透氣塞的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001](I)發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及含有耐火材料的透氣塞，其被設(shè)置成插入鋼包底部，用于引入吹掃氣體通過鋼包內(nèi)的一爐熔融金屬。
[0003](2)相關(guān)工藝描述
[0004]鋼鐵制造過程使用被稱作鋼包的容器，其內(nèi)壁上襯有耐火材料以容納鋼水。透氣塞是安裝在穿過鋼包外部的通路中的裝置，其被設(shè)置來引導(dǎo)氣體進(jìn)入鋼包的內(nèi)部。透氣塞可包含氣孔或通路以允許氣體流動(dòng)。透氣塞的作用為提供熔融金屬的氣體攪拌，從而促進(jìn)熱量均勻化和化學(xué)物質(zhì)均勻化。清洗氣體也能改變熱度(鋼包的熔融含量)。攪拌通常通過將氬氣或氮?dú)鉂B透穿過鋼包底部的透氣塞完成。典型地，透氣塞具有截頭的陶瓷圓錐體(截頭錐體)形狀并被封入鈑金外殼套中。
[0005]在典型的結(jié)構(gòu)中，透氣塞可更換地安裝在透氣座磚中，透氣座磚安裝在鋼包底部。在鋼包中，執(zhí)行不同的高溫處理，在這些處理中透氣塞均起著決定性作用。在處理過程中透氣塞的定向?yàn)槌蚋邷氐淖铐敹吮粐?yán)重耗損，并且在透氣塞高度縮減到最小允許水平時(shí)，需要定期用新的透氣塞更換。此外，透氣座磚包圍透氣塞最頂端的部分遭受侵蝕。因此，透氣塞的側(cè)表面隨著透氣座磚侵蝕而逐漸暴露在外從而受到侵蝕，并且透氣座磚接觸透氣塞的區(qū)域減少。接觸區(qū)域減少造成機(jī)械不穩(wěn)定、耐熱組件故障和漏鋼概率升高。
[0006]在許多鋼制品工廠中，慣用做法是在用過的或侵蝕的透氣座磚內(nèi)安裝的新透氣塞周圍進(jìn)行熱補(bǔ)料熱補(bǔ)或噴補(bǔ)以填滿磨損區(qū)所有空隙并補(bǔ)平新安裝透氣塞周圍的鋼包底部。這個(gè)步驟增加了安裝在磨損的透氣座磚中的透氣塞的壽命。在新透氣塞周圍進(jìn)行熱涂是從鋼包頂部，圍繞新安裝在磨損的透氣座磚中的透氣塞滴入耐火材料。噴補(bǔ)就是用噴補(bǔ)設(shè)備對(duì)著在磨損的透氣座磚中的新透氣塞周圍的鋼包底部和透氣塞座磚噴射耐火材料。
[0007]熱補(bǔ)料熱補(bǔ)或噴補(bǔ)透氣塞的周圍確實(shí)增加透氣塞和透氣座磚的壽命。但是在許多情況下，透氣座磚頂部的材料將被切削，將透氣塞鋼殼暴露于鋼水。與液態(tài)金屬接觸會(huì)熔化鋼殼，透氣塞通常會(huì)被切削到固體耐火材料包圍透氣塞的高度水平處。
[0008]透氣塞的壽命很大程度上受到通過熱補(bǔ)料熱補(bǔ)或噴補(bǔ)所沉積的耐火材料在透氣塞周圍的就位程度的影響。在透氣塞周圍運(yùn)用接合劑會(huì)留下缺口和空隙，該缺口和空隙易被滲透并加快已修復(fù)部分的侵蝕速率。當(dāng)前使用的透氣塞替換物設(shè)置有平滑的徑向表面，該徑向表面有助于將透氣塞置于透氣座磚中，但并不能促使將透氣塞的徑向表面粘接到通過熱補(bǔ)料熱補(bǔ)或噴補(bǔ)所沉積的耐火材料上。
[0009]如果通過熱補(bǔ)料熱補(bǔ)或噴補(bǔ)在透氣塞周圍的修復(fù)物能夠保持不動(dòng)，將減少透氣塞的切削并且增加透氣塞和透氣座磚的壽命。仍然需要用于修復(fù)透氣座磚的方法或構(gòu)造，其中透氣塞被固定到透氣座磚以防止?jié)B透，且透氣座磚被固定到透氣塞以防止修復(fù)的透氣座磚的一些部分起不到作用。此外，仍然需要用于相似的結(jié)構(gòu)(例如滑閘(slide gate)的鋼包上水口周圍的水口座磚)的耐火工件的修復(fù)方法或構(gòu)造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]相應(yīng)地，本發(fā)明涉及在其側(cè)面上具有一個(gè)或多個(gè)幾何特征的透氣塞，其同時(shí)允許透氣塞位于被侵蝕的透氣座磚并允許透氣塞與透氣座磚的修復(fù)部分彼此固定。本發(fā)明還涉及遭受侵蝕或位于遭受侵蝕的座磚中的套管水口(well nozzle)和類似的耐火元件。盡管對(duì)滑閘座磚的修復(fù)遠(yuǎn)不如對(duì)透氣塞透氣座磚的修復(fù)頻繁，但它們采用的原理是相同的。大部分情況下，用于滑閘的套管水口不具有鋼殼，然而，小鋼條可被加入到套管水口，從而附接錨狀物或并入如上所述用于透氣塞的幾何特征。
【附圖說明】
[0011]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)透氣座磚中的透氣塞以及安裝在鋼包底部的透氣塞和透氣座磚組合的截面圖；
[0012]圖2示出現(xiàn)有技術(shù)被侵蝕的透氣座磚中被侵蝕的透氣塞以及安裝在鋼包底部的透氣塞和透氣座磚組合的截面圖；
[0013]圖3示出本發(fā)明被侵蝕的透氣座磚中的透氣塞以及安裝在鋼包底部的透氣塞和透氣座磚組合的截面圖；
[0014]圖4示出本發(fā)明透氣塞的截面圖，在其側(cè)面上具有突出物；
[0015]圖5示出本發(fā)明透氣塞的截面圖，在其側(cè)面上具有圓形凹口 ；
[0016]圖6示出本發(fā)明透氣塞的截面圖，在所述透氣塞側(cè)面上具有延伸的突出物；
[0017]圖7示出本發(fā)明透氣塞的側(cè)視圖，所述透氣塞具有圍繞其側(cè)面的網(wǎng)狀物；
[0018]圖8示出本發(fā)明透氣塞的側(cè)視圖，所述透氣塞具有圍繞其側(cè)面的帶狀物；
[0019]圖9示出本發(fā)明透氣塞的側(cè)視圖，所述透氣塞具有環(huán)繞其側(cè)面的凹槽；
[0020]圖10示出本發(fā)明透氣塞的截面圖，所述透氣塞具有從其側(cè)面延伸的彈簧承載突出物；
[0021]圖11示出本發(fā)明透氣塞的側(cè)視圖，所述透氣塞具有圍繞其一部分側(cè)面的網(wǎng)籃；
[0022]圖12示出本發(fā)明透氣塞的側(cè)視圖，所述透氣塞的側(cè)面上具有周向階狀物和環(huán)繞其側(cè)面凹入部分的網(wǎng)狀物；
[0023]圖13示出本發(fā)明透氣塞的側(cè)視圖，所述透氣塞具有圍繞其側(cè)面的壓緊的網(wǎng)狀物及環(huán)繞所述網(wǎng)狀物的帶狀物；
[0024]圖14示出本發(fā)明透氣塞的側(cè)視圖，所述透氣塞具有圍繞其側(cè)面的展開的網(wǎng)籃；
[0025]圖15示出本發(fā)明安裝在被侵蝕透氣座磚中的透氣塞的剖面圖；以及
[0026]圖16示出本發(fā)明安裝在被侵蝕透氣座磚中的透氣塞的剖面圖。
具體實(shí)施例
[0027]透氣塞由耐火材料構(gòu)成，并且通常為圓柱體、截頭錐體(平截頭體)或平頭角錐體(角錐狀的平截頭體)。圖1示出安裝使用的透氣塞11的組件10。透氣塞11的本體12具有通道或多孔的耐火材料，以便氣體可以穿過設(shè)置在透氣塞本體的供給端的入口 14而被引導(dǎo)到透氣塞的工作端。連接供給端和工作端的透氣塞的側(cè)面由殼16隔離，殼16通常由金屬制造。通過在透氣塞側(cè)面和被設(shè)置用于接收透氣塞側(cè)面的透氣座磚20的內(nèi)表面之間引入火泥18，而將透氣塞安裝到工作位置，以便氣體能通過透氣塞的供給端被供給并在透氣塞的工作端被引導(dǎo)到冶金容器的內(nèi)部。該透氣座磚被容納在冶金容器的底22或壁內(nèi)。在典型的裝置中，該透氣座磚被耐火材料包圍。
[0028]圖2示出透氣塞11的組件26，其具有透氣塞本體12，氣體科穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞11的側(cè)面被包圍在殼16中并通過火泥18保持在透氣座磚20中。透氣座磚20延伸穿過冶金容器的底22。該透氣塞和該透氣座磚的組合遭受侵蝕，造成侵蝕區(qū)域28的形成。
[0029]圖3示出透氣塞11的組件32，其具有透氣塞本體12，氣體可穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞11的側(cè)面被包圍在鋼殼16中并通過火泥18保持在透氣座磚20中。已被侵蝕的透氣座磚20延伸穿過冶金容器的底22。根據(jù)本發(fā)明，透氣塞11是更換透氣塞。一個(gè)或多個(gè)突出物42從殼16延伸出來。突出物42是設(shè)置用來嚙合被放置在透氣座磚20侵蝕區(qū)域的耐火材料的幾何特征。突出物42的尺寸被設(shè)置為可以使透氣塞11能從透氣座磚20的供給端插入到透氣座磚20中，透氣座磚20的供給端與透氣塞11的供給端鄰近。在組件被投入使用之前，附加的耐火材料被放置在透氣座磚20和突出物42之間。
[0030]圖4示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞11的側(cè)面被包圍在殼16中。一個(gè)或多個(gè)突出物42從殼16延伸出來。
[0031]圖5示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞11的側(cè)面被包圍在殼16中。一個(gè)或多個(gè)凹口 44延伸入殼16。
[0032]圖6示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞11的側(cè)面被包圍在殼16中。一個(gè)或多個(gè)錨狀物46從殼16延伸出來。這些錨狀物可為剛性的，在這種情況下，這些錨狀物具有適當(dāng)?shù)某叽缫詮耐笟庾u20的供給端穿過透氣座磚20被侵蝕的開口。錨狀物46可為撓性的，在這種情況下，這些錨狀物從透氣塞11延伸超出透氣座磚20被侵蝕開口的半徑范圍，并且可被彎曲或折曲以便穿過透氣座磚20被侵蝕的開口。
[0033]圖7示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞11的一部分側(cè)面由網(wǎng)狀物或網(wǎng)屏包圍。網(wǎng)狀物或網(wǎng)屏被固定到透氣塞11的側(cè)面并被設(shè)置成以便其可穿過透氣塞將要被安裝在的透氣座磚被侵蝕的開口。
[0034]圖8示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞11的一部分側(cè)面由一個(gè)或多個(gè)幾何特征52圍繞，例如附接到透氣塞11側(cè)面的環(huán)或墊圈。環(huán)或墊圈被設(shè)置成以便其可穿過透氣塞將要被安裝在的透氣座磚被侵蝕的開口。如果透氣塞本體被容納在殼中，環(huán)或墊圈則被安裝在殼上。
[0035]圖9示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞11的一部分側(cè)面由一個(gè)或多個(gè)幾何特征54圍繞，例如透氣塞11側(cè)面內(nèi)的凹口。如果透氣塞本體被容納在殼中，凹口則形成在殼中。
[0036]圖10示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞11的側(cè)面被包圍在殼16中。一個(gè)或多個(gè)錨狀物56從殼16延伸出來。錨狀物56被安裝在彈簧58上，以便銷狀物56能被壓縮至從殼16延伸出來的最小延伸幅度。然后，透氣塞可被插入透氣座磚20被侵蝕的開口中，錨狀物進(jìn)而可從殼16延伸出加長(zhǎng)的距離。
[0037]圖11示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞可被安裝在透氣塞座磚中。一個(gè)或多個(gè)鎖釘59從透氣塞11的側(cè)面延伸出來。鎖環(huán)60圍繞透氣塞11的側(cè)面并以可移除的方式嚙合鎖釘59。網(wǎng)狀物62附接到鎖環(huán)60并從鎖環(huán)60向外延伸或側(cè)向延伸。某些實(shí)施例的網(wǎng)狀物62以網(wǎng)籃的結(jié)構(gòu)從鎖環(huán)60向外延伸向透氣塞組件的工作端?？赏ㄟ^從透氣座磚的供給端處安裝透氣塞并從透氣座磚的工作端處引入鎖環(huán)60，來安裝透氣塞和網(wǎng)狀物。然后，鎖環(huán)60纏繞透氣塞11以便鎖環(huán)60嚙合鎖釘59。
[0038]圖12示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 14被引導(dǎo)到透氣塞本體12中。透氣塞可被安裝在透氣塞座磚中。透氣塞11的側(cè)面包含側(cè)面階狀物68，所以透氣塞11的側(cè)面半徑不連續(xù)。該不連續(xù)使得透氣塞在朝著透氣塞11的工作端行進(jìn)時(shí)側(cè)面半徑階狀減少。透氣塞11的工作端具有減少的側(cè)面半徑以適應(yīng)圍繞透氣塞11側(cè)面工作端的網(wǎng)狀物62。
[0039]圖13示出具有透氣塞本體12的透氣塞11，氣體穿過入口 1