专利名称：吹氩保护系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢液炉外精炼技术领域，特别是一种钢液炉外精炼喂丝时的吹氩保护 系统。
背景技术：
在特定的情况下钢中氮降低了钢铁材料的性能。由于氮的存在，降低了钢的韧性、 焊接性能、热应力区韧性，使钢材脆性增加；另一方面氮会造成连铸坯开裂，因此，某些高质 量的钢材应严格控制氮含量。喂丝机是90年代起炼钢工艺的新型设备，用于把合金芯线以适当的速度、设定的 数量射入钢液深处，使其均勻弥散，达到脱氧、改变夹杂物形态、微调成分等目的。目前，所 知的喂丝机由变频控制或气动控制的送进装置，导向装置、导向提升装置组成，由于喂丝时 为了提高合金的吸收率，一般需要采取钢包底吹氩的工艺流程，使钢液沸腾露出渣面，然后 喂丝，合金丝以一定的速度插入钢液中，在钢液中完全熔化，同时喂入钢水的合金丝与钢液 剧烈反反，产生飞溅，使得钢液充分与空气中的氮气接触并吸收，从而导致了钢液中的氮含 量增加3 5ppm。从理论上来说，RH真空精炼过程是具有脱氮能力的。但实际上，由于氮的扩散速 度很慢，脱氮速度也很慢，在钢中原始含氮量很低的情况下，RH真空精炼过程脱氮是很困难 的，有时甚至由于RH真空室漏气或者驱动气体氩气不纯而增氮，只有在钢中原始含氮量比 较高的情况下才具有一定的脱氮效率，因此，对于生产极低氮钢来说，要防止钢液在RH真 空处理时的增氮。
发明内容
本发明的目的是提供了一种喂丝时的吹氩保护系统，使钢液在喂丝时与空气脱离 接触，保持喂丝过程中惰性气体氛围，保持钢液中氮含量在喂丝过程中不增加；能够隔开钢 液与空气的接触，防止空气中的氮气熔入钢液对其产生不利的影响。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是设计一种吹氩保护系统，其特征是 吹氩保护阀站分为压缩空气或氮气输送线路和氩气输送线路，两条线路的输出端均通过联 接软管与吹氩保护装置的喷嘴连接。所述的吹氩保护装置由喷嘴、调整臂、调整螺母、锁紧螺母、支撑架组成，喷嘴与调 整臂的一端固定连接，调整臂的另一端通过调整螺母以及锁紧螺母与支撑架连接。所述的支撑架为圆形，支撑架的圆形中部圆心位置形成1个能够满足丝线通过的 圆形通孔，支撑架外壁通过6个调整臂分布有6个喷嘴，这6个喷嘴在支撑架外圆周按六等 分均勻分布。所述的支撑架为椭圆形，支撑架的椭圆形两焦点位置形成两个够满足丝线通过的 圆形通孔，支撑架椭圆外壁通过8个调整臂分布有8个喷嘴，这8个喷嘴在支撑架外等间距 均勻分布。
所述的压缩空气或氮气输送线路和氩气输送线路的输出端均与第一压力变送器 的输入端连接，第一压力变送器与主控室电信号连接，第一压力变送器的输出端连接有手 动阀，手动阀通过联接软管与喷嘴连接。所述的压缩空气或氮气输送线路是压缩空气或氮气通过管线依次串连有第一压 力表、第一气动阀，最终与第一压力变送器连接。所述的氩气输送线路是氩气通过管线依次串连有第二压力表、第二压力变送器、 气动调节阀、第二气动阀，最终与第一压力变送器连接，第二压力变送器和气动调节阀均与 主控室电信号连接。所述的第一气动阀、第二气动阀、气动调节阀均分别与仪表空气连接。所述的压缩空气或氮气输送线路工作时，打开第一气动阀，第一压力表在现场显 示压缩空气或氮气输送线路的输入端氮气或压缩空气或氮气的压力，可以看出气源是否正 常，第一压力变送器可以检测到压缩空气或氮气输送线路的输出端的压力信号，并传递给 主控室，可以看出压缩空气或氮气输送线路工作是否正常。所述的氩气输送线路工作时，打开第二气动阀，第二压力表可以在现场显示氩气 输送线路的输入端氩气的压力，可以看出气源是否正常，第二压力变送器将检测到氩气输 入端的压力信号传递给主控室，主控室能够从第一压力变送器和第二压力变送器分别得到 氩气输送线路输入端以及输出端的压力，主控室可在输入端压力的基础上，根据具体压力 需求通过电信号控制调节气动调节阀来的开度，第一压力变送器检测到输出压力后通过电 信号传递给主控室，从而在吹氩气保护时氩气的输出流量能够控制在合适的范围内。本发明的有益效果是，在钢水炉外精炼喂丝过程中避免空气中的氮气熔入钢液 中，使钢液中的氮含量增加；同时也减少了氧含量增加的可能性；这样在真空精炼时可以 减少冶炼时间，使整个工艺流程可以更加顺畅，单位时间内的出钢率更高，可以产生良好的 经济效益。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的布置图2是本发明吹氩保护装置的示意图； 图3是本发明的喷嘴分布图一； 图4是本发明的喷嘴分布图二； 图5是本发明的吹氩保护阀站示意图。图中1、吹氩保护装置；2、联接软管；3、吹氩保护阀站；4、丝线；5、喷嘴；6、调整 臂；7、调整螺母；8、锁紧螺母；9、支撑架；10、第一压力表；11、手动阀；12、第一气动阀；13、 第一压力变送器；14、第二气动阀；15、气动调节阀；16、第二压力变送器；17 ；第二压力表； 18、仪表空气；19、压缩空气或氮气；20、氩气。
具体实施例方式实施例1，如图1所示，吹氩保护阀站3通过联接软管2与吹氩保护装置1连接，保 护气体氩气20通过吹氩保护阀站3减压然后经联接软管2进入吹氩保护装置1，吹氩保护装置1位于钢液面上方，喂丝机输出的丝线4由吹氩保护装置1上端中心位置进入吹氩保 护装置1内的氩气20氛围中，并最终插入到钢液中，隔绝钢液以及飞溅出的钢液与空气中 的氮肥气接触，可避免氮气熔入钢液使氮元素的含量增加。实施例2，如图2所示，本吹氩保护装置1由喷嘴5、调整臂6、调整螺母7、锁紧螺 母8、支撑架9组成，喷嘴5与调整臂6的一端固定连接，调整臂6的另一端通过调整螺母7 以及锁紧螺母8与支撑架9连接，喷嘴5的水平高度不高于支撑架9最底端的水平高度，喷 嘴5通过旋转调整螺母7来调整喷射面大小，旋转调整螺母7沿着支撑架9外壁上下移动， 调整螺母7带动调整臂6上下移动，调整臂6高度的调整使得喷嘴5喷射出氩气20在钢 液面形成的圆形面的大小得到调整，根据喂丝工艺要求，调整到合适位置后通过锁紧螺母8 将调整螺母7固定在支撑架9外壁上，进行吹氩保护。实施例3，如图3所示，对于单线喂丝机，支撑架9为圆形，支撑架9的圆形中部圆 心位置形成1个够满足丝线4通过的圆形通孔，支撑架9外壁通过6个调整臂6分布有6 个喷嘴5，这6个喷嘴5在支撑架9外圆周按六等分均勻分布。实施例4，如图4所示，对于双线喂丝机，支撑架9为椭圆形，支撑架9的椭圆形俩 焦点位置形成2个够满足丝线4通过的圆形通孔，可同时适用于两组丝线4同时插入到钢 液中，支撑架9椭圆外壁通过8个调整臂6分布有8个喷嘴5，这8个喷嘴5在支撑架9外 等间距均勻分布。实施例5，如图5所示，吹氩保护阀站3 分为压缩空气或氮气输送线路和氩气输 送线路，两者之间互相切换能够节约氩气20，两条线路的输出端均与第一压力变送器13的 输入端连接，第一压力变送器13与主控室电信号连接，第一压力变送器13将检测到的压力 信号传递给主控室，第一压力变送器13的输出端连接有多个手动阀11，手动阀11的数量 与喷嘴5的数量相同，每个手动阀11均通过联接软管2与对应的喷嘴5连接；在未喂丝时， 启用压缩空气或氮气输送线路，关闭氩气输送线路，对吹氩保护装置进行吹扫，防止喷嘴堵 塞，同时对喷嘴进行冷却；喂丝时，关闭压缩空气或氮气输送线路，打开氩气输送线路，进行 吹氩保护。压缩空气或氮气输送线路是压缩空气或氮气19通过管线依次串连有第一压力表 10、第一气动阀12，最终与第一压力变送器13连接，压缩空气或氮气输送线路通过第一气 动阀12控制通断，当压缩空气或氮气输送线路工作时，打开第一气动阀12，第一压力表10 可以在现场显示压缩空气或氮气输送线路的输入端压缩空气或氮气19的压力，可以看出 气源是否正常，第一压力变送器13可以检测到压缩空气或氮气输送线路的输出端的压力 信号，并传递给主控室，可以看出压缩空气或氮气输送线路工作是否正常。氩气输送线路是氩气20通过管线依次串连有第二压力表17、第二压力变送器16、 气动调节阀15、第二气动阀14，最终与第一压力变送器13连接，第二压力变送器16和气动 调节阀15均与主控室电信号连接，氩气输送线路通过第二气动阀14控制通断，并通过气动 调节阀15根据所需吹氩压力进行压力调节，当氩气输送线路工作时，打开第二气动阀14， 第二压力表17可以在现场显示氩气输送线路的输入端氩气20的压力，可以看出气源是否 正常，第二压力变送器16将检测到氩气20输入端的压力信号传递给主控室，主控室能够从 第一压力变送器13和第二压力变送器16分别得到氩气输送线路输入端以及输出端的压 力，主控室可在输入端压力的基础上，根据具体压力需求通过电信号控制调节气动调节阀15来的开度，开度不同输出的压力就不同，输出压力通过第一压力变送器13检测后通过电 信号传递给主控室，从而在吹氩气保护时氩气的输出流量能够控制在合适的范围内。第一气动阀12、第二气动阀14、气动调节阀15均分别与仪表空气18连接，仪表空 气18给吹氩保护阀站内的第一气动阀12、第二气动阀14、气动调节阀15提供控制气源。在未喂丝时，将第二气动阀14和气动调节阀15均关闭，氩气切断，同时第一气动 阀12打开，压缩空气或氮气19对吹氩保护装置进行吹扫，防止喷嘴堵塞，同时对喷嘴5进 行冷却；在喂丝开始时，第一气动阀12关闭，压缩空气或氮气19切断，同时打开第二气动阀 14和气动调节阀15，根据所需吹氩压力通过气动调节阀6进行调节。
权利要求
吹氩保护系统，其特征是吹氩保护阀站(3)分为压缩空气或氮气输送线路和氩气输送线路，两条线路的输出端均通过联接软管(2)与吹氩保护装置(1)的喷嘴(5)连接。
2.根据权利要求1所述的吹氩保护系统，其特征是所述的吹氩保护装置(1)由喷嘴 (5)、调整臂(6)、调整螺母(7)、锁紧螺母(8)、支撑架(9)组成，喷嘴(5)与调整臂(6)的一 端固定连接，调整臂(6)的另一端通过调整螺母(7)以及锁紧螺母(8)与支撑架(9)连接。
3.根据权利要求2所述的吹氩保护系统，其特征是所述的支撑架(9)为圆形，支撑架 (9)的圆形中部圆心位置形成1个能够满足丝线(4)通过的圆形通孔，支撑架(9)外壁通过 6个调整臂(6)分布有6个喷嘴(5)，这6个喷嘴(5)在支撑架(9)外圆周按六等分均勻分 布。
4.根据权利要求2所述的吹氩保护系统，其特征是所述的支撑架(9)为椭圆形，支撑 架(9)的椭圆形两焦点位置形成2个够满足丝线(4)通过的圆形通孔，支撑架(9)椭圆外壁 通过8个调整臂(6 )分布有8个喷嘴(5 )，这8个喷嘴(5 )在支撑架(9 )外等间距均勻分布。
5.根据权利要求1所述的吹氩保护系统，其特征是所述的压缩空气或氮气输送线路 和氩气输送线路的输出端均与第一压力变送器(13)的输入端连接，第一压力变送器(13) 与主控室电信号连接，第一压力变送器(13)的输出端连接有手动阀(11)，手动阀(11)通过 联接软管(2)与喷嘴(5)连接。
6.根据权利要求1所述的吹氩保护系统，其特征是所述的压缩空气或氮气输送线路 是压缩空气或氮气(19)通过管线依次串连有第一压力表(10)、第一气动阀(12)，最终与第 一压力变送器(13)连接。
7 根据权利要求1所述的吹氩保护系统，其特征是所述的氩气输送线路是氩气(20) 通过管线依次串连有第二压力表(17)、第二压力变送器(16)、气动调节阀(15)、第二气动 阀(14)，最终与第一压力变送器(13)连接，第二压力变送器(16)和气动调节阀(15)均与主 控室电信号连接。
8.根据权利要求6或7所述的吹氩保护系统，其特征是所述的第一气动阀(12)、第二 气动阀(14)、气动调节阀(15)均分别与仪表空气(18)连接。
9.根据权利要求1所述的吹氩保护系统，其特征是所述的压缩空气或氮气输送线路， 工作时，打开第一气动阀(12)，第一压力表(10)在现场显示压缩空气或氮气输送线路的输 入端氮气或压缩空气(19)的压力，看出气源是否正常，第一压力变送器(13)检测到压缩空 气或氮气输送线路的输出端的压力信号，并传递给主控室，看出压缩空气或氮气输送线路 工作是否正常。
10.根据权利要求1所述的吹氩保护系统，其特征是所述的氩气输送线路，工作时，打 开第二气动阀(14)，第二压力表(17)在现场显示氩气输送线路的输入端氩气(20)的压力， 看出气源是否正常，第二压力变送器(16)将检测到氩气(20)输入端的压力信号传递给主 控室，主控室能够从第一压力变送器(13)和第二压力变送器(16)分别得到氩气输送线路 输入端以及输出端的压力，主控室可在输入端压力的基础上，根据具体压力需求通过电信 号控制调节气动调节阀(15)来的开度，第一压力变送器(13)检测到输出压力后通过电信 号传递给主控室，从而在吹氩气保护时氩气的输出流量能够控制在合适的范围内。
全文摘要
本发明涉及钢液炉外精炼技术领域，特别是一种钢液炉外精炼喂丝时的吹氩保护系统，其特征是吹氩保护阀站分为压缩空气或氮气输送线路和氩气输送线路，两条线路的输出端均通过联接软管与吹氩保护装置的喷嘴连接；所述的吹氩保护装置由喷嘴、调整臂、调整螺母、锁紧螺母、支撑架组成，喷嘴与调整臂的一端固定连接，调整臂的另一端通过调整螺母以及锁紧螺母与支撑架连接。它使钢液在喂丝时与空气脱离接触，保持喂丝过程中惰性气体氛围，保持钢液中氮含量在喂丝过程中不增加；能够隔开钢液与空气的接触，防止空气中的氮气熔入钢液对其产生不利的影响。
文档编号C21C7/072GK101892356SQ20101023231
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者任彤, 张钰, 方杞清, 董伟光, 陈亚文 申请人:中国重型机械研究院有限公司