[发明专利]一种底喷粉单嘴真空脱气精炼钢液的装置及方法

权利要求书

1.一种底喷粉单嘴真空脱气精炼钢液的装置，其特征在于包括供气系统、喷粉系统、单嘴真空脱气精炼炉和底喷粉元件；

其中所述的供气系统包括储气罐和气流分配器，储气罐与气流分配器连接，从气流分配器上分出三支气路，每支气路上装有流量计和压力表，其中第一气路与喷粉系统的喷粉罐连接，第二气路与喷粉系统的流化室连接，第三气路与喷粉系统的混合室连接；

所述的喷粉系统包括储料仓、喷粉罐、流化室和混合室，其中储料仓位于喷粉罐上部，通过第一下料阀与喷粉罐连接，喷粉罐下部是倒锥状的流化室，流化室底部通过第二下料阀与混合室的顶部连接，混合室一侧与第三气路连接，另一侧与粉气流输送管连接，所述的粉气流输送管另一端与底喷粉元件相连；

所述的底喷粉元件砌筑在单嘴真空脱气精炼炉的钢包炉底部，并贯穿钢包炉底部，上端与钢液接触；

所述的单嘴真空脱气精炼炉包括钢包、真空室和排气系统，钢包内装有钢液，钢液熔池深度视精炼钢包吨位而定，真空室位于钢包上部，为单嘴，下端开口并插入钢包熔池，真空室上部与排气系统相连接。

2. 根据权利要求1所述的一种底喷粉单嘴真空脱气精炼钢液的装置，其特征在于所述的底喷粉元件包括透气砖和蓄气室；其中透气砖由耐火材料制成，是圆台形的缝隙式透气砖，上面设有直线缝隙或者环形缝隙，直线缝隙以喷粉元件中心为圆心沿喷粉元件半径方向呈辐射状布置，环形缝隙与喷粉元件中心同心，直线缝隙宽度为0.08~0.3mm，条数为10~80条，环形缝隙宽度为0.08~0.3mm，条数为2~60条，缝隙贯穿透气砖，透气砖外面包裹钢套，下端通过法兰与蓄气室连接或直接焊接在蓄气室之上，底喷粉元件数目为1或2个，布置方式为距离钢包炉底部中心0~0.7倍钢包炉底部半径，呈对称或非对称方式布置。

3.一种采用权利要求1所述的底喷粉单嘴真空脱气精炼钢液装置精炼钢液的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

（1）初炼炉出钢，钢包吊入工作车位，关闭喷粉系统的阀门，打开供气系统的气阀，气体通过第三气路经由缝隙式喷粉元件进入钢包熔池，对钢液进行吹气搅拌，待喷吹稳定，观察钢包熔池渣圈大小，缓慢下降真空室，将真空室下端开口插入钢包熔池，真空室采用单嘴上升管，插入钢液深度200~600mm，同时避免真空室接触渣层，然后对真空室进行抽真空处理，同时降低喷吹气体流量，钢液在真空室内上升至一定高度；

（2）将粉剂从储料仓加入到喷粉罐中，关闭第一下料阀，通过第一气路向喷粉罐加压，同时通过第二气路对粉剂进行初步流化，待流化室中的压力大于第三气路压力时，打开第二下料阀，通过第二下料阀控制粉剂流量，流化室内初步流化的粉剂进入到混合室中，通过控制第三气路的气体流量和压力，保证混合室内粉气流安全稳定的进入粉气流输送管；

（3）进入粉气流输送管的粉剂，在载气流的运载下，通过缝隙式底喷粉元件，喷吹进入钢包熔池，喷吹压力控制在0.3~1.5MPa，喷吹过程当中要求粉气流量比小于1，待喷吹时间结束，关闭第二下粉阀，关闭第一气路，关闭第二气路，缓慢提升真空室，将真空室提高脱离钢包熔池，关闭第三气路，进入下一个工作循环。

4.根据权利要求3所述的一种精炼钢液的方法，其特征在于所述的喷吹粉剂为现有精炼工艺中应用的脱碳剂、脱氧剂、脱硫剂、脱磷剂和合金化粉剂，所述的合金化粉剂是铁的化合物为基含有所需添加合金的精矿粉、锰铁精矿粉、铬铁精矿粉、镍粉或稀土元素粉剂，其中所述的合金元素为锰、铬、镍或稀土元素，粉剂的粒度为200~800目。

5.根据权利要求3所述的一种精炼钢液的方法，其特征在于所述的喷吹的气体为氩气、氮气、二氧化碳或天然气。

6.根据权利要求3所述的一种精炼钢液的方法，其特征在于所述的粉剂喷吹时间按照下式计算得出：

                                                                                        

式中，t₁为喷吹粉剂操作时间，m₁为粉剂加入量，β₁为粉气流量比，ρ_g1为喷吹气体的密度，Q_g1为喷吹气体体积流量。