RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置及去除吹气孔钢渣的方法

摘要

本发明属于钢铁冶金炼钢领域，具体涉及RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置及去除吹气孔钢渣的方法，通过在吹气管路上设置氧气分管路和流量计，当浸渍管上升管吹气孔出现变小或者完全堵塞情况时，在真空槽非处理时通入氧气，利用氧气与浸渍管上升管吹气孔内的钢渣进行氧化反应，从而熔化浸渍管上升管吹气孔处的堵塞钢渣，并依靠一定流速的氧气将钢渣或钢液吹落至吹气孔外。清理过程安全高效，比另外增加反应剂要高效，处理时间短，并且成本较低，特别是对吹气孔内部深层堵塞的钢渣可有效去除。所述防堵塞装置可有效减少吹气孔流量变小或者完全堵塞的情况，从而保证了浸渍管寿命期内环流效果，并且避免了浸渍管因堵塞而下线的发生。

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金炼钢领域，具体涉及RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置及去除吹气孔钢渣的方法。

背景技术

RH炉的循环流量能够最直接地体现RH的精炼效率。循环流量增大，可提高RH的处理能力，增强钢液组份的均匀性及纯净度，从而提升并稳定钢水质量。浸渍管的吹气孔的大小、流量是环流量最直接的动态影响关键因子，因此浸渍管的吹气孔成为真空精炼炉技术人员关注的重要部分；因真空炉环流过程中大量的钢水、钢渣在浸渍管上升管流动而堵塞吹气孔，或者在真空槽烘烤过程槽内的钢渣熔化后流出堵塞浸渍管吹气孔的情况时有发生，其对生产过程管控带来了较大的麻烦。

艾新港等人在2011年《特殊钢》第4期第27卷的“RH工艺及吹气孔堵塞对钢液混匀的影响”一文中研究表明当出现浸渍管吹气孔堵塞超出3个之后，RH炉的环流效率会受到明显的影响。中国专利文献CN105714024B提供一种去除RH真空室底部槽钢渣的方法，利用铝氧反应过程中的放热，对钢渣进行熔化去除。预热：控制氧枪枪位在5000～5600mm，煤气流量400～500m/h，烘烤10～20min，至底部槽开始有钢渣滴落后，将提升气体流量提高至120～150m/h。加铝：使用铝合金料斗向真空室底部槽部位加入100～200kg铝线段。化渣：控制氧枪枪位在5000～5600mm，煤气流量400～600m/h，继续烘烤5～20min，至加入底部槽的铝线段燃烧，钢渣熔化；铝线段反应完毕后，将提升气体流量调整至80～120m/h。本发明可实现在线去除RH真空室底部槽底部的粘结钢渣，从而有效减少RH环流管挂渣，扩大环流管内径，提高RH钢水循环速度，使产品质量得到可靠保证。

上述技术方案主要是去除真空槽内冷钢，利用铝氧反应放热以及氧枪烘烤加热冷钢化除，因此需要另外增加铝合金进行加热反应，并通入煤气，成本较高，反应时间较长，并且只能融化去除环流管端口处的挂渣，对于环流管(即吹气孔)内部堵塞较深的钢渣没有去除效果。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置及去除吹气孔钢渣的方法。当浸渍管上升管吹气孔出现变小或者完全堵塞情况时，在真空槽非处理时通入氧气，利用氧气与浸渍管上升管吹气孔内的钢渣进行氧化反应，从而熔化浸渍管上升管吹气孔处的堵塞钢渣；并被一定流速的氧气吹落至吹气孔外。清理过程安全高效，比另外增加反应剂要高效，处理时间短，并且成本较低，特别是对吹气孔内部深层堵塞的钢渣可有效去除。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置，包括浸渍管上升管，所述浸渍管上升管下端设置有吹气孔，所述吹气孔连接有一吹气管道，在吹气管道离浸渍管上升管的远端侧连接有一氮气分管道和一氩气分管道，在吹气管道离浸渍管上升管的近端侧从左到右依次设有一氧气分管道和一流量计；

所述氮气分管道、氩气分管道、氧气分管道上分别设置有流量控制阀。

因为吹气管道孔径恒定，因此通入相同初始压力和初始流量的气体，当吹气孔处被堵塞时，吹气管道内的压力变大，对应的气体流速会变小，流量计测得的流量值会相应变小，从而判断出吹气孔被堵塞的程度；同时因为刚反应完，浸渍管处于高温状态，此时通入氧气，会使氧气与吹气孔处堵塞的钢渣反应，从而使钢渣融化掉，从而被一定流速氧气从吹气孔中吹落，实际操作中，也可借助是否有钢渣从浸渍管内落下判断清理效果，当没有钢渣落下时，人工通过目视观察吹气孔处钢渣的实际清理效果及并对浸渍管耐材的侵蚀情况进一步确认。

本发明的技术方案还有：所述浸渍管上升管设置有12个吹气孔，分为2层，每层6个吹气孔沿浸渍管上升管圆周均匀分布，上下两层交错排列。

本发明的技术方案还有：还包括氮气主管道、氩气主管道、氧气主管道、压力变送器和气源，所述氮气分管道、氩气分管道、氧气分管道分别通过氮气主管道、氩气主管道、氧气主管道与对应气源连接，所述氮气主管道、氩气主管道、氧气主管道上分别设置有压力变送器。所述气源包括氧气气源、氮气气源和氩气气源。

一种去除吹气孔钢渣的方法，利用碳氧反应过程中的放热，使钢渣部分或全部熔化，降低钢渣与吹气孔内壁的附着力，并利用一定流速的氧气将吹气孔内的钢液或钢渣吹落，其具体方法和步骤为：

(1)、信息采集：压力变送器压力恒定，模拟RH炉工作温度，实际操作中温度变化对测试结果影响较小，在此不做考虑，记录吹气孔未堵塞时，调节流量控制阀使气体初始流量为50～150m3/h，记录不同初始流量气体条件下流量计所处位置的流量值；氩气主管道和氮气主管道上压力变送器处的压力值范围控制在0.9～1.5mpa，氧气主管道上压力变送器处的压力值范围控制在1.0～1.2mpa；

(2)、堵塞判定：相同温度下通入相同压力和流量的气体，流量计测得流量值比吹气孔未堵塞时的信息采集对应值降低10％时，说明吹气孔被堵塞；此处压力通过压力变送器控制，流量通过流量控制阀控制；

(3)、吹氧化渣：冶炼完成后，向被堵塞的吹气孔通入氧气，调节流量控制阀使氧气分管道对应的氧气初始流量80～100m3/h，直至对应流量计实际测得流量值与吹气孔未堵塞时的信息采集对应值相同时，说明除渣完成。

去除吹气孔钢渣的方法还包括：

(4)、智能吹氧：针对吹气孔不同程度的堵塞，智能控制氧气初始流量，流量计测得流量值比吹气孔未堵塞时的信息采集对应值降低10％～50％时，调节流量控制阀使氧气分管道对应氧气初始流量为80-90m3/h，流量计测得流量值比吹气孔未堵塞时的信息采集对应值降低50％以上时，调节流量控制阀使氧气分管道对应氧气初始流量为90-100m3/h，直至对应流量计实际测得流量值与吹气孔未堵塞时的信息采集对应值相同时，完成除渣。

因为所有氧气分管道同时与氧气主管道连接，压力变送器控制氧气主管路的初始压力，关闭其中一个或多个氧气分管道，其他的氧气分管道的初始压力相应变大，可提升氧气初始流量；而通过控制氧气分管道的流量控制阀的开口度，可控制氧气分管道初始的氧气压力和流量值，通入相同初始压力和初始流量的氧气，对应吹气管道上的流量计与吹气孔处的压差恒定，当吹气孔被堵时，流量计与吹气孔的压差变小，氧气流速变慢，导致流量计处测得的流量值减小，因此可以根据流量计测定的流量值的变化判定吹气孔被堵塞的程度和氧气清理的进度。同时根据吹气孔被堵塞的程度调整初始氧气的流量，可加快钢渣清理速度并且避免氧气浪费。

本发明的有益效果：

(1)本发明应用于高温环境下对浸渍管上升管吹气孔堵塞物进行清理，避免了浸渍管因堵塞而下线的发生，提高了浸渍管的使用寿命，确保了浸渍管寿命期内环流效率的稳定以及钢水质量的稳定；

(2)本发明采用现有设备基础上进行简单改造，操作实施性更强，吹气孔堵塞物清理实现了远程操作，不需要人员近距离确认清理效果，避免了人员与高温钢渣的直接接触，且针对吹气孔的不同程度的堵塞，可调整对应氧气分管道的初始气体流量，提高了除渣效率和效果，同时根据吹气孔堵塞程度调整氧气用量达到节约成本的目的；

(3)采用氧气与钢渣直接发生氧化化学反应清理被堵塞的吹气孔，比另外增加反应剂要高效，处理时间短，并且成本较低，特别是对吹气孔内部深层堵塞的钢渣可有效去除。

附图说明

图1为本发明所述RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置的结构示意图；

图2为本发明所述RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置吹气孔的布置方式示意图；

图中：1真空槽，2浸渍管上升管，3浸渍管下降管，4吹气孔，5氮气分管道，6氩气分管道，7吹气管道，8氧气分管道，9流量计。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施实例对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明局限在实施实例描述的范围之内。

实施例1

如图1所示，一种RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置，包括真空槽1、浸渍管上升管2、浸渍管下降管3、吹气孔4、氮气分管道5、氩气分管道6和吹气管道7，真空槽1的底部设置有浸渍管上升管2和浸渍管下降管3，所述浸渍管上升管2下端设置有吹气孔4，所述吹气孔4连接有一吹气管道7，在吹气管道7离浸渍管上升管2的远端侧连接有一氮气分管道5和一氩气分管道6，所述装置还包括氧气分管道8和流量计9，在吹气管道7离浸渍管上升管2的近端侧从左到右依次设有一氧气分管道8和一流量计9。

所述氮气分管道5、氩气分管道6、氧气分管道8上分别设置有流量控制阀。

如图2所示，所述浸渍管上升管2设置有12个吹气孔4，分为2层，每层6个吹气孔4沿浸渍管上升管2圆周均匀分布，上下两层交错排列。

所述RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置还设置有氮气主管道、氩气主管道、氧气主管道和气源，所述氮气分管道5、氩气分管道6、氧气分管道8分别通过氮气主管道、氩气主管道、氧气主管道与对应气源连接，所述氮气主管道、氩气主管道、氧气主管道上分别设置有压力变送器。

实施例2：

利用实施例1中的RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置实施去除吹气孔钢渣方法，RH炉冶炼完成后，真空槽1复压，操作人员降下钢包，浸渍管上升管2的吹气孔4连锁自动由氩气转换为氮气保护。

1)氮气主管道对应压力变送器压力为1mpa和氮气分管道5的初始流量为85m3/h，当出现吹气孔4有1个被堵塞时，流量计9测得流量值比吹气孔4未堵塞时的信息采集对应值降低20％，氧气主管道的压力变送器的压力值为1.0mpa，控制打开对应的氧气分管道8的流量控制阀，30秒后关闭氮气分管道5的流量控制阀。

2)氧气分管道8的氧气初始流量为85m3/h，清理时间为1.5min，当流量计9测得的流量值上升至吹气孔4未堵塞时的信息采集对应值时，打开氮气分管道5的流量控制阀，同时30秒后关闭氧气分管道8的流量控制阀。

实施例3：

与实施例2不同，当出现多个吹气孔4被堵塞时，由于各自堵塞程度不同，需要考虑所需氧气初始流量的变化。

1)氮气主管道对应压力变送器压力为1mpa和氮气分管道5的初始流量为85m3/h，当出现吹气孔4有2个被堵塞时，一个流量计9测得流量值比未堵塞的信息采集对应值降低25％，另一个流量计9测得流量值比吹气孔4未堵塞时的信息采集对应值降低80％，氧气主管道的压力变送器的压力值为1.0mpa，控制打开各自对应的氧气分管道8的流量控制阀，30秒后关闭氮气分管道5的流量控制阀。

2)堵塞为25％的吹气孔4对应的氧气分管道8的氧气初始流量为85m3/h，堵塞为80％的吹气孔4对应的氧气分管道8的氧气初始流量为95m3/h，氧气清理时间为2min，当流量计9测得的流量值上升至吹气孔4未堵塞时的信息采集对应值时，打开氮气分管道5的流量控制阀，同时30秒后关闭氧气分管道8的流量控制阀。通过对氧气初始流量的调整，有效的对不同堵塞程度的吹气孔4进行有针对性的清理，同时避免了氧气的浪费。

综上所述，采用本发明清理浸渍管上升管2被堵塞的吹气孔4，可高效准确的实现吹气孔4内钢渣等堵塞物的去除，直接利用氧气与钢渣直接产生氧化反应，清理时间可控制在3min之内，不需要其他的反应剂，并能对于吹气孔4内部堵塞较深的钢渣可有效清除，对于钢水冶炼提供了强有力的保障，为钢水质量的长效稳定作出了较大的作用，提高了浸渍管的使用寿命和钢水生产效率。

并且现场操作使用性强、安全性更高，同时利用流量计9的测定值变化对吹气孔4堵塞程度和清理进度进行预判，避免了氧气的浪费，并提高了除渣的效率。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。