專利名稱：一種真空精煉裝置的制作方法
技術領域：
一種真空精煉裝置技術領域[0001]本實用新型涉及爐外精煉技術領域，具體是給出了一種真空精煉裝置。
背景技術：
[0002]隨著經濟社會的發展，市場上對鋼鐵產品純凈度的要求越來越高，這直接帶動了爐外精煉技術的發展。在眾多的爐外精煉技術中，DH和RH真空精煉技術以其精煉效率高、 適于批量處理、裝備投資少、易操作等特點，均逐漸發展為現代化鋼鐵企業的重要二次精煉設備。[0003]DH真空精煉裝置主要由真空室、提升機構、加熱裝置、合金加入裝置以及抽氣系統等組成。在精煉的過程中，將真空室下部的吸嘴(浸入管)插入到鋼液中，當真空室被抽成真空后，鋼液將沿吸嘴上升浸入到真空室內進行脫氣。當鋼包下降或真空室相對提升時，脫氣后的鋼液會重新返回到鋼包內；當鋼包上升或真空室下降時，又會有一批新的鋼液進入到真空室內進行脫氣，這樣鋼液將一次又一次地反復進入真空室內，直到全部鋼液處理結束為止。[0004]RH真空精煉裝置主要由鋼包、上升管、真空室和下降管組成。在對鋼液進行循環脫氣處理時，先將與真空室下部相通的上升管和下降管插入到鋼包內的鋼液中，之后對真空室內進行抽真空，在真空室內產生的壓差的作用下， 鋼液將從兩個浸入管上升到與壓差相對應的高度。與此同時，從上升管吹入驅動氣體(通常為氬氣)，上升管內鋼液由于含有氣泡而比重降低，加之高速上升的氣泡會帶動鋼液向上運動，上升管內鋼液將如噴泵一樣涌入真空室內，真空室內的平衡狀態因而也受到了破壞。為了保持平衡狀態，一部分鋼液將從下降管回到鋼包中，由此便產生了鋼液的循環流動。在這種作用下，鋼包內的鋼液將分批進入真空室內進行精煉處理。[0005]從DH和RH的工作原理可以看出，這兩種精煉過程的關鍵在于將鋼液的循環流動與精煉處理相結合，通過對循環進入真空室中的鋼液進行精煉，從而實現對整個鋼包內鋼液的精煉。但是在這兩種精煉裝置中，浸入管只是浸入到鋼液中一定深度，鋼包中僅僅是位于浸入管附近的鋼液能夠進入真空室內進行精煉處理，由此鋼包中必然會存在著一定的死區，其中的鋼液將不能進入真空室進行精煉，在這種情況下只能通過鋼包內鋼液的相互作用完成溫度和成分的均勻化，這便導致在精煉過程中存在著一個鋼液混勻時間的問題。然而只有整個鋼包內鋼液的成分和溫度都達到了精煉的要求才能完成精煉過程，因此鋼液的混勻時間直接影響著DH和RH真空精煉過程的精煉效率。[0006]在現代化鋼鐵生產中，轉爐的大型化已經成為了一種趨勢，鋼包的容量也隨著增大，混勻時間對精煉效率的影響顯得越來越顯著。在這種情況下，通過對鋼包內流場進行優化，從而縮短鋼液的混勻時間，提高真空精煉裝置的精煉效率也顯得越來越重要。實用新型內容[0007]本實用新型提供了一種真空精煉裝置，對精煉過程中鋼包內部鋼液的流動行為進行優化，從而縮短鋼液的混勻時間，提高精煉效率。[0008]本實用新型主要由鋼包、真空室、浸入管(包括上升管和下降管)組成，鋼包與真空室通過浸入管相連接，其中浸入管的個數可以為兩個或者兩個以上。[0009]當浸入管的個數為三個時,其中一個為上升管、另外兩個為下降管,這三個浸入管均勻布置在以鋼包圓面圓心為中心的正三角形的三個頂點上。通過這種布置，可以有效改變鋼包內流場的形態，縮短鋼液成分和溫度的混勻時間，提高精練效率。在DH情況下，由于只有一個浸入管，只有浸入管附近的鋼液能夠進入到真空室中受到精煉；在RH情況下，兩個浸入管是布置在鋼包圓面的直徑上的，二者的中心軸線處于同一平面內，精煉時只是在這個平面附近的鋼液能夠進行循環流動，而遠離這一平面尤其是垂直于兩個管中心連線的位置的鋼液卻很難進入到循環流動當中。由此可見這兩種精煉裝置的精煉效率都受到了鋼包內流動行為的限制。通過將浸入管設置為三個，這些浸入管將處于立體空間之內，在精煉過程中能夠使得更多的鋼液進入到循環流動當中，并能顯著增大鋼包內的鋼液流動，從而大大提聞了精煉效率。[0010]在三個浸入管的基礎上，本裝置有兩種設計方案[0011]一種方案為上升管的截面面積大于兩個下降管的截面面積之和。根據連續性方程可知，當下降管的截面面積減小后，從下降管中流出的鋼液的流速將增大，從而使鋼液能夠沖擊到鋼包中更深的部位，這可以增大對鋼包內鋼液的攪拌作用，從而可以加快鋼包中鋼液成分和溫度的混勻，縮短混勻時間，提高精練效率。[0012]另一種方案為上升管截面面積分別與兩個下降管的截面面積相等，各浸入管中均設置有氣體吹入裝置，由此在精煉過程中可以使三個浸入管周期性地輪流作為上升管使用，與此同時其他兩個管子作為下降管。通過這種周期性的變化，可以是鋼包內流場呈周期性變化，有效消除傳統固定上升管和下降管情況下存在的一些死區，提高對鋼液的攪拌作用，從而縮短混勻時間，提高精煉效率。[0013]當浸入管的個數為兩個時，兩管均勻布置在鋼包圓面的直徑上，其中一個為上升管，另一個為下降管。相對于傳統的RH精煉爐，本實用新型主要有兩種改進方案，一是使下降管的截面面積小于上升管的截面面積，二是使上升管與下降管的截面面積相等，并在兩個管中均設有氣體吹入裝置，從而可以實現上升管與下降管的周期性變化。[0014]當浸入管的個數為三個以上時，各浸入管均勻布置在以鋼包圓面圓心為中心的正多邊形的各個頂點上，正多邊形的邊數與浸入管的個數相同，各浸入管中可以有一個或一個以上的上升管和一個或一個以上的下降管。在這種情況下，有兩種設計方案，一為使各上升管的截面面積之和大于各上升管的截面面積之和，二是使各上升管的截面面積之和等于各下降管的截面面積之和，同時各個浸入管中都設置有氣體吹入裝置，從而實現上升管與下降管的周期性變化。[0015]本實用新型的主要優點在于，可以對鋼包內的流場進行優化，加速鋼液成分和溫度的混合均勻，有效縮短混勻時間，提高精煉效率。
[0016]圖1、3為本實用新型的兩個具體實施例。[0017]圖2、4分別為圖1、3在A-A處的斷面圖。[0018]圖中I為鋼包,2為真空室，3為第一浸入管，4為第二浸入管，5為第三浸入管。
具體實施方式
[0019]圖1、2、3、4為本實用新型的兩個具體實施例。[0020]在這兩個實施例中，本實用新型的裝置都具有三個浸入管，裝置主要由鋼包1、真空室2、第一浸入管3、第二浸入管4、第三浸入管5組成，三個浸入管在鋼包內呈正三角形分布。在精煉過程中，將三個浸入管浸入到鋼液中一定深度，從其中一個浸入管輸入驅動氣體作為上升管，鋼液由上升管進入到真空室2，之后由其他兩個浸入管回到鋼包I中。在這種三個浸入管的作用下，鋼包內鋼液的流動將比傳統的兩個浸入管的情況更加劇烈，發生對流的范圍更廣，將有更多的鋼液進入到循環流動當中，從而可以大大縮短鋼液混勻時間，提高精煉效率。[0021]在實施例一中，如圖1、2所示，第一浸入管3作為上升管，第二浸入管4和第三浸入管5作為下降管，兩個下降管的截面面積之和小于上升管，根據連續性原理，下降管截面面積減小后，下降管內的鋼液流速將增大，這使得回到鋼包中的鋼液能夠沖擊到更深的部位，從而可以增強對鋼液的攪拌作用，縮短混勻時間，提高精煉效率。在實施例二中，如圖3、4所示，三個浸入管的截面面積相同，且各浸入管中均設置有氣體吹入裝置。在這種情況下，可以在精煉的過程中使這三個浸入管周期性地輪流作為上升管，與此同時剩余的其他兩個管子作為下降管。這種工藝可以改變原有的鋼包內流場形態，使其周期性變化，增大對鋼液的攪拌作用，從而提高精煉效率。
權利要求1.一種真空精煉裝置，由鋼包、真空室和浸入管組成；其特征在于鋼包與真空室通過浸入管相連接，所述的浸入管為兩個或兩個以上浸入管，有一個或一個以上的上升管和一個或一個以上的下降管。
2.如權利要求1所述的真空精煉裝置，其特征在于所述的浸入管均勻布置在以鋼包圓面圓心為中心的正多邊形的各個頂點上，正多邊形的邊數與浸入管的個數相同。
3.如權利要求1所述的真空精煉裝置，其特征在于所述的上升管的截面面積之和大于各下降管的截面面積之和。
4.如權利要求1所述的真空精煉裝置，其特征在于所述的上升管的截面面積之和等于所述的下降管的截面面積之和，各浸入管中均設有氣體吹入裝置。
5.如權利要求1所述的真空精煉裝置，其特征在于所述的浸入管為兩個浸入管，其中一個為上升管,一個為下降管。
6.如權利要求5所述的真空精煉裝置，其特征在于所述的兩個浸入管，上升管截面面積大于下降管截面面積。
7.如權利要求5所述的真空精煉裝置，其特征在于所述的兩個浸入管，上升管截面面積與下降管截面面積相同，兩個浸入管設有氣體吹入裝置。
8.如權利要求1所述的真空精煉裝置，其特征在于所述的浸入管為三個浸入管，一個為上升管，另外兩個為下降管；所述的三個浸入管均勻布置在以鋼包圓面圓心為中心的正三角形的三個頂點上。
9.如權利要求8所述的真空精煉裝置，其特征在于所述的上升管截面面積大于兩個下降管截面面積之和。
10.如權利要求8所述的真空精煉裝置，其特征在于所述的上升管截面面積與兩個下降管截面面積分別相等，所述的三個浸入管都有氣體吹入裝置。
專利摘要一種真空精煉裝置，涉及爐外精煉技術領域。主要由鋼包、真空室、浸入管組成，浸入管分為上升管與下降管，浸入管的個數可以為兩個或者兩個以上。該裝置有兩種設計形式，一種為各下降管的截面面積之和小于各上升管的截面面積之和，另一種為各下降管的截面面積之和與各上升管的截面面積之和相等，與此同時各浸入管中均設置有氣體吹入裝置，由此在精煉的過程中各個管子可以周期性地輪流作為上升管和下降管。這種真空精煉裝置的主要優點在于能夠有效的改變鋼包內鋼液的流動狀態，增大對鋼液的攪拌作用，促進鋼液溫度和成分的混合，從而縮短鋼液的混勻時間，提高精煉效率。
文檔編號C21C7/10GK202849479SQ20122045281
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者張立峰 申請人:北京科技大學