[实用新型]提高金属熔液内夹杂物去除率的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金精炼技术领域，具体涉及一种提高金属熔液内夹杂物去除率的装置，适用于各类金属精炼过程。

背景技术

随着高品质钢及特殊性能钢的不断发展，对炼钢和精炼环节金属熔液质量提出了更加严格的要求，除了金属熔液温度和成分需要满足狭窄的工艺需求，还需要不断提高金属熔液的洁净度，在精炼环节应尽最大能力去除金属熔液的非金属夹杂物，减少夹杂物对后续连铸及轧钢工序的有害作用。生产实践表明，大于50μm的大型夹杂物往往伴有裂纹出现，造成连铸坯低倍结构不合格，板材分层，并损坏冷轧钢板的表面。对于厚度为0.3mm的薄钢板，在1m²面积内，粒径小于50μm的夹杂物应少于5个，才能达到废品率在0.05%以下。轴承钢、帘线钢对夹杂物尺寸和分布及偏析程度具有更加严格的要求。

金属熔液洁净度主要取决于金属熔液进入结晶器之前的炼钢、精炼和中间包冶金工序，金属熔液中夹杂物的主要来源是内生夹杂物和外来夹杂物。内生夹杂物内生夹杂物主要是脱氧产物，是钢中的合金化元素与溶解在金属熔液中的氧以及硫、氮的反应产物。内生夹杂物数量多，颗粒较小(一般小于10μm)，分布较均匀，成分简单，对钢的质量危害较小。外来夹杂物外来夹杂物是指从炼钢到浇注的过程中，二次氧化产物和机械卷入钢中的各种氧化物。外来夹杂物数量少，尺寸较大，多在30～300μm，并且成分复杂，在钢中呈偶然分布，对钢质危害大。

对于外来夹杂物通常在浇注过程中采用密封保护避免金属熔液暴露在空气中发生二次氧化来实现，并且在中间包采用合适的控流装置来改善流场，促使金属熔液中的夹杂物上浮去除，在一定程度上可以去除颗粒较大的夹杂物。对于精炼工序普遍采用底吹氩气的方式，在钢包底部设置一个或数个喷嘴向熔池中吹入氩气，利用氩气泡来捕获金属熔液的夹杂物颗粒，促使金属熔液中夹杂物的上浮至顶渣而去除。还有研究者提出了利用电磁感应效应来搅拌熔池，取代常规的氩气搅拌，电磁感应使得金属熔液具有了沿钢包周向的旋转流动速度，促使金属熔液中的夹杂物螺旋上升来加速夹杂物的上浮去除；但是对钢包实施电磁感应操作的设备成本较高。

发明内容

本实用新型旨在提供一种提高金属熔液内夹杂物去除率的装置。

为达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种提高金属熔液内夹杂物去除率的装置，包括冶金包、供气元件以及供气设备；所述供气设备通过供气管道与供气元件连接；所述供气元件与所述冶金包底部的距离为冶金包高度的十分之一至三分之一；所述供气元件安装在冶金包侧壁上；所述供气元件可以使得金属熔液产生周向运动。

上述技术方案中，供气元件与所述冶金包底部的距离一般指供气元件出气面中心距离冶金包底面的高度，本实用新型的供气元件布置于冶金包壁面的下部1/3区域，又与底面有一定的距离，优选八分之一至四分之一；通过供气元件的供气方式促使带有夹杂物的金属熔液产生周向运动，使得夹杂物产生螺旋上升的运动方式。避免了现有技术底吹或者顶吹无法有效将夹杂物吹至熔液表面的问题。

冶金包的横截面为圆形，可以将供气元件按照与冶金包径向形成一定的角度安装在冶金包侧壁上，以供气元件的中心线与冶金包内侧壁的交点指向经过所述交点的冶金包横截面的圆心的射线为基准线；所述供气元件的中心线与基准线的夹角为15～75度；以所述基准线的顺时针方向为正方向，所述供气元件的中心线位于基准线的正方向内。从而供气装置吹出的气流使得金属熔液产生周向运动，带动其中的夹杂物旋转，促使夹杂物产生螺旋上升至熔液表面而容易被清除。本实用新型中，供气元件的中心线与基准线的夹角是指两条线交叉形成的锐角；金属熔液产生周向运动是指金属熔液发生围绕冶金包中心轴旋转的运动；供气元件的中心线是指经过供气元件出气面中点并垂直于供气元件出气面的线；基准线的顺时针方向为交点射向圆心的射线顺时针旋转180度的区域，该区域为基准线的顺时针正方向，本实用新型所有供气元件中心线都位于各自基准线的正方向内，可以使熔液周向旋转，从而使得夹杂物产生螺旋上升的运动方式。

冶金包包括耐火材料砌筑而成的内衬，供气管道铺设于该内衬内，在砌筑内衬时，根据设计的管路，铺设供气管道，从而连接供气设备与供气元件；供气管道的走向排布没有限定，以气流顺通、砌筑容易为佳。供气元件安装在冶金包侧壁内衬上，也是在砌筑内衬时，根据设计，进行安装。