带冷却结构的RH浸渍管及RH炉的制作方法

本申请涉及rh精炼系统设备领域，特别是涉及带冷却结构的rh浸渍管及其rh炉。

背景技术：

rh真空精炼技术是一种操作简单、经济有效的二次精炼技术，拥有精炼功能强、处理能力大、处理周期短、处理后钢水的洁净度高等特点，已在全世界钢厂广泛应用。

rh炉所用的浸渍管，包括上升rh浸渍管和下降rh浸渍管,其中上升rh浸渍管的下部设有吹氩导管，下降rh浸渍管一般不设吹氩导管，上升rh浸渍管和下降rh浸渍管构成的浸渍管通过浸渍管上焊接的法兰固定在炉体本体下端。由于浸渍管长期浸泡在钢水之中，浸渍管内壁受到高速钢液的冲刷，浸渍管外壁受钢渣的侵蚀，浸渍管钢结构部位受高温影响极易发生变形，浸渍管钢结构变形容易导致浸渍管与炉体连接法兰出现焊缝炸裂而漏气等现象，严重时会使rh炉底部出现发红、穿漏等事故，影响rh炉的整体使用寿命，同时存在较大的安全隐患，制约着rh真空冶炼技术的发展。

技术实现要素：

本申请提供了结构简单，安装方便的带冷却结构的rh浸渍管，能够有效解决浸渍管钢结构受高温而变形的问题。

本申请的带冷却结构的rh浸渍管，包括金属支撑管以及覆着于所述金属支撑管内、外两侧的耐火材料层，所述金属支撑管在自身轴向上具有相对的顶侧和底侧，所述金属支撑管的顶侧固定有用于连接炉体的法兰，所述金属支撑管在所述法兰的下方部位为外壁暴露于耐火材料层的散热段，所述散热段的外周通过导热件围成冷却通道，所述导热件上开设有与所述冷却通道连通的冷却介质进口、冷却介质出口。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述金属支撑管外侧的耐火材料层的顶面固定有压板。

可选的，所述冷却通道的横截面顶沿为所述法兰，底沿为所述压板，外侧为所述导热件，内侧为所述散热段。

可选的，所述冷却通道的横截面的最大高度为95mm。

可选的，所述冷却介质进口与冷却介质出口沿所述冷却通道的周向邻近排布。

可选的，所述冷却介质进口与所述冷却介质出口之间设有挡板，所述冷却介质进口与冷却介质出口分别位于挡板的两侧。

可选的，所述冷却介质进口的截面积大于所述冷却介质出口的截面积。

本申请还提供一种rh炉，包括炉体以及连接在炉体底部的rh浸渍管，所述rh浸渍管为两个且均采用所述的带冷却结构的rh浸渍管；

其中一个rh浸渍管为上升rh浸渍管，且该上升rh浸渍管还连通有氩气管，另一个rh浸渍管为下降rh浸渍管。

可选的，所述上升rh浸渍管和所述下降rh浸渍管的法兰分别与炉体的底部通过钢带焊接连接。

可选的，所述氩气管穿过所述上升rh浸渍管的导热件并经过耐火材料层后与所述上升rh浸渍管连通。本申请的带冷却结构的rh浸渍管，能够有效对钢结构进行冷却，防止钢结构变形和浸渍管与炉体的法兰连接处出现裂缝，提高rh浸渍管的使用安全性，延长rh炉的使用寿命。

附图说明

图1为rh浸渍管的结构示意图；

图2为rh浸渍管的局部放大示意图；

图3为冷却通道的周向结构示意图；

图4为rh炉的结构示意图；

图5为上升rh浸渍管的局部放大示意图；

图6为下降rh浸渍管的局部放大示意图。

图中附图标记说明如下：

1、炉体；11、底部法兰；

2、rh浸渍管；21、金属支撑管；211、散热段；22、耐火材料层；23、法兰；24、压板；25、导热件；

3、冷却通道；31、冷却介质进口；32、冷却介质出口；33、挡板；

4、上升rh浸渍管；41、法兰；411、钢带；42、氩气管；

5、下降rh浸渍管；51、法兰；511、钢带。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本申请一实施例中提供的带冷却结构的rh浸渍管2，包括金属支撑管21以及覆着于金属支撑管内、外两侧的耐火材料层22，金属支撑管21在自身轴向上具有相对的顶侧和底侧，金属支撑管21的顶侧固定有用于连接炉体1的法兰23，金属支撑管21在法兰23的下方部位为外壁暴露于耐火材料层22的散热段211，散热段211的外周通过导热件25围成冷却通道3，导热件25上开设有与冷却通道3连通的冷却介质进口31、冷却介质出口32。

rh浸渍管是rh炉的重要组成部分，为延长rh浸渍管的使用寿命，其支架采用金属支撑管21，通常为钢结构，其外侧的耐火材料层22采用浇注料浇筑而成，内侧的耐火材料层22包括耐火内衬砖；rh浸渍管2与炉体1的底部采用法兰23焊接密封连接，防止rh炉漏气。

为方便法兰23与金属支撑管21顶侧的焊接，散热段211的外侧无耐火材料，但容易使金属支撑管21受钢水高温而变形，严重时会导致炉体与rh浸渍管的法兰连接处出现裂缝而漏气，本实施例中，在散热段211的外周设置冷却通道3，将冷却介质通过冷却介质进口31传输至冷却通道3内，由于热交换和热传导，对散热段211乃至金属支撑管21进行冷却，冷却介质可以为空气、氮气、氩气或水；冷却介质在冷却通道3中流动一圈从冷却介质出口32流出。

为了防止金属支撑管21外侧的耐火材料层22因外力损伤导致冷却通道3漏气，如图2所示，金属支撑管21外侧的耐火材料层22的顶面固定有压板24。压板24采用钢板材料，能与导热件25的底沿密封焊接。

冷却通道3的横截面顶沿为法兰23，底沿为压板24，外侧为导热件25，内侧为散热段211；导热件25为钢板。

为了避免冷却通道3的顶面在焊接rh浸渍管2与炉体1的过程中被烧穿，冷却通道3的横截面的最大高度为95mm。冷却通道3位于法兰23的下方，不需要调整rh浸渍管的钢结构，可直接安装。

导热件25围绕散热段211一圈，为扩大冷却范围，如图3所示，冷却介质进口31与冷却介质出口32分别沿冷却通道3的周向邻近排布。

冷却装置能够将冷却介质从冷却介质进口31输入冷却通道3，冷却介质在流动的过程中带走金属支撑管21的热量，至冷却介质出口32流出；为避免冷却介质出口32的热流进入冷却介质进口31影响冷却效果，冷却介质进口31与冷却介质出口32之间设有挡板33，冷却介质进口31与冷却介质出口32分别位于挡板33的两侧。挡板33的高度与冷却通道3相同，材质可以为一定厚度的金属板或耐高温隔热材料。

为进一步提升冷却效果，冷却介质进口31的截面积大于所述冷却介质出口32的截面积。冷却介质进口31和冷却介质出口32分别与冷却装置的进管和出管相匹配，由于出管管径小于进管管径，使冷却介质出口32的末端形成一定的压力，冷却介质进入后，需达到一定压力才能从冷却介质出口32流出，能够有效提升冷却介质在冷却通道3中的滞留时间，使冷却介质与金属支撑管21能进行充分的热交换。

如图4～图6所示，本申请还提供了rh炉，包括炉体1以及连接在炉体底部的rh浸渍管，rh浸渍管为两个且均采用带冷却结构的rh浸渍管2；

其中一个rh浸渍管为上升rh浸渍管4，且该上升rh浸渍管4还连通有氩气管42，另一个rh浸渍管为下降rh浸渍管5；

炉体1设有两组底部法兰11，分别与上升rh浸渍管4和下降rh浸渍管5顶侧的法兰41、法兰51密封焊接，实现rh浸渍管与炉体1的连接。

为进一步密封炉体1底部与rh浸渍管2的法兰连接处，一实施例中，上升rh浸渍管4和下降rh浸渍管5的法兰41、法兰51分别与炉体1的底部通过钢带411、钢带511焊接连接。

炼钢过程中，两个rh浸渍管插入钢水中，炉体1被抽真空后，钢水在两个rh浸渍管中上升到压差相等的高度；为了使钢水循环，氩气管42穿过上升rh浸渍管4的导热件25并经过耐火材料层22后与所述上升rh浸渍连通。为了保证脱气效果，氩气管的数量为12～16根，通过调节氩气管42中氩气流量，形成不同的吹气组合来控制真空过程钢水的流动状态，实现钢水的深脱碳、深脱硫。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。