[实用新型]原位萃取钢水中夹杂物的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶金生产领域，更具体的是涉及一种原位萃取钢水中夹杂物的设备。

背景技术

随着钢铁冶金生产领域科学技术的发展，钢铁冶金产品的用户不断向冶金企业提出改善钢性能的要求。现在，利用二次冶金技术基本上可以把钢的化学成分控制在用户所要求的范围内。但是，纯净钢的生产始终是本领域的一大课题。因为，在钢的冶炼过程中，不可避免地要带入一些杂质(如锰、硅、硫、磷、非金属类杂质以及某些气体，如氮、氢、氧等)等，这些有害元素与合金元素形成各种非金属夹杂物。例如，钢在冶炼过程中加入脱氧剂而形成氧化物、硅酸盐，以及钢在凝固过程中由于某些元素(如硫、氮)溶解度的下降而形成的硫化物、氮化物，这些夹杂物来不及排出而留在钢中，通常称为内生夹杂物。

目前，作为冶金工业上用于去除钢水中夹杂物的方法主要有下述的过滤法、气泡法、熔剂法、RH真空处理法以及活泼金属变质处理方法等：

1、过滤法：

(一)网型过滤器又称二维过滤器，一般机械地分离大块夹杂物和氧化物，网孔尺寸越小，净化放果越好。

(二)芯型过滤器通常用砂芯制成，但因其强度低易损坏。

(三)颗粒状过滤器，由松散或烧结的具有不同粒度的颗粒组成，材质有焦炭，转炉渣以及石墨电极几种。

(四)多孔陶瓷过滤器，有连接通孔的三维网状骨架结构，孔隙度大，密度小，耐热。

总之，用网型过滤器和芯型过滤器可以对钢水进行预过滤；在钢水的温度条件下，多孔陶瓷过滤器的表面是坚硬又光滑的，依靠滤饼机理阻挡夹杂物(即机械阻挡)；由于钢水与陶瓷表面之间的不润湿性会引起表面张力，如果陶瓷过滤器的孔径太小，毛细阻力阻碍钢水流过陶瓷过滤器。因此，上述陶瓷过滤器很难去除尺寸小几百微米的夹杂物。

2、气泡法

在钢包吹氩条件下，钢液中固相夹杂物的去除主要依靠气泡的浮选作用，即夹杂物与气泡碰撞并粘附在气泡壁上，然后随气泡上浮而去除。一个夹杂物颗粒被气泡俘获的过程，可分解为下面几个过程：

(一)夹杂物向气泡靠近并发生碰撞；

(二)夹杂物与气泡间形成钢液膜；

(三)夹杂物在气泡表面上滑移；

(四)形成动态三相接触使液膜排除和破裂；

(五)夹杂物与气泡团的稳定化和上浮。

在这几个单元过程中，夹杂物颗粒与气泡的碰撞和粘附起核心作用。夹杂物在钢水中含量相对比较少，气泡上浮速度比较快，夹杂物表面有一层液态钢水覆盖；在钢水的湍流作用下，夹杂物在钢液中随即飘动；这样在一定程度上限制它的捕获效率。

3、熔剂法

用NaCl和CaF₂为主要成分的熔盐处理钢水中的夹杂物(氧化物和硫化物)，是将这种混合熔盐干燥处理后混合均匀，把它喷入搅拌的钢水中。因活性混合熔盐的密度小于钢水，它在上升过程中依靠钢水温度融化并与夹杂物发生化学反应，从而达到去除夹杂物的目的。

但是这种方法存在融化活性熔盐与夹杂物反应动力学问题，夹杂物的表面上附着一层液态钢水，它阻碍融化活性熔盐与夹杂物的接触。因此必须撕开附着在夹杂物表面的液态钢水膜，活性熔盐才能够与夹杂物发生化学反应。仅仅依靠活性熔盐很难撕开夹杂物表面的液态钢水膜，此方法去除夹杂物的效率有待于进一步完善。

4、RH真空处理法

RH真空处理法是生产纯净钢的有效工艺之一。它通过下部安装有两根管子的真空室和一个吹氩装置同钢包相连。当真空室下部的两根管子插入钢包中，在其中一个管子下部向内吹氩气，钢液将从该吹氩的管子进入真空室，进行脱气、脱杂；而从另一根管子中流回钢包中，形成回流。

但是这种RH真空精炼方法工艺较为复杂，工艺成本较高。

上述钢水精炼工艺存在诸多不足，导致较高纯净度的钢水难以实现大规模工业化生产，对于零夹杂物钢水更加难以实现。

实用新型内容

为克服上述问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种原位萃取钢水中夹杂物的精炼设备，根据本实用新型的设备，可采用氩气载气使碱土金属粉末-硅酸质玻璃复合粉末通过气泡弥散分布到钢水中，由此，使得碱土金属脱氧与脱硫产生的细小夹杂物原位被硅酸质玻璃熔剂捕获；同时，气泡与硅酸质玻璃熔剂在上浮过程中也能够进行有效的夹杂物的捕获，能够高效地去除钢水中夹杂物，降低了生产成本，工艺简单，从而实现了原位萃取钢水中夹杂物的目的。

本实用新型提供了一种原位萃取钢水中夹杂物的设备，包括精炼保温炉，在精炼保温炉体上设置抽真空系统A和气压喷粉系统B；