1内壁间的圆盘3,该圆盘 3的盘面上形成有与通气管4 一一对应的定位圆孔，用于相应通气管4的插入定位，如图2 所示的定位孔7,利用定位孔7与通气管4的配合，借以保证通气管4的位置关系相对固定， 从而使得所形成的气幕更加均匀。
[0044] 应当理解，气管所吹出的气流具有一定的方向性，随着距离的变远而产生锥形的 气流，越往外横截面越大，直到完全消散。因此，一定密度的通气管4就变得非常必要，借以 形成均匀的气幕。
[0045] 另外，过渡段10如果较长，也会匀化气幕，过渡段10的长度可以与通气管4的数 量相匹配，这可基于有限试验得出。
[0046] 另外，过渡段10的长度取决于过渡锥度和变径差，本领域的技术人员容易理解， 在此不再赘述。
[0047] 加以匹配的，为了获得相对均匀的气幕，按照当前常用的钢口，所述通气管4的数 量至少为3个，所形成的气幕基本能够满足使用要求，最好配合较长的过渡段10,相对而言 选择锥度较小（锥度小，则相应的过渡段10就会具有较大的长度）的过渡段。
[0048] 较长的过渡段有利于气流的相互窜扰，起到匀化的作用。
[0049] 相对而言，通气管4的数量越多，越有利于形成匀化的气幕，但最多不能超过80， 过多不仅成本偏高，而且安装也比较困难，尤其是填充料填充时的填充压力会比较大。
[0050] 再看外管1与内管2的配合关系，如图1所示，内管2完全容纳入外管1内，也就 是说外管1的长度要大于内管2的长度，优选地，所述外管1的长度是内管2长度的1. 5? 3倍。
[0051] 影响内管2与外管1长度比的因素主要有轴向结构紧凑性，关键还在于过渡段10 的长短，通气管4的布设，有一定的长度，产生一定的流阻，使气室5内的压力相对均匀，就 近原则的供气压力得到相对的制衡。因此长度关系上外管1的长度至少是内管2长度的 1. 5倍，也满足如过渡段10的布设。
[0052] 但过长显然不利于结构紧凑性的考虑，因此，为了满足结构紧凑的需要外管1与 内管2的长度比最好不要超过3。
[0053] 过渡段源于变径，因此，变径的基本结构可用以参考，如图1中部所示，所述过渡 段10为锥形孔段，相应地，所述头部11为锥形头。
[0054] 其他变径结构如球面过渡等，也可用于该类结构，最好采用锥形结构，所形成的气 流向上的角度会比较好。
[0055] 进一步，关于气幕的角度问题，所述锥形头的锥度与锥形孔段的锥度相同，且相应 的锥度大小为1:0. 5?1:4。这涉及气流流阻的问题和气幕阻挡的问题，在此处不再深入探 讨，本领域的技术人员据此容易推算。
[0056] 关于狭缝9,不宜过小，太小气流不够通畅，换言之，由于牛顿内摩擦力，会导致流 阻过大，因此，所述狭缝的宽度最少应为〇. 5mm，太大则会导致钢水流入，因此，最大选择 3. 5mm〇
[0057] 进一步地，所述配合段的长度大于等于流道段的长度，过渡段10基本位于外管1 的中部，结构紧凑型比较好，也有利于通气管4的布设。
[0058] 进一步地，流道段的长度大于等于配合段长度的一半，满足紧凑型的条件下，利于 相关功能结构的布设。
[0059] 为了获得相对均匀的气幕，所述进气管的截面积为所有通气管截面积总和的 1. 0?3倍，从而使的气室5具有相对均匀的气压。
【权利要求】
1. 一种转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，包括： 外管，该外管的内孔包括入口侧的流道段和出口侧的配合段，以及用于流道段与配合 段过渡的过渡段，其中配合段直径大于流道段直径，并在配合段出口端周向均布有径向通 孔； 内管，套装入所述配合段，与外管共轴线，并与外管内壁间留有填充间隙，且该内管的 内孔直径与流道段的直径一致；其中内管还包括探入过渡段的头部，该头部与过渡段内壁 间留有狭缝； 气室，环套在外管的配合段出口端，用以连通所述径向通孔，且该气室配有进气管；以 及 通气管，与所述径向通孔一一对应，藉由所述径向通孔接入所述气室，并延伸到配合间 隙的入口端；进而在配合间隙内形成有填充物层，用于通气管在配合间隙内的固定。
2. 根据权利要求1所述的转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，于配合间隙的入口端 形成有接合于内管外壁与外管内壁间的圆盘，该圆盘的盘面上形成有与通气管一一对应的 定位圆孔，用于相应通气管的插入定位。
3. 根据权利要求1或2所述的转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，所述通气管的数量 为3?80。
4. 根据权利要求1或2所述的转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，所述外管的长度是 内管长度的1.5?3倍。
5. 根据权利要求1或2所述的转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，所述过渡段为锥形 孔段，相应地，所述头部为锥形头。
6. 根据权利要求5所述的转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，所述锥形头的锥度与 锥形孔段的锥度相同，且相应的锥度大小为1:0. 5?1:4。
7. 根据权利要求5所述的转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，所述狭缝的宽度为 0· 5mm ?3. 5mm〇
8. 根据权利要求1或2所述的转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，所述配合段的长度 大于等于流道段的长度。
9. 根据权利要求8所述的转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，流道段的长度大于等 于配合段长度的一半。
10. 根据权利要求1或2所述的转炉出钢气幕挡渣装置，其特征在于，所述进气管的截 面积为所有通气管截面积总和的1. 〇?3倍。
【文档编号】C21C5/46GK104152627SQ201410374479
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】吕仁祥, 郝江敏, 刘在春, 纪怀杰, 杨德斌 申请人:济南鲁东耐火材料有限公司