本实用新型涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及到一种单嘴精炼炉冶炼用的浸渍管和真空槽内衬结构。
背景技术：
单嘴精炼炉作为一种新型的钢液真空炉外精炼装置，是生产高质量特殊钢的重要手段之一，也是目前钢铁冶金领域为数不多的由我国自主研发的钢液炉外精炼装备。最早由我国北京钢铁学院(现：北京科技大学)在1976年首次提出，发明之处主要用于解决rh精炼炉吸嘴寿命低，小钢包循环效率差等问题。随着对单嘴炉研究和应用的不断深入，该精炼炉所具备的冶金功能、冶炼优势日趋丰富，如专利号201010243658.7中所述，已经具备脱气、脱碳、脱硫、脱氧、去夹杂、合金化等冶金功能，尤其在冶炼超低硫钢、超低碳钢方面体现出了较强的精炼优势。
单嘴精炼炉炉体结构主要由浸渍管、真空槽组成，真空槽通常分上部槽和下部槽，下部槽下方连接有浸渍管。真空处理过程中，浸渍管和下部真空槽会与钢水形成直接接触，其工作环境也最为恶劣，相对上部真空槽而言，其耐材更换、修补频率较高。尽可能减少真空槽和浸渍管的更换、修补频率可有效提高真空精炼炉的作业率。对于80吨以下的单嘴精炼炉，其浸渍管内径通常要小于1m，内部空间狭小，耐火砖的砌筑难度大。
浸渍管排渣是真空处理前的一种精炼操作，为了避免钢包渣进入真空室降低钢液的脱气、脱碳效率，抽真空前通常要用浸渍管进行排渣操作。排渣过程主要分为两步，第一步，在浸渍管快浸入钢液之前，通过大流量吹氩将钢包渣面尽可能吹开，然后浸渍管快速插入，如此可将大部分钢包渣排除在浸渍管外；第二步，保持浸渍管较浅的插入深度，持续大流量吹氩，将浸渍管内残余渣液排尽。专利号201110262864.7公布了一种浸渍管的排渣方法，对排渣操作进行了较详细的说明。在实践过程中，这种传统的排渣方式也存在一些不足，尤其体现在小容量钢包上；通常浸渍管直径与所对应的钢包容量呈正相关的变化关系，但浸渍管壁的厚度随钢包容量变化较小。随着钢包越容量降低，浸渍管在钢包中所占的体积和面积越大，同时，钢包越小渣面被氩气吹开的裸露面积越小，因此浸渍管插入时内部残余的渣液量会增多，后续排渣时间也随之增加，一定程度上增加了冶炼时间。
真空吹氧脱碳是单嘴炉一个重要的冶金功能，吹炼钢液时，高速氧气射流冲击真空室钢液面会产生大量的钢液飞溅；而在吹炼不锈钢时，飞溅物中还会有大量的含铬渣滴，这些钢渣飞溅物极易在粘在上部真空槽内壁，并附着结瘤，甚至被抽入真空管路中，导致清理、维护频率增加，降低作业率。
技术实现要素：
针对以上实践中反应的问题，本实用新型旨在提供一种适合于小吨位单嘴精炼炉用的浸渍管和真空槽内衬结构，以期通过合理的结构和材料设计，提高浸渍管的排渣效率，降低真空槽和浸渍管的修砌难度，减少飞溅物对上部真空槽、真空管路的粘附，延长槽修周期，使单嘴精炼炉的生产效率得到进一步提升。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种小吨位单嘴精炼炉用的浸渍管和真空槽内衬结构，包括浸渍管本体、倒锥形变径连接体和下部真空槽本体通过钢结构连接；所述浸渍管本体包括内置的钢胆，钢胆的内、外两侧为浇注体，由刚玉质浇注料一体浇注成型，内侧浇注体的成型高度延伸至倒锥形变径连接体的顶部，所述浸渍管本体的底部设有斜角；所述下部真空槽本体包括钢桶外壳，向内依次设有绝热层、半永久层、工作层，所述下部真空槽本体内径d2大于浸渍管本体内径d1，所述下部真空槽本体的顶部设有收口层。
进一步地，所述钢胆上均匀排列有锚固件，所述锚固件远离钢胆的一端为分叉结构，钢胆通过锚固件与浇注体形成镶嵌连接。
进一步地，所述浸渍管本体的底部端面为斜面加平面结构，斜面与平面形成的锐角α控制在10～30°之间，斜面8宽度与浸渍管本体厚度比值l1/l2控制在0.50～0.75之间。
进一步地，所述绝热层为高温陶瓷纤维，半永久层为刚玉质浇注料，浇注宽度≥4cm，工作层由镁铬质、镁尖晶石质、刚玉质的任一种楔形或环形耐火砖砌筑而成，宽度≥180mm。
进一步地，所述下部真空槽本体内径d2与浸渍管本体内径d1比值d2/d1满足(1.1～1.5)/1。
进一步地，所述收口层为一体环形耐火砖，内径自下而上逐步缩小，收缩口直径d3与浸渍管本体内径d1比值d3/d1满足(0.9～1.1)/1。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
(1)内衬结构简单，修砌简单，浸渍管本体采用刚玉质浇注料一体浇注成型，具有较好的热稳定性高、结构强度大、耐钢水冲刷且整体密闭性好；
(2)浸渍管本体底部的斜角设计可有效提高排渣效率；
(3)下部真空槽本体顶部设计有收口层，能对吹炼产生的飞溅物形成有效的遮挡，同时可一定程度减少钢液的热量损失。
附图说明
图1为本实用新型浸渍管和真空槽内衬三维结构示意图；
图2为本实用新型浸渍管和真空槽内衬二维结构示意图；
图3为本实用新型浸渍管排渣示意图；
图4为本实用新型真空槽吹炼示意图。
图中：1-浸渍管本体；2-倒锥形变径连接体；3-下部真空槽本体；4-浇注体；5-钢胆；6-锚固件；7-水平面；8-斜面；9-钢桶外壳；10-绝热层；11-半永久层；12-工作层；13-收口层；14-钢液；15-吹氩；16-钢包；17-钢包渣；18-传统浸渍管端面；19-氧枪；20-氧气射流；21-钢渣飞溅物；22-辐射热；23-上部真空槽；24-氧气反射流。
具体实施方式
为使本实用新型所要解决的技术问题、体现的技术特征和优点更加清楚，下面将结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型提供了一种小吨位单嘴精炼炉的浸渍管和真空槽内衬结构，如图1所示，由浸渍管本体1、倒锥形变径连接体2和下部真空槽本体3通过钢结构连接组成。
浸渍管本体1内置有用于支撑的钢胆5，钢胆5上均匀排列有锚固件6，钢胆5内、外两侧为浇注体4，由刚玉质浇注料一体浇注成型，通过锚固件6端部的分叉结构与浇注体4形成镶嵌连接，使钢胆5与浇注体4形成紧固的连接体；钢胆5内侧浇注体4的成型高度延伸至倒锥形变径连接体2顶部。
下部真空槽本体3的的钢桶外壳9向内依次铺设有绝热层10、半永久层11、工作层12；绝热层10为高温陶瓷纤维，半永久层11为刚玉质浇注料，浇注宽度≥4cm，工作层12可由镁铬质、或镁尖晶石质、或刚玉质的楔形耐火砖或环形耐火砖砌筑而成，砌筑宽度≥180mm；下部真空槽本体3内径d2与浸渍管本体1内径d1比值d2/d1满足(1.1～1.5)/1；下部真空槽本体3顶部设有收口层13，收口层13为一体环形耐火砖，内径自下而上逐步缩小，收缩口直径d3满足d3/d1为(0.9～1.1)/1。
如图2所示，浸渍管本体1的底部设有斜角，其底部端面由水平面7和斜面8组成，斜面与水平面形成的锐角α控制在10～30°之间；斜面8宽度与浸渍管本体1厚度比值l1/l2控制在0.50～0.75之间，斜角的设置旨在提高浸渍管的排渣效率。如图3所示，浸渍管在插入钢液14之前，需借助吹氩15快速的将钢包16内的渣面17尽可能的吹开，使钢液尽可能的裸露，然后将浸渍管插入；传统的浸渍管底部通常为水平端面18，其排渣范围可视为直径为p1的圆形区域，本实用新型采用平面加斜面的设计后，可将排渣范围缩小至直径为p2的圆形区域，如图所示p2<p1；此外，浸渍管插入过程中，底部端面难免会与渣层形成挤压接触，传统的水平端面挤压渣层后，渣液有较大的可能被压入浸渍管内，而采用本实用新型的斜面8设计，可将被压的绝大部渣液挤出浸渍管外。
下部真空槽本体3顶部收口层13的设计旨在抑制吹炼过程飞溅物的长距离飞溅，如图4所示，钢液吹炼时，顶部的氧枪19产生的高速氧气射流20冲击钢液面后，会产生大量的渣钢飞溅物21，这些飞溅物在冲击惯性或氧气反射气流24的作用下极易飞入上部真空槽23，并在内壁形成结瘤附着。通过设置收口层13可一定程度抑制钢渣向上部真空槽的飞溅，延长了上部槽的清理周期，提高了作业率。此外，收口层的另一优点在于，通过收缩内腔可减少钢液辐射热22向上部真空槽的传播，间接对内腔起到保温作用。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述原理和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
1.小吨位单嘴精炼炉的浸渍管和真空槽内衬结构，其特征在于，包括浸渍管本体(1)、倒锥形变径连接体(2)和下部真空槽本体(3)通过钢结构连接；所述浸渍管本体(1)包括内置的钢胆(5)，钢胆(5)的内、外两侧为浇注体(4)，由刚玉质浇注料一体浇注成型，内侧浇注体(4)的成型高度延伸至倒锥形变径连接体(2)的顶部，所述浇注体(4)的底部设有斜角；所述下部真空槽本体(3)包括钢桶外壳(9)，向内依次设有绝热层(10)、半永久层(11)、工作层(12)，所述下部真空槽本体(3)内径d2大于浸渍管本体(1)内径d1，所述下部真空槽本体(3)的顶部设有收口层(13)。
2.根据权利要求1所述的小吨位单嘴精炼炉的浸渍管和真空槽内衬结构，其特征在于，所述钢胆(5)上设有均匀排列的锚固件(6)，锚固件(6)远离钢胆(5)的一端为分叉结构。
3.根据权利要求1所述的小吨位单嘴精炼炉的浸渍管和真空槽内衬结构，其特征在于，所述浸渍管本体(1)的底部端面由水平面(7)和斜面(8)组成，斜面(8)与水平面(7)形成的锐角α控制在10～30°之间，斜面(8)水平宽度l1与浸渍管本体(1)厚度l2比值控制在0.50～0.75之间。
4.根据权利要求1所述的小吨位单嘴精炼炉的浸渍管和真空槽内衬结构，其特征在于，所述绝热层(10)为高温陶瓷纤维，半永久层(11)为刚玉质浇注料，浇注宽度≥4cm，工作层(12)由镁铬质、镁尖晶石质、刚玉质的任一种楔形或环形耐火砖砌筑而成，砌筑宽度≥180mm。
5.根据权利要求1所述的小吨位单嘴精炼炉的浸渍管和真空槽内衬结构，其特征在于，所述下部真空槽本体(3)内径d2与浸渍管本体(1)内径d1比值d2/d1满足(1.1～1.5)/1。
6.根据权利要求1所述的小吨位单嘴精炼炉的浸渍管和真空槽内衬结构，其特征在于，所述收口层(13)为一体环形耐火砖，内径自下而上逐步缩小，收缩口直径d3与浸渍管本体(1)内径d1比值d3/d1满足(0.9～1.1)/1。
技术总结