一种防穿钢的RH精炼炉浸渍管及其应用的制作方法

一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管及其应用
技术领域
1.本发明属于真空冶炼技术领域，具体涉及一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管及其应用。


背景技术：

2.近几十年，随着炼钢产业的不断发展，rh炉外精炼技术取得的巨大发展，它通过运用真空循环脱气原理，去除钢水中所含的氢、氮等有害气体并降低碳含量，从而进一步的提高钢水纯净度，保证钢水质量。
3.在技术不断成熟的同时，对rh炉的作业环境、使用要求也越来越严格，从原来的单一的脱氢功能发展到现在的脱碳、温度补偿、调整成份、合金化处理等多种使用功能，随着使用功能的越来越多样化，rh精炼炉单炉次真空处理时间也随之提高，这样造成浸渍管、环流管过钢时间及过钢量也随之增加，由原来15min提高到目前的40min，过钢量提升了1.67倍，由于受槽体结构及现场施工限制，目前传统设计方案为浸渍管上表面、环流管下表面以及槽壳法兰在同一水平面，形成通缝，在使用过程中，存在由于衬砖质量问题、对接质量问题以及法兰焊接质量问题等相关问题导致对接面形成扎钢或吸气，在连续使用时，扎钢面积会随之加大加深，最终从对接缝位置穿出将法兰烧穿造成穿钢事故，影响整体rh炉使用质量，降低浸渍管使用炉龄，影响钢厂生产节奏。
4.因此，如何提供一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管是亟需解决的一个问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管及其应用，将对接面与法兰面进行错缝砌筑，同时采用刚玉自流料进行阻断，即使出现法兰焊接质量问题或浸渍管与环流管对接面扎钢也不会导致穿钢事故，提高了rh炉的安全使用性能。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，环流管与浸渍管衬砖的对接面和钢结构的对接法兰进行错缝砌筑。
8.优选的，所述环流管与所述浸渍管衬砖的对接面高出所述对接法兰50-100mm。
9.优选的，所述环流管与所述浸渍管衬砖的对接面高出所述对接法兰100mm。
10.优选的，所述环流管的高度缩短100mm。
11.本发明将浸渍管衬砖上表面探出法兰面100mm，环流管总高度缩短100mm，结构法兰面位置不变，衬砖外侧填充刚玉自流料，这样将对接面与法兰面进行错缝砌筑，同时刚玉自流料阻断，即使出现法兰焊接质量问题或浸渍管与环流管对接面扎钢也不会导致穿钢事故，提高了rh炉的安全使用性能。
12.优选的，所述浸渍管还包括自流料和外层浇注料。
13.优选的，所述浸渍管衬砖包括以下质量百分比原材料：mgo 81-85％，al2o310-12％，抗氧化剂3-4％和结合剂2-3％。
14.优选的，所述浸渍管衬砖采用不烧镁尖晶石衬砖材质，以下重量份原材料：大结晶镁砂粒度料68-80份，98大结晶镁砂粉料8-12份，结合剂2.5-3份，抗氧化剂金属铝粉5-6份，钇稳定氧化锆1.5-2.5份，氧化铝粉7-10份。
15.本发明大结晶电熔镁砂选用mgo含量≥98％，拥有原晶晶粒大，具有良好的抗渗透、抗侵蚀性能；结合剂选用残碳量≥40％的酚醛树脂，酚醛树脂由于由很多碳原子构成，当高温烧结时，则形成强有力的碳结合特征，同时酚醛树脂与传统结合剂焦油、沥青比较，具有热硬性、干燥强度大、固定碳率高、环境污染小等特点；抗氧化剂：金属铝粉，选用单质铝含量≥98％的粉末状，高温状态下铝粉会与树脂中的残碳发生化学反应，生产碳化铝包容在衬砖表面保护炉渣的渗透侵蚀；以稳定氧化锆选用氧化锆含量≥90％，氧化钇含量≥7％，具有良好的抗热震性能、高韧性、防爆裂、耐高温、化学稳定性好等优良高温性能；氧化铝微粉：选用氧化铝含量≥99％、粒度≤5μ的氧化铝微粉，在高温状态下有助于衬砖烧结，同时与镁砂反映形成原位镁铝尖晶石，具有良好的抗侵蚀、提高热震稳定性能。
16.本发明浸渍管衬砖经过1200-1600t摩擦压砖机机压成型后，通过150-200℃干燥窑干燥成型，该衬砖具备良好的热震稳定性、抗冲刷、抗侵蚀等高温性能，可代替传统镁铬砖，具有一定的环保优势。
17.优选的，所述抗氧化剂为金属铝粉。
18.优选的，所述结合剂为酚醛树脂。
19.优选的，所述自流料包括以下质量百分比原材料：al2o390-91％，mgo2-3.5％，抗氧化剂1.5-2.5％和结合剂4.5-5.5％。
20.浸渍管衬砖与钢结构以及环流管衬砖与槽壳间隙一般厚度约25-35mm，采用刚玉自流料填充，选用具有良好热震稳定性的板状刚玉作为骨料，结合剂采用水化速度快，易形成高温相ca6，该料具备良好的施工流动性，较好的高温强度，较高的体积密度，能有效的填充间隙，及固定环流管与浸渍管衬砖，防止发生位移。
21.优选的，所述外层浇注料包括以下质量百分比原材料：al2o394.5-96％，cao 1-2.5％和mgo 2-3％。
22.优选的，所述外层浇注料包括以下百分比原材料：板状刚玉61-70％份，烧结尖晶石15-16％，氧化铝微粉5％，电熔锆莫来石6-14％和水泥4％。
23.本发明板状刚玉选用al2o3含量≥99％，具有纯度高、熔点高、晶粒硬度大、耐磨性好等优点；结合剂采用纯铝酸钙水泥具有水化速度快，易形成高温相ca6，具有良好的高温性能；氧化铝微粉选用单峰和双峰复配的方式，到达更紧密的堆积效果，使浇注料更加致密话，提高料体的抗冲刷能力；镁铝尖晶石微粉选用粒度5-10μ，具有良好的热震稳定性及抗渗透、抗侵蚀等高温性能；不锈钢纤维：不锈钢纤维本身具有熔点高、强度大等特点，能提高浇注料坯体强度及任性，有助于抑制浇注料体裂纹的形成。
24.浸渍管外层浇注料起到保护钢结构及衬砖的作用，钢水由于受rh真空系统及底吹的作用，不断循环翻滚，对浸渍管外层浇注料产生剧烈冲刷与钢渣侵蚀，同时由于浸渍管的冷热交替使用，要求外层浇注料需具备优良的热震稳定性，本发明通过现场浇住震动成型，30-45℃、湿度40％-60％条件下8-10天养生、350-400℃干燥等工序达到优良的热震稳定性能及耐冲刷、抗侵蚀等高温性能。
25.如上述所述的浸渍管在rh精炼炉中的应用。
26.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
27.1、通过本发明方案有效降低槽体穿钢风险，稳定生产节奏，提高安全生产系数；
28.2、通过本发明方案减少耐材的用量，降低整体承包成本，提高企业经济效益；
29.3、本发明方案与传统施工方案工艺流程相同，没有复杂化。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
31.图1为本发明结构和传统结构的对比图，a为传统结构，b为本发明结构；
32.其中，1-环流管、2-自流料、3-钢结构、4-浸渍管与环流管对接缝、5-浸渍管与钢结构对接法兰、6-浸渍管衬砖、7-浸渍管外层浇注料。
具体实施方式
33.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例1
35.一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管的制备方法，具体包括以下步骤：
36.1、作业前准备
37.1)配料：确认原料标识及指标是否合格，配料前进行教秤，配料公差
±
0.5kg，浸渍管衬砖原材料配比(见表1数据)、外层浇注料原材料配比(见表2数据)和自流料原材料配比，将各组分材料进行预混处理，预混时间≥25分钟，成品料存放时间≤72小时，存料温度25-35℃；
38.2)装模组装：确认模具完整性，是够存在漏浆，螺栓松动；
39.3)混炼：将浸渍管衬砖物料投入混炼设备，净混时间≥3分钟，投入4.5％水进行湿混，湿混时间3-4分钟后进行放料震动成型；
40.4)震动成型：将混好的泥料投入模具中，进行震动成型，净震时间≥3分钟，之后放入水平位置进行养生，养生温度25-40℃，模内养生时间10-15小时，模外养生时间≥240小时后进行入窑干燥；
41.5)干燥：将达到养生期的浸渍管放入干燥窑内，干燥温度380℃，干燥时间≥98小时
42.2、浸渍管对接
43.1)浸渍管衬砖与环流管表面处理干净整洁、无杂质，将环流管落在浸渍管衬砖上表面，内孔要求同心；
44.2)浸渍管衬砖与环流管对接面要求干砌；
45.3)通过升降车将浸渍管衬砖缓慢上升，浸渍管衬砖法兰面与槽体法兰完全贴合；
将浸渍管衬砖上表面探出法兰面100mm，环流管总高度缩短100mm，结构法兰面位置不变；
46.4)采用506焊条将法兰对接处整环连续满焊3遍以上，不得存在砂眼，焊肉饱满；
47.5)浇筑刚玉自流料，其中，刚玉自流料的质量百分比为：al2o390-91％，mgo 2-3.5％，抗氧化剂1.5-2.5％和结合剂4.5-5.5％；
48.3、环流管刚玉浇注料施工
49.1)确定浸渍管衬砖与环流管位置固定后，进行环流管刚玉浇注料浇注施工；
50.2)先将浇注料投入搅拌机内，干混2-3分钟后进行湿混，湿混时间3-4分钟，加水量约为8-9％；
51.3)浇注料加水搅拌后在30分钟内使用完毕，中途不得随意中断施工；
52.4)浇注时顺次倒料，然后用插入式振动棒振动。使用振动棒时，先开动振动棒后方能插入浇注料中，振动时振动棒应直插、快插慢拔；
53.5)浇注完毕后进行自然养生≥24h。
54.如图1，为本发明结构与传统工艺结构的区别，本发明通过优化设计方案，将浸渍管衬砖上表面探出法兰面100mm，环流管总高度缩短100mm，结构法兰面位置不变，衬砖外侧填充刚玉自流料，这样将对接面与法兰面进行错缝砌筑，同时采用刚玉自流料进行阻断，即使出现法兰焊接质量问题或浸渍管与环流管对接面扎钢也不会导致穿钢事故，提高了rh炉的安全使用性能。
55.实施例2
56.浸渍管衬砖原材料配比(见表1数据)，外层浇注料原材料配比(见表2数据)，其余步骤及参数与实施例1完全相同。
57.实施例3
58.浸渍管衬砖原材料配比(见表1数据)，外层浇注料原材料配比(见表2数据)，其余步骤及参数与实施例1完全相同。
59.表1浸渍管衬砖原材料配比
[0060][0061]
表2外层浇注料原材料配比
[0062]
[0063][0064]
应用例
[0065]
以湖南某大型钢厂其中某210t rh炉为例，该分厂投产以来已有20多年使用历史，原设计浸渍管、环流管对接面与法兰对接面在同一平面，经过2年时间使用，统计穿钢比例约为0.375％，但在对接面出现穿钢的比例占总穿钢比例60％左右，经过调整设计方式后，穿钢比例约为0.125％，而由于对接面出现吸气、扎钢导致穿钢的问题占总穿钢比例的15％，下降了45％左右，通过实际验证了本实施例1设计方案对工业生产起着正向的实用性能，能够给企业带来一定的经济效益，更重要的是提高了使用单位安全、连续、稳定的生产能力。
[0066]
各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0067]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，其特征在于，环流管与浸渍管衬砖的对接面和钢结构的对接法兰进行错缝砌筑。2.根据权利要求1所述的一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，其特征在于，所述环流管与所述浸渍管衬砖的对接面高出所述对接法兰50-100mm。3.根据权利要求2所述的一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，其特征在于，所述环流管与所述浸渍管衬砖的对接面高出所述对接法兰100mm。4.根据权利要求1所述的一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，其特征在于，所述浸渍管还包括自流料和外层浇注料。5.根据权利要求1所述的一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，其特征在于，所述浸渍管衬砖包括以下质量百分比原材料：mgo81-85％，al2o310-12％，抗氧化剂3-4％和结合剂2-3％。6.根据权利要求5所述的一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，其特征在于，所述抗氧化剂为金属铝粉，所述结合剂为酚醛树脂。7.根据权利要求4所述的一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，其特征在于，所述自流料包括以下质量百分比原材料：al2o390-91％，mgo2-3.5％，抗氧化剂1.5-2.5％和结合剂4.5-5.5％。8.根据权利要求4所述的一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，其特征在于，所述外层浇注料包括以下质量百分比原材料：al2o394.5-96％，cao1-2.5％和mgo2-3％。9.根据权利要求8所述的一种防穿钢的rh精炼炉浸渍管，其特征在于，所述结合剂为纯铝酸钙水泥。10.如权利要求1-9任一项所述的浸渍管在rh精炼炉中的应用。

技术总结
本发明公开了一种防穿钢的RH精炼炉浸渍管，环流管与浸渍管衬砖的对接面和钢结构的对接法兰进行错缝砌筑，本发明将对接面与法兰面进行错缝砌筑，同时采用刚玉自流料进行阻断，即使出现法兰焊接质量问题或浸渍管与环流管对接面扎钢也不会导致穿钢事故，提高了RH炉的安全使用性能。安全使用性能。安全使用性能。


技术研发人员：王忠明 李勇 王鹏 崔高扬 刘永亮 张程 张川 薛思琪
受保护的技术使用者：鞍山市和丰耐火材料有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/28