[发明专利]钢水中夹杂物快速去除装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢设备技术领域，特别是涉及一种钢水中夹杂物快速去除装置与方法，对初炼钢水进行快速去除夹杂物的精炼装置与方法，该装置与方法去除钢水中夹杂物快速高效，适用于高品质钢生产。

背景技术

钢水中的夹杂物的大小、数量、分布、种类等等对钢材质量的影响都很大，最大程度地降低钢水中各种夹杂物的数量已成为提高钢水质量的重要努力方向之一。目前国内外钢水精炼的方式与装置主要有普通钢包底吹氩、CAS/CAS-OB精炼炉，LF钢包精炼炉、RH真空循环精炼炉、VD/VOD真空精炼炉等，这些传统精炼炉去除钢水中夹杂物的速度均很慢，效率不是很高。夹杂物特别是细小夹杂物在钢水中均通过气泡或钢液流带动上浮到钢渣或钢液与耐火材料接触的界面，然后被钢水顶部的熔渣吸收或与钢水接触的耐火材料粘附而被去除。在常规的钢包底吹氩、CAS-OB精炼装置、LF精炼炉、VD/VOD真空精炼等精炼装置中，钢水搅拌运动依靠底吹氩气，一般采用单或双底吹供气元件，为了防止二次氧化，一般底吹氩气流量比较小，底吹供气元件单一，气泡直径比较大数量少，钢水包内气泡覆盖区域比较小，从而钢水中夹杂物特别是细小夹杂物被气泡捕捉几率较小，部分被气泡和钢液流带到顶渣或耐火材料表面的夹杂物由于液流作用易被卷回进入钢水内部中，使得钢水中夹杂物去除速度和效率均比较低。为了获得较好的去除夹杂物效果，大多精炼装置和生产工艺采用依靠弱搅拌或慢速循环钢水方法将钢水中夹杂物带到钢水表面的渣层中去除，使得精炼时间很长，钢水温降较大，冶炼成本和生产节奏都受到较大影响。随着现代工业和高速列车、远洋轮船、航空运输等等对高品质钢材需要大幅度增加，目前传统生产超低夹杂物含量钢材的装置与方法在产量、质量等方面上已不能满足不断增长的市场需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢水中夹杂物快速去除装置与方法，可快速高效去除钢水中夹杂物，适合大批量生产夹杂物数量很低的钢水，满足高效低成本生产高品质钢的要求。

钢水中夹杂物快速去除装置与方法的基本原理就是：利用气泡粘附夹杂物和带动夹杂物上浮规律，加大钢水中细小气泡覆盖区，大幅度提高去除夹杂物速度和效率。

本发明在盛钢水容器1底部多位置布置特定供气元件2，通过底吹氩气（惰性气体）在钢水较大区域范围内产生大量上浮微小气泡，在很短的时间内尽可能多地捕捉钢水中夹杂物并带到钢水顶部熔渣中去除，实现快速高效去除夹杂物提高钢水质量的目的。

本发明的装置包括：盛钢水容器1、特定供气元件2、护砖6、底吹气体调节系统7等。在盛钢水容器1底部安装特定供气元件2，通过底吹惰性气体在被处理的钢水3中产生大范围的弥散微小气泡4上升区，通过大量分布在钢水中的微小气泡最大程度地捕捉夹杂物，促进其上浮到顶渣5中被去除而净化钢水；特定供气元件2外围安装有护砖6，底吹气体调节系统7通过管道13与特定供气元件2连接，控制底吹气体流量大小。

该特定供气元件2上部为耐火材料（镁碳质、刚玉质、镁铬等）10布满直通或弯曲微孔11，微孔11间距5-30mm内径0.5-1.5mm。下部为气室（12）分配各微孔11进气，气室与进气管13连接。

在盛钢水容器1底部安装的特定供气元件2具有可更换性。安装时通过盛钢水容器1外侧向预安装有护砖6的底部插入特定供气元件2。底部特定供气元件2直径为30-300mm，特定供气元件2个数为3-24个，边部间距大于100mm（注明：从寿命上考虑只对最小间距有要求）。

本发明的钢水中夹杂物快速去除方法是在盛钢水容器1底部避开水口区8和钢水冲击区9安装多个能产生大量微小气泡的特定供气元件2，通过底吹惰性气体在被处理的钢水3中产生大范围的弥散微小气泡4上升区，通过大量分布在钢水中的微小气泡最大程度地捕捉夹杂物，促进其上浮到顶渣5中被去除而净化钢水。底吹惰性气体气体总流量为每吨钢水0.001-0.03m³/min。每个特定供气元件底吹流量采用单独或组合控制。

本发明的创新之处是：