一种减轻冲刷的RH精炼炉浸渍管制造技术

本发明专利技术涉及一种减轻冲刷的RH精炼炉浸渍管，所述浸渍管包括上升管、下降管，上升管为直筒形，下降管为曲线形。优点是：下降管采用减轻冲刷的曲线形结构，流经真空槽顺应水平方向的运动钢液，在下降管内壁外侧运动的趋势减小，减小对下降管靠近钢包侧内壁的冲刷冲击力，使下降管内壁侵蚀更均匀，延长使用寿命，减少耐材污染，减轻钢液进入下降管的阻力，增加循环流量，缩短精炼时间，提高精炼效率。

【技术实现步骤摘要】
一种减轻冲刷的RH精炼炉浸渍管
本专利技术属于钢水二次精炼领域，尤其涉及一种减轻冲刷的RH精炼炉浸渍管。
技术介绍
高纯净钢种的品种、产量的不断增加，对炉外精炼提出越来越高的要求。RH真空精炼炉是炉外精炼的主要设备，如图1所示为RH真空精炼炉结构示意图，该设备的运转正常与否和提高其工作效率是完成炼钢生产任务的重要因素。见图1，RH精炼炉是在真空槽下部设有与其相通的浸渍管，脱气处理时将浸渍管插入钢液，靠真空槽抽真空的压差使钢液由管子进入真空槽，同时由浸渍管中的上升管吹入驱动气体氩气，利用气泡泵原理引导钢水通过真空槽和浸渍管中的下降管产生循环运动，实现脱气、提高钢液纯净度的精炼目的。从使用情况来看，RH精炼炉在工作时1600℃高温钢水直接冲刷浸渍管内壁，不工作时又暴露于空气中，其工作条件非常恶劣，是损坏最快的部件之一。浸渍管需要经常下线更换，对RH炉有效运行影响极大，无法连续大批量生产。浸渍管的使用寿命成为生产顺行的限制性环节。因此，为提高浸渍管使用寿命、提高钢液品种质量、提高RH精炼炉工作效率、节约生产成本，提高浸渍管的使用寿命是其关键。目前RH精炼炉的下降管都是直筒形状的，流经真空真空槽的钢液有很大的水平方向初速度，在随后流经下降管的过程中，钢液对下降管靠近钢包侧内壁冲刷严重，这样对下降管靠近钢包侧内壁耐材的冲击性比较大，下降管侵蚀不均匀，使用寿命可进一步提高，而且造成耐材脱落污染钢液、成本增加等缺点。现有技术中，中国专利公开号：CN204455195U，公开了一种RH精炼炉浸渍管，其具有机械强度大、使用寿命较长、稳定性强的有益效果。但是该浸渍管结构复杂，后期维护困难，造成很高的生产成本。而且该技术下降管是直筒形状的，对下降管靠近钢包侧内壁冲刷严重，导致耐材脱落进入钢液降低钢液纯净度。中国专利公开号：CN204080012U，公开了一种具有紧固结构的RH精炼炉浸渍管，通过环形紧固层与浸渍管环砖层之间的扣合，解决浸渍管内层环砖层在使用过程中出现环缝、下沉的问题。但是下降管是直筒形状的，流经真空脱气室具有很大水平初速度的钢液对下降管靠近钢包侧内壁冲刷大，使浸渍管的使用寿命缩短，并且该技术结构复杂，后期维护十分困难。中国专利公开号：CN203846053U，公开了一种低导热型RH精炼炉浸渍管，耐高温隔热涂层外侧包覆有浇注料层，钢胆内侧分别设置有上层耐火砖和下层耐火砖，减小了浸渍管热态下内部热应力，防止浇注料剥落和穿孔等问题。但是该技术方案中下降管是直筒形状的，下降管靠近钢包侧内壁受到钢液的冲刷大，冲刷后的下降管将会破坏整个浸渍管内部结构，加剧浸渍管的损坏程度，耐材脱落进入钢液给钢液带来的夹杂较多，钢液品种质量受到影响。中国专利公开号：CN203080011U，公开了一种改进的真空循环精炼炉浸渍下降管，可明显提高下降管的耐材寿命，从而降低耐火材料的消耗。但是该技术方案只是考虑了温度的影响减少了钢胆受热产生膨胀的内应力，并没有考虑下降管是直筒形状的不能减少真空室内具有水平方向初速度的钢液对靠近钢包侧下降管内壁的冲刷，使下降管侧壁冲刷严重，缩短了下降管使用寿命，造成了大量的维修成本。现有的RH精炼炉下降管都是直筒形状的，钢液对下降管靠近钢包侧内壁冲刷，严重降低了下降管的使用寿命、增加了生产成本、造成一定的钢液二次污染，影响钢材品种质量。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种减轻冲刷的RH精炼炉浸渍管，当钢液从脱气室由曲线形下降管流到钢包时，减轻钢液冲刷对下降管耐材的侵蚀，进而减少耐材脱落对钢液的污染、提高浸渍管的使用寿命、降低生产成本、提高RH精炼炉的生产效率。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种减轻冲刷的RH精炼炉浸渍管，所述浸渍管包括上升管、下降管，上升管为直筒形，下降管为曲线形，该曲线的计算过程包括以下步骤：1)在循环流量不变的条件下曲线形RH精炼炉下降管形状解析式如下：式(1)中：Q是钢液循环流量，t/min；h是下降管长度，mm；hw是摩擦阻力损失；D是RH下降管内径，mm；g是重力加速度，m/s2；v1是真空室与下降管接口速度，m/s；x,y是下降管形状对应的横纵坐标；2)式(1)中的参数计算：a)确定摩擦阻力损失，摩擦阻力损失即为钢液在管道中受到的阻力：hw＝hf+hj(2)式(2)中：hf是下降管内沿程阻力损失，J/m3；hj是局部阻力，J/m3；计算下降管内沿程阻力损失hf：式(3)中：vm是钢液在RH精炼炉中流动的平均速度，m/s；λ是钢液的沿程阻力系数；计算局部阻力hj：式(4)中：ζ是局部阻力系数；计算钢液的沿程阻力系数λ：式(5)中：Re是雷诺数；计算雷诺数Re：υ是钢液的运动粘度，m2/s；b)计算真空室与下降管接口速度v1：c)将式(2)～(7)计算结果代入到式(1)即可计算出具体下降管解析式，并根据解析式得到下降管的曲线形状。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：下降管采用减轻冲刷的曲线形结构，流经真空槽顺应水平方向的运动钢液，在下降管内壁外侧运动的趋势减小，减小对下降管靠近钢包侧内壁的冲刷冲击力，使下降管内壁侵蚀更均匀，延长使用寿命，减少耐材污染，减轻钢液进入下降管的阻力，增加循环流量，缩短精炼时间，提高精炼效率。附图说明图1是RH精炼炉结构示意图。图2是本专利技术的RH精炼炉浸渍管结构示意图。图3是下降管的结构示意图。图中：1-下降管2-上升管3-钢包4-真空槽5-观察窗6-合金添加孔。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术进行详细地描述，但是应该指出本专利技术的实施不限于以下的实施方式。见图2、图3，在RH精炼过程中，将浸渍管插入钢液，靠真空槽4抽真空的压差使钢包3里钢液由直筒形上升管2进入真空槽4，同时由上升管2吹入氩气，利用气泡泵原理引导钢水通过真空槽4和下降管1产生循环运动，实现脱气、提高纯净度等精炼目的。一种减轻冲刷的RH精炼炉浸渍管，所述浸渍管包括上升管2、下降管1，上升管2为直筒形，下降管1为曲线形，该曲线的计算过程包括以下步骤：1)钢液的循环流量是RH精炼过程中最重要的工艺参数。它决定着整个体系内钢液的流动状态、混匀特性和平均停留时间，从而决定着整个精炼反应的速度和最终精炼效果。相同设备和工艺参数条件下的RH，不同循环流量的公式计算得到的结果差别较大，所以首先针对不同参数和工艺参数条件下的RH真空精炼炉选择循环流量计算。循环流量取值为实际循环流量中最大循环流量与最小循环流量的中间值，取循环流量值为中间值Q的曲线形RH精炼炉下降管1形状解析式如下：式(1)中：Q是钢液循环流量，t/min；h是下降管1长度，mm；hw是摩擦阻力损失；D是RH下降管1内径，mm；g是重力加速度，m/s2；v1是真空室与下降管1接口速度，m/s；x,y是下降管1形状对应的横纵坐标；2)式(1)中的参数计算：a)确定摩擦阻力损失，摩擦阻力损失即为钢液在管道中受到的阻力：hw＝hf+hj(2)式(2)中：hf是下降管1内沿程阻力损失，J/m3；hj是局部阻力，J/m3；计算下降管1内沿程阻力损失hf：式(3)中：vm是钢液在RH精炼炉中流动的平均速度，m/s；λ是钢液的沿程阻力系数；计算局部阻力hj：式(4)中：ζ是局部阻力系数；计算钢液的沿程阻力系数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减轻冲刷的RH精炼炉浸渍管，其特征在于，所述浸渍管包括上升管、下降管，上升管为直筒形，下降管为曲线形，该曲线的计算过程包括以下步骤：1)在循环流量不变的条件下曲线形RH精炼炉下降管形状解析式如下：

【技术特征摘要】
1.一种减轻冲刷的RH精炼炉浸渍管，其特征在于，所述浸渍管包括上升管、下降管，上升管为直筒形，下降管为曲线形，该曲线的计算过程包括以下步骤：1)在循环流量不变的条件下曲线形RH精炼炉下降管形状解析式如下：式(1)中：Q是钢液循环流量，t/min；h是下降管长度，mm；hw是摩擦阻力损失；D是RH下降管内径，mm；g是重力加速度，m/s2；v1是真空室与下降管接口速度，m/s；x,y是下降管形状对应的横纵坐标；2)式(1)中的参数计算：a)确定摩擦阻力损失，摩擦阻力损失即为钢液在管道中受到的阻力：...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾新港，曾红波，李胜利，宁哲，韩东，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21