[实用新型]一种保护出钢过程中的钢水合金化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶金炼钢技术领域，更具体地说，涉及一种保护出钢过程中的钢水合金化装置。

背景技术

钢水经电炉冶炼出钢后炉外精炼及连铸工艺对钢中氧、氮、氢及温度的控制非常严格。但是，出钢过程中钢水直接和空气接触，从而导致大量的氮氢等有害气体进入钢水，氮是一般钢种中的有害元素，在出钢过程，裸露的钢水与空气直接接触，从而增加了钢水中的氮含量，一般增加10-20ppm。因空气中含有一定的湿度，也会造成钢水增氢，氢在钢中容易产生白点，使钢产生氢致裂纹；降低了产品质量。而且，特别是在钢水出钢后在钢包中加入合金料进行脱氧合金化时，由于部分合金元素(例如：Al、Nb、V、Ti)易与钢水中的N元素结合形成氮化物或者碳氮化合物，进而严重恶化了钢的性能，为后续炉外精炼和连铸带来压力，并大大增加了生产成本，降低了合金化后的钢液质量。急需针对现有钢水出钢、合金化工艺，开发出在出钢和合金化的过程中，对钢水进行保护，提高合金化钢液的质量。

此外，对温度的影响非常大，这一过程大概持续4-6分钟，出钢过程中，钢水因热辐射、对流散热、脱氧合金化、钢包内衬吸热等引起钢水温度降低。为此，生产上采用合金加热、钢包烘烤及优化调度等，降低出钢过程中的温降。但是，对钢水与空气间产生的辐射散热和对流散热未采取任何措施，造成钢水散热严重，从而引起钢水温降难以有效控制。

经检索发现，在连铸过程中，已采用保护管对钢水进行保护，如：发明创造的名称为：复合式钢水保护套管(专利号：ZL99229239.5，申请日：1999-08-20)、发明创造的名称为：一种用于钢水浇注时的防增氮保护管(专利申请号：ZL201520734792.5，申请日：2015-09-22)。但是这种保护管却难以在出钢过程中对钢水进行保护。

此外，发明创造的名称为：一种防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法(专利申请号：201010588760.0，申请日：2010-12-15)，采取在转炉出钢前和出钢过程中，控制吹氩时间和氩气流量，分两段或连续不间断地向钢包内吹入氩气，直至出钢结束。从而使钢包内的空气被吹入的氩气排出，防止出钢至钢包内的钢水与空气接触，使钢包内的钢水始终处于氩气保护状态，既防止钢水与空气接触造成的增氮，同时使钢水中极易吸附在气泡表面的[N]能够随着氩气泡的上浮排出而被去除。该方法虽然可以在一定程度上防止钢水增氮，但是却难以实现在保护出钢的过程中进行合金化，出钢的过程中仍然易使得合金元素与氮元素形成氮化物或者碳氮化合物。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中在钢液出钢、合金化后钢液质量降低的问题，提供一种保护出钢过程中的钢水合金化装置，在钢包车上安装出钢保护管和合金加料器，出钢过程中出钢保护管可以对钢水进行保护，合金加料器可以进行合金化，减小出钢、合金化过程中钢水对氮氢等有害气体的吸附量，可以提高钢水质量；进一步地，可以减少了钢水热损失，降低炼钢能耗。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种保护出钢过程中的钢水合金化装置，包括钢包车、出钢保护管和合金加料器，所述的钢包车包括保护管调控单元、加料器调控单元和钢包罐；上述的出钢保护管安装于保护管调控单元上，保护管调控单元用于调控出钢保护管的位置，出钢保护管用于在出钢过程中对钢水进行保护；上述的合金加料器安装于加料器调控单元上，加料器调控单元用于调控合金加料器的位置，合金加料器用于向钢包罐中加入合金料。

优选地，所述的出钢保护管包括保护套管和连接套管，所述的连接套管用于与出钢口连接；所述的保护套管的套管入口端与连接套管相连，并构成贯通的出钢保护管，所述的保护套管的内径大于出钢口的直径，钢水流经保护套管时与保护套管的内壁之间具有间隙。

优选地，所述的保护管调控单元和加料器调控单元结构相同，其包括竖直伸缩机构、水平伸缩机构和旋转机构，所述的竖直伸缩机构固定安装于钢包车上，水平伸缩机构通过旋转机构转动安装于竖直伸缩机构的上部。

优选地，所述的合金加料器倾斜设置，合金加料器用于将合金料加入到出钢保护管的下部。

优选地，所述的钢包罐上设置有钢包盖，钢包盖上设置有与合金加料器相配合的合金料口，钢包盖上还设置有与出钢保护管相配合的钢水导入口。

优选地，保护套管为锥形管，且保护套管的套管入口端的内径小于套管出口端的内径，且套管入口端的内径大于出钢口的直径。