[发明专利]熔池中引入各种剂料的喷嘴装置及操纵该喷嘴装置的方法

说明书

本发明涉及将各种剂料引入熔池的、包括一多孔耐火材料块，该多孔块可嵌装到容器壁中还包括一插装喷嘴管的圆柱体的喷嘴装置。本发明还涉及操作该喷嘴装置的方法。

DE-C2-3809828公开了一种这类喷嘴装置。这种已知的将气体和/或固体反应剂及添加剂引入冶金熔炼容器的装置，包括一个嵌装在该容器壁中的多孔块或多孔砖，该多孔块或砖中容有可轴向滑动、具有至少一根可与气体导管相连的气管的气体喷吹块或清洗块。此气管的出口开口设在该喷吹块或清洗块的周面上，从而使出口开口露出来，并使各种剂料仅在该喷吹块或清洗块的内端已被推送得超出多孔块的环状端面时，才可被引入熔池。抽回该喷吹块或清洗块，无须施加连续气压于喷吹或清洗系统，就能确保封闭效能，从而使该喷嘴装置特别适用于诸如钢水包之类的运输容器。因为对于这种容器而言，在熔隔金属滞留于该容器的整个时间内，不可能向喷吹或清洗系统供气。因此，喷吹或清洗块的轴向移动不仅使之可用于引入各种剂料，而且还可以起封闭件的作用。

DE-C-2324086公开了一种将精炼气体，特别是氧气，经精炼容器的壁从熔池表面之下引入的喷嘴，其中精炼气体经内管通入熔池，保护气体经同心的外管通入熔池，而这两根管同心地安置在一根固定的套管中。内外管可轴向移动，并可互换地以相应间距装在至少一根套管中。

这种装置至少有一个引入保护剂的附加环状间隙，而且它提供了在两个炉次之间更换或轴向移动内管和外管的可能性，以应付紧邻喷嘴处的砌体损坏。这样，在该喷嘴装置的出口开口区域因损耗而形成漏斗状外形时，可将内、外管向前推，再用比如喷补或填堵法将此漏斗形处补满。

E-B1-0182965公开了一种保护喷嘴的方法，该喷嘴至少包括三根同心管，它们形成一条中心管道和至少两条环状管道，其中含氧气体经中心管道喷入，而雾化水的水雾作为冷却流体经一环形管道喷入，水的雾化是借助喷嘴入口侧喷头中的载气来实现的。这种冷却流体它被证明对提高喷嘴的工作寿命是特别有效的。

就剂料引入熔池的喷嘴装置而言，本发明的目的在于提高使用寿命，缩短停工时间及简化维修作业。本发明还力图提供一种操纵该喷嘴装置的方法。

本发明喷嘴装置的特征为该圆柱体呈套筒形，其中插有至少一根金属喷嘴管，该管的外端设有待引入剂料的入口，而本发明的方法的特征为被消耗的该喷嘴的尾部连续地或按时间间隔通过套筒与喷嘴管一起的向内的随运运动进入该容器而被替补。

在本发明喷嘴装置中，消耗着的喷嘴管尾部及围绕该尾部的耐火材料连续或定期地为一装有一支或多支金属喷嘴管的套管随动运动所替补，在打算将该喷嘴装置在熔池表面下使用时，除套筒可轴向移动外，还需确保没有熔融材料进入彼此相对移动的表面间环缝中。由于套筒上涂有可承受热负荷的润滑层，而且环缝设在套筒外侧和多孔块内侧之间，并且环缝用粘接剂密封，所以使熔融材料不进入环缝成为可能。这样，有了可轴向滑动的套筒，即使对低粘度熔融材料，例如温度约1200℃的铅熔池而言，也可能在这些滑动表面之间产生持久的密封作用。由于视应用范围而定，喷嘴尾部暴露在1000-2000℃之间的温度下，所以最重要的是，不仅是用于密封环缝的粘接层，而且是使轴向滑动的润滑剂层，都要能够承受得住热负荷。此外，润滑层材料对相邻粘接层的浸润倾向应当非常小，在粘接层以菱镁矿或铬菱镁矿为基料的情况下，用石墨和钼的化合物为作润滑层材料被证明是特别有益的。

在开始使用该喷嘴装置时，套筒有相当大的部分突出于多孔块之外。容有金属喷嘴管的套筒同该喷嘴管一起向内随动运动，造成了一些问题，也即，套筒因金属和陶质材料的抗弯弹性不同，而在套筒被推入时所产生的弯曲负荷作用下受损。现已发现，如果不将金属喷嘴管固装在套筒的内孔中，而是可轴向滑动，这一困难就可克服。为此，在与套筒内侧相邻的喷嘴管外侧上涂以可承受热负荷的润滑层，在所述喷嘴管外侧和套筒内侧之间设有环缝，并以粘结材料层密封环缝。这样就减少喷嘴管外侧与套筒内侧之间的轴向力传递，并减少套筒在随动运动中被损坏的危险。

虽然润滑层分别在套筒插入多孔块之前，或在外喷嘴管插入套筒之前，已涂在套筒和外喷嘴管的外表面上，但密封相应环缝的粘结材料层则分别在套筒插入多孔块之后，或在喷嘴插入套筒后才压入。为此，分别在多孔块或在套筒轴长约一半处设有多个径向孔，以供压入粘结材料。

虽然通过连续或定期更换喷嘴尾部就可大大提高喷嘴装置的工作寿命，但如果除象氧、煤粉之类的处理剂之外，还引入冷却流体，则还可能进一步提高工作寿命。在此情况下，分别降低多孔块和套筒之间、或套筒和外喷嘴管之间滑动表面上的温度，还能长时间保持相互间的可移动性。