一种RH炉顶枪密封气囊保护装置及方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金炼钢领域，具体涉及一种RH炉顶枪密封气囊保护装置及方法。

背景技术

RH真空炉作为精炼工序主要冶炼设备，其工艺特点主要在于钢水处于真空环境下对钢水进行处理，对于真空度的要求极为严格；真空系统各个环节的密封都能对真空度起到较大的影响，顶枪系统作为RH炉冶炼过程的主体设备，主要作用是对真空槽进行烘烤、对钢水进行提温、强制脱碳、真空槽体冷钢去除，使用频率较为频繁。

为解决顶枪在真空处理和加热工作过程中与真空槽之间的高温密封问题，中国专利文献CN201024186Y(CN200720066221.4)提供一种钢水真空精炼多功能顶枪密封保护装置，解决了密封气囊、密封盘根烧坏问题，实现真空处理状态正常密封，结构简单，大大提高设备寿命，降低生产维护成本。该专利仅解决了在顶枪和密封气囊之间的密封问题。

但是，当顶枪在出现漏水需更换时、顶枪枪头眼出现堵塞时、顶枪停水时等情况下，顶枪需提出真空槽，脱离密封气囊。此时，密封气囊完全暴露在高温气体的环境下，极易造成密封气囊的损毁，如未及时发现，真空处理时会出现密封不严而漏气，造成真空度达不到技术要求。即使能够及时发现，对密封气囊进行更换，仍然需花费大量的时间处理，对整个生产都会带来不利影响。因此，亟需提供一种高温环境下，顶枪脱离密封气囊时的快速保护顶枪密封气囊的装置及方法。

另外，RH真空炉的循环流量能够最直接地体现RH的精炼效率。循环流量增大，可提高RH的处理能力，增强钢液组份的均匀性及纯净度，从而提升并稳定钢水质量。浸渍管的吹气孔的大小、流量是环流量最直接的动态影响关键因子，因此浸渍管的吹气孔成为真空精炼炉技术人员关注的重要部分；因真空炉环流过程中大量的钢水、钢渣在浸渍管上升管流动而堵塞吹气孔，或者在真空槽烘烤过程槽内的钢渣熔化后流出堵塞浸渍管吹气孔的情况时有发生，其对生产过程管控带来了较大的麻烦。因此，需要提供一种RH炉浸渍管吹气孔防堵塞装置及方法。

发明内容

本发明的其中一个目的在于，提供一种RH炉顶枪密封气囊保护装置及方法。保证顶枪脱离密封通道后密封气囊不受高温热气炙烤，对于RH炉的生产稳定运行和确保真空系统的密封性都起到了重要的作用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种RH炉顶枪密封气囊保护装置，包括隔热板、连接装置和固定装置；所述隔热板为圆形，连接装置一端连接于隔热板中心，另一端连接于固定装置；所述隔热板的直径小于顶枪密封通道的直径；所述连接装置的长度小于顶枪密封通道的长度，同时大于顶枪密封通道顶端到密封气囊下端的长度。

优选的，所述固定装置为钢条。进一步优选的，所述钢条的长度大于顶枪密封通道的直径。

优选的，所述连接装置为链条。选择链条连接隔热板和固定装置，便于密封通道内的取放。

优选的，所述隔热板的直径小于顶枪密封通道的直径2～4cm。当小于2mm时，隔热板与密封通道间隙太小，一方面不利于隔热板的取放，另一方面不利于石棉的塞入压实；当大于4mm时，隔热板与密封通道的间隙太大，石棉塞入时易掉入槽内，不利于缝隙的填实。

优选的，所述隔热板为钢板，厚度为2～3mm。

本发明还提供一种RH真空炉，包括真空槽、用于排气的热弯管、用于加料的合金料加料口；热弯管和合金加料口均与真空槽链接；

位于真空槽底部的浸渍管，所述浸渍管包括钢液上升管和钢液下降管、连接于上升管内壁的吹气管道；

以及顶枪、顶枪密封通道和起密封作用的顶枪密封气囊；

防止顶枪提出顶枪密封通道时，密封气囊受损的保护装置；

所述保护装置包括隔热板、起连接作用的链条和起固定作用的钢条；所述隔热板为圆形，链条一端连接于隔热板中心，另一端连接于钢条中心；所述钢条的长度大于顶枪密封通道的直径；所述隔热板的直径小于顶枪密封通道的直径；所述链条的长度小于顶枪密封通道的长度，同时大于顶枪密封通道顶端到密封气囊下端的长度；

还包括用于填实隔热板与密封通道之间缝隙的石棉。

优选的，石棉厚度为2～3mm。

本发明所述RH炉顶枪密封气囊保护装置，在顶枪需维修等处理时，顶枪提出顶枪密封通道，此时密封气囊受到来自真空槽、热弯管的高温热气的炙烤。为避免密封气囊的烧坏，立即将保护装置放入顶枪密封通道内，同时在保护装置隔热板与顶枪密封通道缝隙处填实石棉。该装置有效的阻断了高温热气，避免了毁坏密封气囊的发生，解决了高温环境下密封通道密封气囊的密封稳定性，减少密封气囊因高温烧坏而频繁更换等问题。

本发明还提供一种基于上述保护装置的高温环境下快速保护顶枪密封气囊的方法，所述方法包括以下步骤：

1)当顶枪需提出密封通道时，现场手动操作松开顶枪密封气囊，顶枪上升提出密封通道，此时真空槽高温热气从顶枪密封通道排出，及时将保护装置的隔热板放置于密封通道内，将钢条支撑于密封通道上端；从而将隔热板利用链条挂于密封通道内，链条的长度小于顶枪密封通道的长度，同时大于顶枪密封通道顶端到密封气囊下端的长度，确保隔热板处于顶枪密封气囊的以下，高于密封通道底端以上；

2)在保护装置隔热板与密封通道的缝隙处填实石棉，以保证保护装置隔热钢板与密封通道形成一个半密封体，隔断高温热气的上升空间；

3)当顶枪需下降到真空槽时，先通过链条将隔热板拉出，将顶枪下降进入真空槽内，密封气囊依据顶枪连锁进行正常工作。

将隔热板拉出后，石棉一部分从真空槽浸渍管掉入地面、一部分落在槽内，烘烤时或者RH处理时会熔化，对钢水质量没有影响。

本发明为了同时解决吹气管道易堵塞的问题，在上述RH真空炉的吹气管道的侧壁连接有氧气分管道和压力传感器。在顶枪进行维修、更换的间隙，通过通氧气对吹气管道出口进行吹通。因为是刚停止反应，浸渍管处于高温状态，此时通入氧气，会使氧气与吹气孔处堵塞的钢渣反应，从而使钢渣融化掉，在一定压力的氧气的推动下，熔化的钢渣从吹气孔中下落。

本发明的另一个目的是提供一种在顶枪维修、更换间隙去除RH炉浸渍管吹气孔钢渣的方法，包括以下步骤：

1)当顶枪需提出密封通道时，现场手动操作松开顶枪密封气囊，顶枪上升提出密封通道，此时真空槽高温热气从顶枪密封通道排出，及时将保护装置的隔热板放置于密封通道内，将钢条支撑于密封通道上端；从而将隔热板利用链条挂于密封通道内，链条的长度小于顶枪密封通道的长度，同时大于顶枪密封通道顶端到密封气囊下端的长度，确保隔热板处于顶枪密封气囊的以下，高于密封通道底端以上；

2)在保护装置隔热板与密封通道的缝隙处填实石棉，以保证保护装置隔热钢板与密封通道形成一个半密封体，隔断高温热气的上升空间；

3)在顶枪进行维修、更换的同时，将吹气管道内气体更换为氧气进行吹通，氧气压力为1.0～1.5Mpa，直至没有钢渣落下时，停止吹通；

4)当顶枪需下降到真空槽时，先通过链条将隔热板拉出，将顶枪下降进入真空槽内，密封气囊依据顶枪连锁进行正常工作，同时吹气管道内气体更换为氩气。

该方法可以在顶枪进行维修、更换的同时，对浸渍管吹气口进行吹通，不仅能够及时吹通，降低堵塞程度，还节约了工序，节省了时间；可以保障浸渍管使用过程的环流效果，减少因浸渍管堵塞过多而下线。

本发明的有益效果：

本发明应用于高温环境下对密封气囊进行较好保护，避免高温热气烤坏皮质密封气囊，对于高真空环境下进行钢水环流处理起到了坚实的保障作用，且该方法简单、实用。

本发明采用阻断、隔离思维，切断高温热气到达顶枪密封气囊的通道，同时该保护装置能够快速进行隔离，并在顶枪维修完后可进行快速撤除；对于RH炉顶枪维修下密封气囊的保护起到了高效、稳定的作用。密封气囊没有保护装置就会烧坏，气囊保护后气囊寿命存于正常使用周期，一般为6～7月。

本发明采用在顶枪进行维修、更换的同时，应用于高温环境下对浸渍管上升管吹气孔堵塞物进行清理，避免了浸渍管因堵塞而下线的发生，提高了浸渍管的使用寿命；异常堵塞浸渍管的寿命为50～70炉不等，现寿命在100～120炉，确保了浸渍管寿命期内环流效率的稳定以及钢水质量的稳定；同时节约了程序和时间。

本发明采用现有设备基础上进行简单改造，操作实施性更强，吹气孔堵塞物清理实现了远程操作，避免了人员与高温钢渣的直接接触，采用氧气与钢渣直接发生氧化化学反应清理被堵塞的吹气孔，特别是对吹气孔内部深层堵塞的钢渣可有效去除。

附图说明

图1为本发明的RH真空炉的上部结构示意图；

图2为本发明的RH真空炉密封气囊保护装置结构示意图；

图3为本发明的RH真空炉下部结构示意图。

附图标记：1-保护装置；11-隔热板；12-链条；13-钢条；14-石棉；2-密封气囊；3-顶枪；4-热弯管；5-密封通道；6-真空槽；7-合金加料口；8-钢液上升管；9-钢液下降管；61-吹气管道；62-氧气分管道；63-压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施实例对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明局限在实施实例描述的范围之内。

如图1、2所示，一种带有气囊密封通道保护装置的RH真空炉，包括真空槽6、用于排气的热弯管4、用于加料的合金料加料口7；热弯管4和合金加料口7均设置在真空槽6侧壁；

位于真空槽6底部的钢液上升管8和钢液下降管9、连接于上升管8侧壁的吹气管道61；

以及顶枪3、顶枪密封通道5和起密封作用的顶枪密封气囊2；

防止顶枪3提出顶枪密封通道5时，密封气囊2受损的保护装置1；

所述保护装置1包括隔热板11、起连接作用的链条12和起固定作用的钢条13；所述隔热板11为圆形，链条12一端连接于隔热板11中心，另一端连接于钢条13中心；所述钢条13的长度大于顶枪密封通道5的直径；所述隔热板11的直径小于顶枪密封通道5的直径；所述链条12的长度小于顶枪密封通道5的长度，同时大于顶枪密封通道5顶端到密封气囊2下端的长度；所述隔热板为钢板，厚度为2～3mm；

还包括用于填实隔热板11与密封通道5之间缝隙的石棉；石棉厚度为2～3mm。

密封气囊保护装置有效地阻断了高温热气烤坏密封气囊的发生，解决了高温环境下密封通道密封气囊的密封稳定性，减少密封气囊因高温烧坏而频繁更换等问题。

在所述吹气管道61的侧壁连接有氧气分管道62和压力传感器63。当钢液上升管8吹气孔出现变小或者堵塞情况时，通过氧气分管道62进行吹通。

因为吹气管道孔径恒定，因此同样流量的气体，当吹气孔处被堵塞时，压力传感器测得的压力值会相应变大，从而判断出吹气孔被堵塞的程度；同时因为刚反应完，浸渍管处于高温状态，此时通入氧气，会使氧气与吹气孔处堵塞的钢渣反应，从而使钢渣融化掉，在一定流速氧气的推动下，从吹气孔中下落。

一种基于上述保护装置的高温环境下快速保护顶枪密封气囊的方法，所述方法包括以下步骤：

1)当顶枪需提出密封通道时，现场手动操作松开顶枪密封气囊，顶枪上升提出密封通道，此时真空槽高温热气从顶枪密封通道排出，及时将保护装置的隔热板放置于密封通道内，将钢条支撑于密封通道上端；从而将隔热板利用链条挂于密封通道内，链条的长度小于顶枪密封通道的长度，同时大于顶枪密封通道顶端到密封气囊下端的长度，确保隔热板处于顶枪密封气囊的以下，高于密封通道底端以上；

2)在保护装置隔热板与密封通道的缝隙处填实石棉，以保证保护装置隔热钢板与密封通道形成一个半密封体，隔断高温热气的上升空间；

3)当顶枪需下降到真空槽时，先通过链条将隔热板拉出，将顶枪下降进入真空槽内，密封气囊依据顶枪连锁进行正常工作。

实施例1：

一种高温环境下快速保护顶枪密封气囊的方法，包括以下步骤：

1)当顶枪需提出密封通道时，现场手动操作松开顶枪密封气囊，顶枪上升提出密封通道，此时真空槽高温热气从顶枪密封通道排出，及时将保护装置的隔热板放置于密封通道内，将钢条支撑于密封通道上端；从而将隔热板利用链条挂于密封通道内，隔热板的直径小于顶枪密封通道直径3cm，链条的长度小于顶枪密封通道的长度，同时大于顶枪密封通道顶端到密封气囊下端的长度，确保隔热板处于顶枪密封气囊的以下，高于密封通道底端以上；

2)在保护装置隔热板与密封通道的缝隙处填实石棉，以保证保护装置隔热钢板与密封通道形成一个半密封体，隔断高温热气的上升空间；

3)当顶枪需下降到真空槽时，先通过链条将隔热板拉出，将顶枪下降进入真空槽内，密封气囊依据顶枪连锁进行正常工作。

实施例2：

一种高温环境下快速保护顶枪密封气囊的方法，包括以下步骤：

1)当顶枪需提出密封通道时，现场手动操作松开顶枪密封气囊，顶枪上升提出密封通道，此时真空槽高温热气从顶枪密封通道排出，及时将保护装置的隔热板放置于密封通道内，将钢条支撑于密封通道上端；从而将隔热板利用链条挂于密封通道内，隔热板的直径小于顶枪密封通道直径4cm，链条的长度小于顶枪密封通道的长度，同时大于顶枪密封通道顶端到密封气囊下端的长度，确保隔热板处于顶枪密封气囊的以下，高于密封通道底端以上；

2)在保护装置隔热板与密封通道的缝隙处填实石棉，以保证保护装置隔热钢板与密封通道形成一个半密封体，隔断高温热气的上升空间；

3)当顶枪需下降到真空槽时，先通过链条将隔热板拉出，将顶枪下降进入真空槽内，密封气囊依据顶枪连锁进行正常工作。

实施例3：

一种高温环境下快速保护顶枪密封气囊的方法，包括以下步骤：

1)当顶枪需提出密封通道时，现场手动操作松开顶枪密封气囊，顶枪上升提出密封通道，此时真空槽高温热气从顶枪密封通道排出，及时将保护装置的隔热板放置于密封通道内将钢条支撑于密封通道上端；从而将隔热板利用链条挂于密封通道内，隔热板的直径小于顶枪密封通道直径2cm，链条的长度小于顶枪密封通道的长度，同时大于顶枪密封通道顶端到密封气囊下端的长度，确保隔热板处于顶枪密封气囊的以下，高于密封通道底端以上；

2)在保护装置隔热板与密封通道的缝隙处填实石棉，以保证保护装置隔热钢板与密封通道形成一个半密封体，隔断高温热气的上升空间；

3)当顶枪需下降到真空槽时，先通过链条将隔热板拉出，将顶枪下降进入真空槽内，密封气囊依据顶枪连锁进行正常工作。

综上所述，采用本发明保护顶枪密封气囊，可以确保顶枪脱离密封气囊情况下气囊的完整性、可靠性，避免因真空槽、热弯管高温热气而导致气囊烤坏的发生，为RH炉顶枪与真空槽的动态密封问题得到较好的解决；同时为RH真空炉钢水处理工艺技术指标稳定提供了较好的保障。

实施例4

一种在顶枪维修、更换间隙去除RH炉浸渍管吹气孔钢渣的方法，包括以下步骤：

1)当顶枪需提出密封通道时，现场手动操作松开顶枪密封气囊，顶枪上升提出密封通道，此时真空槽高温热气从顶枪密封通道排出，及时将保护装置的隔热板放置于密封通道内，将钢条支撑于密封通道上端；从而将隔热板利用链条挂于密封通道内，隔热板的直径小于顶枪密封通道直径3cm，链条的长度小于顶枪密封通道的长度，同时大于顶枪密封通道顶端到密封气囊下端的长度，确保隔热板处于顶枪密封气囊的以下，高于密封通道底端以上；

2)在保护装置隔热板与密封通道的缝隙处填实石棉，以保证保护装置隔热钢板与密封通道形成一个半密封体，隔断高温热气的上升空间；

3)在顶枪进行维修、更换的同时，将吹气管道内气体更换为氧气进行吹通，氧气压力为1.2Mpa，直至没有钢渣落下时，停止吹通；

4)当顶枪需下降到真空槽时，先通过链条将隔热板拉出，将顶枪下降进入真空槽内，密封气囊依据顶枪连锁进行正常工作。

该方法可以在顶枪进行维修、更换的同时，对浸渍管吹气口进行吹通，不仅能够及时吹通，降低堵塞程度，还节约了工序，节省了时间；可以保障浸渍管使用过程的环流效果，减少因浸渍管堵塞过多而下线；同时保护装置能够避免因真空槽、热弯管高温热气而导致气囊烤坏的发生。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。