一种RH精炼炉的环流管结构、原料及工艺方法

技术领域

本发明涉及RH精炼炉技术领域，更具体的说是涉及一种RH精炼炉的环流管结构、原料及工艺方法。

背景技术

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，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，而现有的环流管参见附图1，其为圆环形结构，环砖由相同尺寸的32块单砖环拼而成，经过环氧树脂与固化剂粘结成型；由于环流管的使用条件变得更加苛刻，在此使用环境下，圆环形的环流管过钢量小，影响过钢量，在使用过程中容易出现断砖造成穿钢事故，影响整体RH炉使用质量，降低RH炉使用炉龄，影响钢厂生产节奏。

因此，如何提供一种RH精炼炉的环流管结构，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为此，本发明的一个目的在于提出一种RH精炼炉的环流管结构，解决现有的环流管结构限制，导致环流管截面小，单位时间内过钢量小，精炼时间长，环流管熔侵速率慢，同时由于圆环形的环流管截面小，在使用过程中，安全性差。

另一个目的在于提供一种RH精炼炉的环流管结构的原料，提高环流管的热震稳定性、抗冲刷、抗侵蚀等高温性能。

另一些目的在于提供一种RH精炼炉的环流管结构的工艺方法。

本发明提供了一种RH精炼炉的环流管结构，增大环流管竖轴Y方向的距离L，横轴X距离保持不变，通过环砖拼接成型。

进一步地，所述环砖包括环转一和环转二拼接成椭圆形的环流管。

进一步地，环流管竖轴Y上每侧增加三块环转二，所述环转一具有四十块。

进一步地，所述环转二的宽度大于所述环转一的宽度值。

进一步地，所述环转一和环转二为镁尖晶石不烧砖。

进一步地，所述环转一和环转二为MA95B-RH-1不烧砖。

本发明提供了一种RH精炼炉的环流管结构的原料，原料按照质量份数为MgO 82份，Al

进一步地，以大结晶镁砂粒度料和粉料为主，结合剂主要为酚醛树脂，抗氧化剂主要为金属铝粉，热震稳定剂主要为超细尖晶石微粉，烧结剂主要为活性氧化铝微粉。

本发明还提供了一种RH精炼炉的环流管结构的工艺方法，包括以下步骤：

S1、原料采购及控制：根据原料标准采购合格的原材料，原材料包括MgO、Al

S2、配料：根据对原料粒度的要求，对原料进行破碎，然后通过电子自动称量车按照质量份数为MgO 82份，Al

S3、混炼：按照先投入骨料净混3-5分钟，在投入结合剂混合2-3分钟，最后投入粉料混合15-20分钟，可放出成品泥料；

S4、成型：采用吨位为1200t-1600t摩擦压砖机进行机压成型，成型过程机压要求先轻后重，保证砖坯具有一定致密性；

S5、产品干燥：采用最高温度为260-300℃，干燥时间32小时进行干燥，使结合剂能过完全固化，砖坯具备一定运输及砌筑强度，然后包装入库。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过增大环流管竖轴Y方向的距离L，横轴X距离保持不变，通过环砖拼接成型。进而增大了环流管的横截面积，使单位时间内过钢量提高，缩短精炼时间，相对于传统环流管设计增大了钢水在精炼过程中的环流量，缩短了钢水的处理时间，提高了脱碳效率，降低了热量损耗，给钢厂降低一定量的生产成本；缩短精炼周期的同时减少钢水对RH炉的作用时间，从而提高了RH炉的使用寿命，同时给RH炉的喷补维护提供了一定的时间。

本发明通过对环流管原料的改进，提高了环流管的热震稳定性、抗冲刷、抗侵蚀等高温性能。

工艺方法上，经过1200t-1600t摩擦压砖机机压成型后，通过260-300℃干燥窑干燥成型，引入超细尖晶石微粉可使砖坯在1400-1600℃条件下进行烧结，会产生0.2％体积收缩来抵消部分镁砂膨胀，使得环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。

附图说明

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。

图1附图为传统的环流管结构的示意图；

图2附图为本发明提供的一种RH精炼炉的环流管结构的结构示意图；

图3附图为本发明提供的一种RH精炼炉的环流管结构的工艺流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见附图1，由于传统的环流管结构为圆环形，环砖由相同尺寸的32块单砖11环拼而成，经过环氧树脂与固化剂粘结成型；由于环流管的使用条件变得更加苛刻，在此使用环境下，圆环形的环流管由于环砖横截面积小，钢水过钢量低，导致循环时间长，进而导致对环流管的冲刷时间增加，提高单管的总循环时间，提高了使用风险，在使用过程中容易出现断砖造成穿钢事故，影响整体RH炉使用质量，降低RH炉使用炉龄，影响钢厂生产节奏。

鉴于此，参见附图2，本发明实施例公开了一种RH精炼炉的环流管结构，增大环流管竖轴Y方向的距离L，横轴X距离保持不变，通过环砖拼接成型。所述环砖包括环转一1和环转二2拼接成椭圆形的环流管。本方案通过增大环流管横截面积，提高钢水过钢量，循环时间缩短，进而降低钢水对环流管的冲刷时间，降低使用风险。

有利的是，环流管竖轴Y上每侧增加三块环转二2，所述环转一1具有四十块。所述环转二2的宽度大于所述环转一1的宽度值。

上述实施例环流管为调整竖轴Y方向长度，横轴方向长度不变的情况下，增加环流管横截面积，提高单位时间内环流量，通过计算可得循环时间可缩短4H/πA；

计算方式为：

原面积S1＝1/4*πA

改型面积S2＝π1/4A

循环面积增大率为：(S2-S1)/S1＝4H/πA

上述式中，S1为原设计面积，S2为改型面积，A表示变径，H表示竖轴Y增加的长度尺寸。

上述方案通过增大环流管竖轴Y方向的距离L，横轴X距离保持不变，通过环砖拼接成型。进而增大了环流管的横截面积，使单位时间内过钢量提高，缩短精炼时间，相对于传统环流管设计增大了钢水在精炼过程中的环流量，缩短了钢水的处理时间，提高了脱碳效率，降低了热量损耗，给钢厂降低一定量的生产成本；缩短精炼周期的同时减少钢水对RH炉的作用时间，从而提高了RH炉的使用寿命，同时给RH炉的喷补维护提供了一定的时间。

其中，所述环转一1和环转二2为镁尖晶石不烧砖。

所述环转一1和环转二2为MA95B-RH-1型不烧砖。

为了进一步提高环流管的使用性能，本发明提供了一种RH精炼炉的环流管结构的原料，原料按照质量份数为MgO 82份，Al

环流管原料以大结晶镁砂粒度料和粉料为主，结合剂主要为酚醛树脂，抗氧化剂主要为金属铝粉，热震稳定剂主要为超细尖晶石微粉，烧结剂主要为活性氧化铝微粉。本发明通过对环流管原料的改进，提高了环流管的热震稳定性、抗冲刷、抗侵蚀等高温性能。

本发明以高纯电熔大结晶镁砂为主，大结晶电容镁砂粒度：10-5mm、5-3mm、3-1mm、1-0.074mm、粉料：氧化铝微粉、超细尖晶石微粉、活性氧化铝微粉、金属铝粉、结合剂，钇稳定氧化锆选用氧化锆含量≥90％，氧化钇含量≥7％。

以酚醛树脂为结合剂，活性氧化铝微粉作为烧结剂，外加抗氧化剂提高衬砖高温性能；比例：大结晶镁砂粒度料、粉料78.5份：结合剂1.5份：主要以酚醛树脂作为结合剂，抗氧化剂5份：主要以金属铝粉为主要抗氧化剂，热震稳定剂5份：主要以超细尖晶石微粉作为烧结剂，烧结剂10份：主要以活性氧化铝微粉作为烧结剂。

其中，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、抗侵蚀性能采用，不同粒度组成进行合理配比，形成在具有一定优良的抗侵蚀性能下达到最紧密堆积；

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，生产碳化铝包容在环砖表面保护炉渣的渗透侵蚀；钇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；

超细尖晶石微粉：选用粒径在2-5μ范围内尖晶微粉，能够在一定范围内提高砖坯的烧结强度及高温热震稳定性；

超细尖晶石微粉具有热膨胀系数低、导热率低等特点，因此具有良好的热震稳定性能。本发明中超细尖晶石微粉粒度≤5μ，具有较大的比表面积，能够促进材料烧结，使材料本体致密化，进而提高材料高温强度。

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环砖烧结，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。

参见附图3，本发明还提供了一种RH精炼炉的环流管结构的工艺方法，包括以下步骤：

S1、原料采购及控制：根据原料标准采购合格的原材料，原材料包括MgO、Al

S2、配料：根据对原料粒度的要求，对原料进行破碎筛分，然后通过电子自动称量车按照质量份数为MgO 82份，Al

S3、混炼：按照先投入骨料净混3-5分钟，在投入结合剂混合2-3分钟，最后投入粉料混合15-20分钟，可放出成品泥料；其中骨料和粉料的具体定义为：骨料对应0.074以上粒度，粉料对应0.074以下粒度。

S4、成型：采用吨位为1200t-1600t摩擦压砖机进行机压成型，成型过程机压要求先轻后重，保证砖坯具有一定致密性；

S5、产品干燥：采用最高温度为260-300℃，干燥时间32小时进行干燥，使结合剂能过完全固化，砖坯具备一定运输及砌筑强度，然后包装入库。

上述方法经过1200t-1600t摩擦压砖机机压成型后，通过260-300℃干燥窑干燥成型，引入超细尖晶石微粉可使砖坯在1400-1600℃条件下进行烧结，会产生0.2％体积收缩来抵消部分镁砂膨胀，使得环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。

以某大型钢厂其中某260t RH炉为例，该分厂投产以来已有10多年使用历史，原设计环流管内径为φ680mm圆型结构，每炉钢水RH净处理时间约为30min，通过调整结构设计，将环流管H值设定为200mm，通过实际使用，钢水处理周期缩短约11分钟，缩短精炼处理时间，通过实际验证了上述方案对工业生产起着积极地作用，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。