一种用于钢厂RH精炼炉下降管的冷却装置及冷却方法

摘要

本发明提供一种用于钢厂RH精炼炉下降管的冷却装置及冷却方法。所述冷却装置包括包覆在下降管外的冷却室，所述冷却室是由中空方形板卷制而成的圆筒状，且圆筒状冷却室与下降管的外壁焊接，在圆筒状冷却室上分别设有冷风进气管和热风出气管；在冷却室的外壁设有耐火浇注料层。本发明在下降管的钢结构外部焊接有冷却气室，设置进气管口和出气管口，内部设置气体流动通道。在RH真空炉投入钢水使用时，气体从进气口进入，通过内部设置的气体通道，从出气口排出，将下降管钢结构上的热量带出，从而实现对下降管体的冷却，其冷却效果好，可以在短时间内便使下降管冷却下来。

说明书

技术领域

本发明提供一种真空炉下降管冷却技术，具体是一种用于钢厂RH精炼炉下降管的冷却装置及冷却方法。 

背景技术

现阶段在我国钢铁厂里，已经大量采用了RH精炼法，RH精炼法全称为RH真空循环脱气精炼法，于1959年由德国人发明。在钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包钢水中，与真空槽连通的两个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管，由于上升管不断向钢液吹入氩气，相对没有吹氩的下降管产生了一个较高的静压差，使钢水从上升管进入并通过真空槽下部流向下降管，如此不断循环反复。在真空状态下，流经真空槽钢水中的氩气、氢气、一氧化碳等气体在钢液循环过程中被抽走。同时，进入真空槽内的钢水还进行一系列的冶金反应，如此循环脱气精炼使钢液得到净化。 

现有的RH精炼炉是直接将耐火材料附着于下降管钢结构上，在工作状态时放入钢水进行处理，主要依靠耐火材料的耐火性能，来缓解高温对下降管高温的影响，从而达到真空处理过程中满足生产需要的目的。在现有的设计中只考虑了钢水在真空炉内的流动动力，而没有考虑真空炉炉体的冷却。上升管所通的氩气是真空炉内钢水循环的动力，因此在钢厂所有的真空炉设计中，只在上升管里设计了钢水流动动力需要用的氩气吹入，而在下降管里是没有设计任何通气设施，这已经成为众多设计者和使用者的共同意识；对于真空炉耐火材料的冷却是目前RH真空炉设计上完全没有 考虑到的方面，一般仅仅依靠耐火体的隔热作用来对下降管钢结构进行保护。目前的这种通用设计在使用过程中便存在以下问题：（1）真空炉下降管在使用过程中，易产生温度偏高，导致下降管金属壳体发红，从而导致下降管结构容易变形；（2）由于结构发红和高温作用，容易造成结构上锚固件焊点退火、氧化，从而产生脱焊现象，个部的耐火衬体失去了锚固件的拉力，产生崩裂和脱落，导致下降管所用耐火材料垮掉；（3）下降管的寿命是指其上线到下线这段时间里的使用次数，因为壳体变形和耐火衬体脱离落，导致下降管不能继续使用，减少了下降管的使用次数，使下降管与炉底寿命不同步，下降管的寿命小于炉子寿命，直接影响真空作业，导致停产检修。 

发明内容

本发明是针对目前从多钢厂真空炉的使用情况，提供了一种RH精炼炉下降管的冷却装置及冷却方法，本发明提高了RH精炼炉下降管的使用寿命，降低生产成本，减少不必要的停炉检修。 

本发明提供的技术方案：所述一种用于钢厂RH精炼炉下降管的冷却装置包括包覆在下降管外的冷却室，所述冷却室是由中空方形板卷制而成的圆筒状，且圆筒状冷却室与下降管的外壁焊接，在圆筒状冷却室两端分别设有冷风进气管和热风出气管；在冷却室的外壁设有耐火浇注料层。 

本发明提供的进一步的技术方案：所述冷却室内不设置气流隔板，或设置一个气流隔板或设置多个气流隔板；在冷却室内不设置气流隔板时，冷却室的内形成一个畅通的气流通道；在冷却室内设置一个气流隔板时，所述气流隔板焊接在冷却室的顶面，且两侧壁均与冷却室密封连接，底部与 冷却室的底面之间设有气流通道，使冷却室内形成一个下凹式弧形气流通道；在冷却室内设置多个气流隔板时，多个气流隔板交错焊接在冷却室的顶面和底面，每个气流隔板的两侧壁均与冷却室密封连接，且焊接在冷却室顶面的气流隔板底部与冷却室底面之间设有气流通道，焊接在冷却室底部的气流隔板顶部与冷却室顶面之间设有气流通道，使冷却室内形成一个波浪形气流通道。 

本发明进一步的技术方案：所述冷风进气管和热风出气管均设置在冷却室的上部，且高于钢水液面。 

本发明较优的技术方案：在下降管的内壁也设有耐火浇注料层。 

本发明较优的技术方案：在冷却室的外壁焊接有多个用于固定耐火浇注料的锚固件，将耐火浇注料浇注到冷却室的外壁后通过锚固件固定后形成耐火浇注料层。 

本发明较优的技术方案：所述冷却室为金属材料制成。 

本发明提供的另一种技术方案：一种钢厂RH精炼炉下降管的冷却装置的使用方法，其特征在于具体步骤如下：在处理钢水的同时，先将冷风进气管与供风管道连接，由供风管通过冷风进气管向冷却室内吹入冷风；然后将下降管浸入钢水中，冷风进气管和热风出气管均在钢水液面以上，冷风进入冷却室在冷却室内流动便可冷却下降管，冷却后进入冷却室的冷风便变成热风从热风出气管导出。 

本发明在下降管的钢结构外部焊接有冷却气室，设置进气管口和出气管口，内部设置气体流动通道。在RH真空炉投入钢水使用时，气体从进气口进入，通过内部设置的气体通道，从出气口排出，将下降管钢结构上的 热量带出，从而实现对下降管体的冷却，其冷却效果好，可以在短时间内便使下降管冷却下来。 

本发明的有益效果：主要体现在以下几个方面： 

（1）极大地提高了RH真空的下降管使用寿命，根据在生产厂的试验来看，可以提高下降管的寿命，最高达到原有寿命的200%； 

（2）使下降管寿命基本与炉底同步，提高了真空炉的使用效率，保证了生产节奏的要求。 

（3）减少了因为下降管出现垮塌而带来的不必要的检修、抢修，极大地节约了人力成本、生产成本、材料成本。 

通过研究，我们在几个有代表性的钢厂分别进行了试验，效果十全显著，没有采用本冷却方式前，主体钢结构温度达到800-900度，采用冷却后的下降管在使用过程中，主体钢结构的温度400-500度左右，脱离使用后冷却时间：从400-500度冷却到90-100度需10分钟，一般脱离使用后即停止冷却。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2是本发明的横向剖视图； 

图3是冷却室的结构示意图； 

图4是不设置气流隔板的冷却室展开示意图； 

图5是设置一个气流隔板的冷却室展开示意图； 

图6是设置多个气流隔板的冷却室展开示意图； 

图中：1—下降管，2—冷却室，3—冷风进气管，4—热风进气管，5—耐火浇筑料层，6—气流隔板。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1、2中，所述一种用于钢厂RH精炼炉下降管的冷却装置包括包覆在下降管1外的冷却室2，所述冷却室2是由中空方形板卷制而成的圆筒状，且圆筒状冷却室2与下降管1的外壁焊接，一般情况是冷却室2为直接成型为圆筒状，在圆筒状冷却室2的首尾两端分别设有冷风进气管3和热风出气管4，如图3所示，圆筒状冷却室2展开后的为中空方形状，如图4所示，冷风进气管3和热风出气管4在展开后的中空方形板的两端，可以使冷风从一端进入，然后经过冷却室的内腔，从热风出风管4流出；在冷却室2的外壁设有耐火浇注料层5，作为抗高温的保护。所述冷风进气管3和热风出气管4均设置在冷却室2的上部，均包括风管和接头，且冷风进气管3和热风出气管4高于钢水液面，不会影响浇注料施工。 

所述冷却室2内不设置气流隔板，或设置一个气流隔板6或设置多个气流隔板6；在冷却室2内不设置气流隔板时，如图4所示，冷却室2的内形成一个畅通的气流通道，冷风通过冷风进气管3进入冷却室2内，然后在冷却室内流通，由于冷却室2和下降管1均为金属制成，冷风在冷却室2内流通便会将下降管1的热气带走，使下降管1的温度迅速下降，冷却后的热风便通过热风出风管4流出；在冷却室2内设置一个气流隔板6时，如图5所示，所述气流隔板6焊接在冷却室2的顶面，且两侧壁均与冷却室2密封连接，底部与冷却室2的底面之间设有气流通道，使冷却室2内形成一个下凹式弧形气流通道，冷风进入冷却室2后，便会沿着下凹式弧形气流通道在冷却室2内流动，将下降管1的热气带走，使其迅速冷却， 冷却后的热风再通过热风出风管4流出；在冷却室内设置多个气流隔板6时，多个气流隔板交错焊接在冷却室的顶面和底面，每个气流隔板6的两侧壁均与冷却室2密封连接，且焊接在冷却室2顶面的气流隔板6底部与冷却室底面之间设有气流通道，焊接在冷却室2底部的气流隔板6顶部与冷却室顶面之间设有气流通道，使冷却室内形成一个波浪形气流通道，冷风进入冷却室2后，便会沿着波浪形的气流通道在冷却室2内流动，差不多可以经过下降管1的全部面积，将下降管1的热气带走，使其迅速冷却，冷却后的热风再通过热风出风管4流出。 

在下降管1的内壁也设有耐火浇注料层，作为抗高温的保护。 

为了使浇注料可以牢固的固定在冷却室2外部，在冷却室2的外壁焊接有多个用于固定耐火浇注料的锚固件，将耐火浇注料浇注到冷却室2的外壁后通过锚固件固定后形成耐火浇注料层5，锚固件可以拉住其外的耐火浇注料，使其不脱落。 

实施例1，将上述钢厂RH精炼炉下降管的冷却装置用于武钢一炼钢厂中，具体使用时，直接将该装置焊接在RH精炼炉的下降管外壁，如图1所示，在处理钢水的同时，先将冷风进气管3与供风管道连接，并外接冷风机等一些吹风设备，然后通过冷风进气管3向冷却室2内吹入冷风；再将下降管1浸入钢水中，冷风进气管3和热风出气管4均在钢水液面以上，冷风进入冷却室2在冷却室内流动便可冷却下降管1，冷却后进入冷却室2的冷风便变成热风从热风出气管4导出。从而形成对主体钢结构和锚固件的冷却，延长下降管的使用寿命。 

实施例2，将上述钢厂RH精炼炉下降管的冷却装置用于和武钢三炼 钢厂，具体使用时，直接将该装置焊接在RH精炼炉的下降管外壁，如图1所示，在处理钢水的同时，先将冷风进气管3与供风管道连接，并外接冷风机等一些吹风设备，然后通过冷风进气管3向冷却室2内吹入冷风；再将下降管1浸入钢水中，冷风进气管3和热风出气管4均在钢水液面以上， 

冷风进入冷却室2在冷却室内流动便可冷却下降管1，冷却后进入冷却室2的冷风便变成热风从热风出气管4导出。从而形成对主体钢结构和锚固件的冷却，延长下降管的使用寿命。 

实施例1和实施例2的使用本装置前和使用本装置后的试验数据如下表： 

由上表中的数据可以看出，使用本发明所述的RH精炼炉下降管的冷却装置后，下降管在使用过程中温度较低，大大提高了下降管的使用寿命。