李维华

（福建三宝钢铁有限公司技术中心， 福建 漳州 363000）

摘 要：炼钢过程中，现使用的精炼炉钢包底部的吹氩设备多直接与外部供气管道连通，无法控制精炼炉钢包内各透气砖的供气量，同时缺少补压设备，一旦供气管道出现供气异常，就会导致精炼炉钢包内反应不充分。针对此问题，结合现有的精炼炉钢包底吹氩控制装置的设计与应用问题进行深入剖析，研究出一种新的精炼炉钢包底吹氩控制装置，并具体介绍该装置的设计结构、设计原理及应用优势。

关键词：底吹氩；钢包；精炼炉；设计；透气砖；储气罐

0 引言

炼钢是指通过控制碳含量，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，调整元素之间的比例，以获得钢产品最佳性能，并将生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼而得到钢的过程。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢^[1-4]。本文涉及炼钢设备技术领域，对一种精炼炉钢包底吹氩控制装置进行设计研究。

钢包吹氩处理又称钢液吹氩处理，是一种简易的钢液脱气和去除非金属夹杂物的炉外精炼方法。这种方法工艺简单，设备便宜，精炼效果显著。经研究，现有技术中，精炼炉钢包底部的吹氩设备多直接与外部供气管道进行连通，不能控制精炼炉钢包内各透气砖的供气量，同时缺少补压设备，一旦供气管道出现供气异常，就会导致精炼炉钢包内反应不充分，本文针对以上问题提出了一种新的解决方案^[5-12]。因此，福建三宝钢铁有限公司开展了对精炼炉钢包底吹氩控制装置的设计研究与应用研究，针对现有的精炼炉钢包底吹氩控制装置设计与应用问题进行深入探析，并取得了一定的成绩和效果。

1 精炼炉钢包底吹氩控制装置的结构设计

1.1 精炼炉钢包底吹氩控制装置的整体结构设计

精炼炉钢包底吹氩控制装置的整体结构示意图如图 1 所示。装置主体为钢包本体，钢包本体的侧壁上设置有支架，支架的底部设置有基座，钢包本体内的底部安装有多个透气砖，透气砖的底部设置有进气管，进气管的底部穿过钢包本体的底部，进气管上设置有第一电子控制阀、第一电子压力表和流量计，进气管的底部输入端上设置有供气管，供气管上设置有第二电子控制阀，供气管的输入端上连接有第一支管和第二支管，第一支管的输入端连接有储气罐，储气罐的底部固定在基座的上端面，第二支管的输入端连接有氩气输送管，第一支管和第二支管上分别设置有第三电子控制阀和第四电子控制阀，基座的上端面设置有输送泵和电子显示屏，输送泵的输出端与储气罐的内部连通，输送泵的输入端上设置有连接管，连接管与氩气输送管连通，且连接管上设置有第五电子控制阀，第一电子压力表和流量计分别与电子显示屏电性连接。

图1 中 A 区域局部放大图如图 2 所示，由图 2 可以看出，基座的下端面设置有多组减震弹簧，减震弹簧的底部连接有安装板。减震弹簧的设计，可在设备使用过程中，减少冲击对设备的损坏。减震弹簧内套接有限位杆，限位杆的顶部固定在基座的下端面，限位杆的底部与安装板滑动连接。限位杆的设计，可避免减震弹簧左右晃动。安装板的四角处分别设置有连接通孔。连接通孔的设计，可方便将安装板通过螺栓固定在地面或者其他固定物上。

1.2 储气罐的结构设计

储气罐的结构设计图如图 3 所示，由图 3 可以看出，储气罐上设置有第二电子压力表，第二电子压力表的探测端位于储气罐内，第二电子压力表与电子显示屏电性连接。第二电子压力表的设计，可便于随时查看储气罐内的压力，避免因储气罐内压力过大而损坏储气罐。储气罐上设置有电子泄压阀。电子泄压阀的设计，可根据使用要求，及时将储气罐内压力泄掉，防止储气罐内压力过大。储气罐上设置有检修口，检修口上螺栓连接有检修盖。检修口的设计，可方便操作人员检修储气罐，延长储气罐的使用寿命。检修盖上设置有提手，提手的设计，可便于操作者取放检修盖，缩短检修时间，提高检修效率。

2 精炼炉钢包底吹氩控制装置使用原理研究

通过外部控制器打开第二支管上的第四电子控制阀，然后打开进气管上的第一电子控制阀，通过外部输送设备将氩气通过氩气输送管、第二支管、供气管和进气管，通过透气砖输送到钢包本体内，然后将待加工的铁水倒入钢包本体内。反应过程中，可通过电子显示屏实时查看各个进气管的气压，当气压不足时，可通过外部设备启动输送泵，将氩气经过输送泵输送到储气罐内并增压，然后打开第一支管上的第三电子控制阀，通过储气罐向各个进气管进行补压。第一电子控制阀的设计，可根据不同的加工要求，通过调整第一电子控制阀来实现各个透气砖的送气量调整，使各个透气砖的出气量可独立控制。当氩气输送管内的气压不足时，储气罐的设计意义在于可通过外部控制器启动输送泵，对储气罐进行输气增压，然后通过储气罐向各个透气砖供气，保证供气压力；电子显示屏的设计，可随时查看各个透气砖的供气压力。减震弹簧的设计，可减少在设备使用过程中对设备造成的冲击损坏。

3 精炼炉钢包底吹氩控制装置的优点分析

相比于现有技术，精炼炉钢包底吹氩控制装置的优点在于第一电子控制阀的设计，可根据不同的加工要求，通过调整第一电子控制阀，调整各个透气砖的送气量，使各个透气砖的出气量可独立控制；储气罐的设计可在氩气输送管内的气压不足时，通过外部控制器启动输送泵，对储气罐进行输气增压，然后通过储气罐向各个透气砖供气，保证供气压力；电子显示屏的设计，可随时查看各个透气砖的供气压力；减震弹簧的设计，在设备使用过程中，可减少冲击对设备的损坏。

4 结论

1）目前精炼炉钢包底吹不能控制精炼炉钢包内各透气砖的供气量，同时缺少补压设备，一旦供气管道出现供气异常，就会导致精炼炉钢包内反应不充分的问题，通过分析目前的精炼炉钢包底吹装置，成功设计了新型精炼炉钢包底吹氩控制装置，并取得了良好的应用效果。

2）此次设计的精炼炉钢包底吹氩控制装置可实现各个透气砖的出气量的独立控制，同时可通过储气罐向各个透气砖供气，保证供气压力，并减少冲击对设备的损坏。

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