李維華

（福建三寶鋼鐵有限公司技術(shù)中心， 福建 漳州 363000）

摘 要：煉鋼過(guò)程中，現(xiàn)使用的精煉爐鋼包底部的吹氬設(shè)備多直接與外部供氣管道連通，無(wú)法控制精煉爐鋼包內(nèi)各透氣磚的供氣量，同時(shí)缺少補(bǔ)壓設(shè)備，一旦供氣管道出現(xiàn)供氣異常，就會(huì)導(dǎo)致精煉爐鋼包內(nèi)反應(yīng)不充分。針對(duì)此問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)有的精煉爐鋼包底吹氬控制裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行深入剖析，研究出一種新的精煉爐鋼包底吹氬控制裝置，并具體介紹該裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：底吹氬；鋼包；精煉爐；設(shè)計(jì)；透氣磚；儲(chǔ)氣罐

0 引言

煉鋼是指通過(guò)控制碳含量，消除 P、S、O、N 等有害元素，保留或增加 Si、Mn、Ni、Cr 等有益元素，調(diào)整元素之間的比例，以獲得鋼產(chǎn)品最佳性能，并將生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉而得到鋼的過(guò)程。鋼的產(chǎn)品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼，一般是指軋制成各種鋼材的鋼^[1-4]。本文涉及煉鋼設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)一種精煉爐鋼包底吹氬控制裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。

鋼包吹氬處理又稱(chēng)鋼液吹氬處理，是一種簡(jiǎn)易的鋼液脫氣和去除非金屬夾雜物的爐外精煉方法。這種方法工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備便宜，精煉效果顯著。經(jīng)研究，現(xiàn)有技術(shù)中，精煉爐鋼包底部的吹氬設(shè)備多直接與外部供氣管道進(jìn)行連通，不能控制精煉爐鋼包內(nèi)各透氣磚的供氣量，同時(shí)缺少補(bǔ)壓設(shè)備，一旦供氣管道出現(xiàn)供氣異常，就會(huì)導(dǎo)致精煉爐鋼包內(nèi)反應(yīng)不充分，本文針對(duì)以上問(wèn)題提出了一種新的解決方案^[5-12]。因此，福建三寶鋼鐵有限公司開(kāi)展了對(duì)精煉爐鋼包底吹氬控制裝置的設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用研究，針對(duì)現(xiàn)有的精煉爐鋼包底吹氬控制裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行深入探析，并取得了一定的成績(jī)和效果。

1 精煉爐鋼包底吹氬控制裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 精煉爐鋼包底吹氬控制裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

精煉爐鋼包底吹氬控制裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示。裝置主體為鋼包本體，鋼包本體的側(cè)壁上設(shè)置有支架，支架的底部設(shè)置有基座，鋼包本體內(nèi)的底部安裝有多個(gè)透氣磚，透氣磚的底部設(shè)置有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管的底部穿過(guò)鋼包本體的底部，進(jìn)氣管上設(shè)置有第一電子控制閥、第一電子壓力表和流量計(jì)，進(jìn)氣管的底部輸入端上設(shè)置有供氣管，供氣管上設(shè)置有第二電子控制閥，供氣管的輸入端上連接有第一支管和第二支管，第一支管的輸入端連接有儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐的底部固定在基座的上端面，第二支管的輸入端連接有氬氣輸送管，第一支管和第二支管上分別設(shè)置有第三電子控制閥和第四電子控制閥，基座的上端面設(shè)置有輸送泵和電子顯示屏，輸送泵的輸出端與儲(chǔ)氣罐的內(nèi)部連通，輸送泵的輸入端上設(shè)置有連接管，連接管與氬氣輸送管連通，且連接管上設(shè)置有第五電子控制閥，第一電子壓力表和流量計(jì)分別與電子顯示屏電性連接。

圖1 中 A 區(qū)域局部放大圖如圖 2 所示，由圖 2 可以看出，基座的下端面設(shè)置有多組減震彈簧，減震彈簧的底部連接有安裝板。減震彈簧的設(shè)計(jì)，可在設(shè)備使用過(guò)程中，減少?zèng)_擊對(duì)設(shè)備的損壞。減震彈簧內(nèi)套接有限位桿，限位桿的頂部固定在基座的下端面，限位桿的底部與安裝板滑動(dòng)連接。限位桿的設(shè)計(jì)，可避免減震彈簧左右晃動(dòng)。安裝板的四角處分別設(shè)置有連接通孔。連接通孔的設(shè)計(jì)，可方便將安裝板通過(guò)螺栓固定在地面或者其他固定物上。

1.2 儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖 3 所示，由圖 3 可以看出，儲(chǔ)氣罐上設(shè)置有第二電子壓力表，第二電子壓力表的探測(cè)端位于儲(chǔ)氣罐內(nèi)，第二電子壓力表與電子顯示屏電性連接。第二電子壓力表的設(shè)計(jì)，可便于隨時(shí)查看儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓力，避免因儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力過(guò)大而損壞儲(chǔ)氣罐。儲(chǔ)氣罐上設(shè)置有電子泄壓閥。電子泄壓閥的設(shè)計(jì)，可根據(jù)使用要求，及時(shí)將儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力泄掉，防止儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力過(guò)大。儲(chǔ)氣罐上設(shè)置有檢修口，檢修口上螺栓連接有檢修蓋。檢修口的設(shè)計(jì)，可方便操作人員檢修儲(chǔ)氣罐，延長(zhǎng)儲(chǔ)氣罐的使用壽命。檢修蓋上設(shè)置有提手，提手的設(shè)計(jì)，可便于操作者取放檢修蓋，縮短檢修時(shí)間，提高檢修效率。

2 精煉爐鋼包底吹氬控制裝置使用原理研究

通過(guò)外部控制器打開(kāi)第二支管上的第四電子控制閥，然后打開(kāi)進(jìn)氣管上的第一電子控制閥，通過(guò)外部輸送設(shè)備將氬氣通過(guò)氬氣輸送管、第二支管、供氣管和進(jìn)氣管，通過(guò)透氣磚輸送到鋼包本體內(nèi)，然后將待加工的鐵水倒入鋼包本體內(nèi)。反應(yīng)過(guò)程中，可通過(guò)電子顯示屏實(shí)時(shí)查看各個(gè)進(jìn)氣管的氣壓，當(dāng)氣壓不足時(shí)，可通過(guò)外部設(shè)備啟動(dòng)輸送泵，將氬氣經(jīng)過(guò)輸送泵輸送到儲(chǔ)氣罐內(nèi)并增壓，然后打開(kāi)第一支管上的第三電子控制閥，通過(guò)儲(chǔ)氣罐向各個(gè)進(jìn)氣管進(jìn)行補(bǔ)壓。第一電子控制閥的設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同的加工要求，通過(guò)調(diào)整第一電子控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)透氣磚的送氣量調(diào)整，使各個(gè)透氣磚的出氣量可獨(dú)立控制。當(dāng)氬氣輸送管內(nèi)的氣壓不足時(shí)，儲(chǔ)氣罐的設(shè)計(jì)意義在于可通過(guò)外部控制器啟動(dòng)輸送泵，對(duì)儲(chǔ)氣罐進(jìn)行輸氣增壓，然后通過(guò)儲(chǔ)氣罐向各個(gè)透氣磚供氣，保證供氣壓力；電子顯示屏的設(shè)計(jì)，可隨時(shí)查看各個(gè)透氣磚的供氣壓力。減震彈簧的設(shè)計(jì)，可減少在設(shè)備使用過(guò)程中對(duì)設(shè)備造成的沖擊損壞。

3 精煉爐鋼包底吹氬控制裝置的優(yōu)點(diǎn)分析

相比于現(xiàn)有技術(shù)，精煉爐鋼包底吹氬控制裝置的優(yōu)點(diǎn)在于第一電子控制閥的設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同的加工要求，通過(guò)調(diào)整第一電子控制閥，調(diào)整各個(gè)透氣磚的送氣量，使各個(gè)透氣磚的出氣量可獨(dú)立控制；儲(chǔ)氣罐的設(shè)計(jì)可在氬氣輸送管內(nèi)的氣壓不足時(shí)，通過(guò)外部控制器啟動(dòng)輸送泵，對(duì)儲(chǔ)氣罐進(jìn)行輸氣增壓，然后通過(guò)儲(chǔ)氣罐向各個(gè)透氣磚供氣，保證供氣壓力；電子顯示屏的設(shè)計(jì)，可隨時(shí)查看各個(gè)透氣磚的供氣壓力；減震彈簧的設(shè)計(jì)，在設(shè)備使用過(guò)程中，可減少?zèng)_擊對(duì)設(shè)備的損壞。

4 結(jié)論

1）目前精煉爐鋼包底吹不能控制精煉爐鋼包內(nèi)各透氣磚的供氣量，同時(shí)缺少補(bǔ)壓設(shè)備，一旦供氣管道出現(xiàn)供氣異常，就會(huì)導(dǎo)致精煉爐鋼包內(nèi)反應(yīng)不充分的問(wèn)題，通過(guò)分析目前的精煉爐鋼包底吹裝置，成功設(shè)計(jì)了新型精煉爐鋼包底吹氬控制裝置，并取得了良好的應(yīng)用效果。

2）此次設(shè)計(jì)的精煉爐鋼包底吹氬控制裝置可實(shí)現(xiàn)各個(gè)透氣磚的出氣量的獨(dú)立控制，同時(shí)可通過(guò)儲(chǔ)氣罐向各個(gè)透氣磚供氣，保證供氣壓力，并減少?zèng)_擊對(duì)設(shè)備的損壞。

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