專利名稱：煉鋼爐用的堵塞部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被稱作“拔塞式轉(zhuǎn)爐”形式的煉鋼爐，亦即在從其出鋼口中倒出內(nèi)部熔融金屬時能夠傾斜的轉(zhuǎn)爐。
操作者需要了解鋼渣快從出鋼口中流出或者已經(jīng)開始流出，方能停止倒出鋼。了解此點的通常方法是使用一個堵塞部件(俗稱“塞子”)，該塞子的比重小于鋼，但大于渣，所以該塞子總是“浮”在熔融鋼和渣之間的界面上。該塞子有一自由地位于出鋼口內(nèi)的下桿。當(dāng)渣層接近出鋼口時，該塞子的大頭最后降落到一定位置，至少部分地封閉出鋼口。實際上發(fā)生的情況是當(dāng)塞子頭蓋住或進(jìn)入出鋼口時，材料通過出鋼口的流動便大大減少。這便使操作者得以在鋼渣本身開始流出之前，使大部分剩余的熔融鋼液池流出，然后再將轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)回去留住其余的鋼渣。
但是由于鋼出爐時形成的渦流，渣仍能在爐內(nèi)尚存鋼上面通過出鋼口倒出。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果在塞子頭或桿上附加或結(jié)合諸如碳素物(即木材、紙板)的活性材料或活性金屬(即鋁)或這些材料的混合物，則將產(chǎn)生氣體，從而在塞子和出鋼口的周圍產(chǎn)生起泡反應(yīng)或擾動。這將起將渣從出鋼口區(qū)的周圍分散開去的作用。此種反應(yīng)減小渣被卷入渦流，從而進(jìn)入下面鋼水包的可能性。由于渣塞的目的是使通過出鋼口進(jìn)入鋼水包的渣減至最小，故此種發(fā)展提高塞子在實現(xiàn)其予定用途的性能方面的有效性。
按照本發(fā)明，提出一種煉鋼爐用的出鋼口塞子，其有一個大頭，從該頭向下伸出一桿，該桿設(shè)計位于出鋼口內(nèi)。該塞子頭和/或該桿的上表面和/或下表面上有一由碳素材料形式的活性材料或活性金屬或它們的混合物構(gòu)成的層或套。
引起反應(yīng)的該材料可在制造時附加在該頭或桿上，從而使該頭和桿具有活性。
所謂“活性金屬”，其定義為一種金屬，其在熔融鋼溫度下將蒸發(fā)或和鋼起反應(yīng)，從而使鋼液起泡或擾動，但又不致使鋼造成不能接受的臟污。適合于此種目的的金屬是鋁和鎂。優(yōu)選的碳素材料是紙、紙板或木材。
本發(fā)明可通過不同途徑實施。但它的一個優(yōu)先實施例現(xiàn)在參看附圖
予以說明。該圖表示通過出鋼口塞子的垂直截面。
圖中的塞子有一金屬棒1，該棒1通過一陶瓷異形塞子頭2，然后一圓筒形陶瓷塞子桿3。使用時，該桿3位于正在倒出熔融鋼的煉鋼轉(zhuǎn)爐的出鋼口內(nèi)。當(dāng)(帶有一層渣的)熔融鋼的表面接近出鋼口時，該塞子頭2使通道縮小，趨向于堵住渣不讓其進(jìn)入出鋼口。但是渦流效應(yīng)可能將渣向下曳入出鋼口。按照下文的解釋，此作用將由于在桿3周圍配置的一個碳素材料或活性材料的套4(實際在鋼內(nèi)引起氣泡通過渣的上升)而大大減輕。可以額外地或作為一替代地在塞子頭2的(在鋼和渣之間的)下表面5上附加一層該種材料。亦可將一用合適活性材料制成的塊或套6置于該塞子的頂表面7上(基本上位于渣內(nèi))。
紙板為一種層壓紙和有機(jī)化合物。紙主要由糖聚合物的纖維素構(gòu)成。它的一般分子式為Cn(H2O)n。據(jù)信在熔融鋼/渣溫度下，紙將放熱地分解為許多物質(zhì)，主要有碳(C)、水(H2O)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。該釋出的C是固態(tài)的，并被鋼/渣吸收。該CO、CO2和H2O都是氣態(tài)的。該涉及的氣體圍繞著該桿上升，從而在鋼內(nèi)形成向上的氣流。其效果便是使表面上的材料向遠(yuǎn)離該塞子所在位置的方向運動，從而形成一個圍繞出鋼口區(qū)域的無渣孔口。大多數(shù)碳基材料都被認(rèn)為是按此方式反應(yīng)的。
其他的活性材料可以作為碳基材料替代物或添加劑使用。類如鋁或鎂的活性金屬是這些材料的例子。在此情況下，該反應(yīng)是金屬和渣與鋼中溶解氧之間的直接反應(yīng)。這是一種劇烈的放熱反應(yīng)，而金屬的蒸發(fā)結(jié)果造成巨大的擾動和再次在鋼中形成向上的氣流。
雖然在每種情況下，化學(xué)反應(yīng)有所不同，但總的結(jié)果是造成鋼中的上升氣流，該氣流將渣清除出出鋼口區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種煉鋼爐的出鋼口塞子，其有一個大頭，從該頭向下伸出一桿，該桿設(shè)計位于出鋼口內(nèi)，該塞子頭和/或該桿的上表面和/或下表面上有一由碳素材料形式的活性材料或活性金屬或它們的混合物構(gòu)成的層或套。
2.按照權(quán)利要求1所述的塞子，其特征在于該活性材料在制造時便已附加在該頭或桿上，從而使該頭和桿同活性材料結(jié)合成一體。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的塞子，其特征在于該活性金屬為一種在熔融鋼溫度下蒸發(fā)或和鋼起反應(yīng)，從而造成鋼液起泡或擾動，但又不致使鋼造成不能接受的臟污的金屬。
4.按照權(quán)利要求3所述的塞子，其特征在于為此目的使用的金屬為鋁和鎂。
5.按照權(quán)利要求1～4任一項所述的塞子，其特征在于該碳素材料從紙、紙板和木材中選擇。
6.基本上如本文參照附圖所述的一種出鋼口塞子。
7.基本上如本文參照附圖所述的出鋼口塞子所具結(jié)構(gòu)的任何新的組合。
全文摘要
一種塞子,其具有一金屬棒(1),該棒通過一陶瓷、異形塞子頭(2),然后通過一圓筒形陶瓷塞子桿(3)。圍繞該桿(3)備有一個碳素或活性材料的套(4),或者可在該塞子頭(2)的下表面(5)(在鋼和渣的界面)上附加一層該種材料。在該塞子的頂表面(7)上可以放置一塊合適的活性材料或由合適的活性材料構(gòu)成的套(6)。該活性材料可為紙板或紙或一種類如鋁或鎂的活性金屬,在每種情況下,和熔融鋼的化學(xué)反應(yīng)將在鋼內(nèi)造成一股上升氣流,該氣流將渣清除出出鋼口區(qū)域。
文檔編號F27D3/14GK1363028SQ0180015
公開日2002年8月7日 申請日期2001年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月8日
發(fā)明者W·普查瑟 申請人:戈里康冶金服務(wù)有限公司