專利名稱：一種控制鋼液中氧濃度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼包脫氧精煉工藝，尤其是涉及一種在鋼液脫氧過程 中脫氧劑加入方法及其控制鋼液中的氧含量的方法。
背景技術(shù)：
在鋼液轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，氧槍向熔池中吹入大量的氧氣，當(dāng)達(dá)到 吹煉終點(diǎn)時(shí)，鋼液中含有過量的氧。也就是說，鋼中實(shí)際氧含量高于 平均值。如果不進(jìn)行脫氧，在其后的出鋼和澆注過程中，隨著溫度的 降低，鋼液中的氧溶解度降低，促使碳氧反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，鋼液劇烈沸 騰，不僅使?jié)沧⒆兊美щy，而且也得不到正確凝固組織結(jié)構(gòu)的連鑄坯。 鋼中氧含量高，還會(huì)產(chǎn)生皮下氣孔、疏松等缺陷，并加劇硫的熱脆作 用，在鋼的凝固過程中，氧以氧化物的形式大量析出，這樣會(huì)降低鋼 的塑性、沖擊軔性等加工性能。
鋼中氧含量多少是評(píng)價(jià)鋼質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，直接決定鋼中氧 化物夾雜的多少，并影響其大小、形狀和分布狀態(tài)，以及鋼坯的質(zhì)量 和性能。合理的脫氧工藝，可以根據(jù)鋼種要求將鋼中氧含量降低到所 需水平，可以將生成的脫氧產(chǎn)物從鋼液中排出，使成品鋼中非金屬夾 雜物含量少、分布均勻、形態(tài)適宜，也可以得到細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)組織。
目前，煉鋼脫氧的脫氧劑加入方法有"塊狀物料法"和"喂線法"。 它們都是將脫氧劑從鋼包上端直接加入鋼液，脫氧元素與溶解在鋼液 中的氧作用，所形成的穩(wěn)定氧化物從金屬液中以固態(tài)或液態(tài)析出，達(dá) 到脫氧目的。
塊狀物料加入法是將脫氧劑制成塊狀，直接投入鋼液中進(jìn)行脫氧 操作的方法。由于脫氧劑以塊料加入，比表面積小，金屬收得率低且 不穩(wěn)定，因而難以精確達(dá)到脫氧目標(biāo)值，且不易計(jì)算脫氧劑物料加入 量，造成資源浪費(fèi)，成本增加，環(huán)境也受到一定污染。
鋼包喂線法就是將脫氧劑制成細(xì)粒狀后加工成包芯線，然后借助 于喂線機(jī)以一定的速度將其輸入鋼包上部的鋼水中，從而達(dá)到對(duì)鋼水 進(jìn)行脫氧，最終提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低材料消耗的目的。該技術(shù)的合金 收得率較高，成份控制較準(zhǔn)確，鋼液降溫少，環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。但 其必須在吹氬技術(shù)配合下進(jìn)行。另外脫氧產(chǎn)物可能留存在鋼液之中， 成為非金屬夾雜物。若不能排除脫氧產(chǎn)物，對(duì)成品鋼的性能仍然有害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新的控制鋼 液中氧濃度的方法，不僅金屬收得率高、反應(yīng)速度快，而且能有效排 除脫氧產(chǎn)物并能精確控制脫氧劑加入量。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明控制鋼液中氧濃度的方法是采用現(xiàn)有的 噴粉系統(tǒng)，將噴粉管路連接在設(shè)在鋼包底部的透氣磚上形成鋼包噴粉 系統(tǒng)，通過改變脫氧劑的形狀及其加入方法，將脫氧劑制成粒徑小于
300目微細(xì)粉體，脫氧劑粉體從噴粉系統(tǒng)中的噴粉罐上部加入，在現(xiàn) 有吹氬攪拌的基礎(chǔ)上，脫氧劑粉體以攪拌氣體為載體，經(jīng)噴粉管路輸 送，通過設(shè)置在鋼包底部的透氣磚噴入鋼液中進(jìn)行脫氧操作。
為便于脫氧劑粉體均勻而通暢地噴入鋼液中，設(shè)置在鋼包底部的 透氣磚采用噴粉用透氣元件。
本發(fā)明在實(shí)際搡作中，脫氧劑微細(xì)粉增加了反應(yīng)界面，縮短了鋼 液脫氧操作時(shí)間，與氣體底噴吹法相結(jié)合，增強(qiáng)了鋼液的攪拌效果， 改善冶金反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，促進(jìn)脫氧劑元素及脫氧產(chǎn)物在鋼液中分
布的均質(zhì)化程度，有利于脫氧產(chǎn)物的順利排出，能精確達(dá)到鋼種要求 氧含量目標(biāo)值，可以穩(wěn)定提高鋼產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點(diǎn)效果如下
1) 脫氧劑粒度小，比表面積大，反應(yīng)界面大，反應(yīng)速度快；
2) 脫氧劑粉體在鋼液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，脫氧速度快、效率高；
3) 與底噴吹系統(tǒng)相結(jié)合，氣體攪拌保證脫氧產(chǎn)物的有效排出， 并使殘留于鋼液中的非金屬夾雜物等分布均勻，提高鋼材的質(zhì)量和性
能；
4) 噴粉系統(tǒng)與噴吹系統(tǒng)相結(jié)合，脫氧劑粉體直接加入鋼液參與 反應(yīng)，可精確控制粉體加入量及鋼液脫氧量，節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)效益顯 著，無污染。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 圖1為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明控制鋼液中氧濃度方法系統(tǒng)的平面圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1所示的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明控制鋼液中氧濃度方法的系統(tǒng)是利用 常規(guī)的噴粉系統(tǒng)，將噴粉管路連接在設(shè)在鋼包2底部的透氣磚1上形 成鋼包噴粉系統(tǒng)。將脫氧劑制成粒徑小于300目微細(xì)粉體，脫氧劑粉 體從噴粉系統(tǒng)中的噴粉罐4上部加入，在現(xiàn)有吹氬攪拌的基礎(chǔ)上，脫 氧劑粉體以攪拌氣體為載體通過經(jīng)噴粉管路輸送，通過設(shè)置在鋼包2 底部的透氣磚1噴入鋼液中進(jìn)行脫氧操作。
設(shè)置在鋼包2底部的透氣磚1釆用噴粉用透氣元件，便于脫氧劑 粉體均勻而通暢地噴入鋼液中。
實(shí)施例一
在實(shí)驗(yàn)室采用標(biāo)準(zhǔn)的100kW/150kg中頻感應(yīng)多功能高溫爐冶煉
高碳鉻軸承鋼GCr15SiMn,鋼液量為100kg,其化學(xué)成分C: 1.2%， Mn: 1.05%, Si: 0.55%, P: 0.015%, Cr: 1.5%，終脫氧插鋁100g，經(jīng)檢 測(cè)
22ppm。
運(yùn)用本發(fā)明方法對(duì)該鋼液進(jìn)行底噴鋁粉深脫氧，其操作過程方法 如下首先打開排氣閥6，接著開啟進(jìn)料閥5，將1.2g粒度小于300
目的鋁粉脫氧劑，裝入0. 11113的冶金用噴粉罐4內(nèi)，充氣加壓至 0. 3MPa;此時(shí)，進(jìn)料口上部的一定量的鉬粉脫氧劑由進(jìn)料口加入噴粉 罐4，關(guān)閉進(jìn)料閥5及排氣閥6。同時(shí)氣動(dòng)進(jìn)氣閥7開啟，進(jìn)入分路 氣管，分成四路。第一路通過加壓管8對(duì)噴粉罐4內(nèi)的鋁粉脫氧劑進(jìn) 行加壓，并通過壓力調(diào)節(jié)閥14調(diào)節(jié)壓力至所需的壓力值；第二路通 過一級(jí)氣化管9進(jìn)入噴粉罐錐體的一級(jí)流化室，通過粉罐錐體內(nèi)的氣 化裝置使鋁粉脫氧劑流化；第三路通過二級(jí)氣化管11進(jìn)入混合室12, 通過其內(nèi)的流化裝置使鋁粉脫氧劑二次流化；第四路通過噴射管10 將流化狀的鋁粉脫氧劑吹送出去。待噴粉罐體內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定要求 時(shí)，打開出料閥13，噴粉罐4處于輸送物料狀態(tài)，將鋁粉脫氧劑噴 入鋼包2內(nèi)。
鋁粉脫氧劑輸送完畢后，繼續(xù)進(jìn)行吹氣攪拌，數(shù)分鐘后，鋁粉脫 氧劑與鋼包2內(nèi)的鋼水3充分反應(yīng)，完成脫氧。經(jīng)檢驗(yàn)，鋼液中[O] 為12ppm。
某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)爐冶煉齒輪鋼SCM822H,在盛鋼20噸，其含C 為O. 08%。出鋼時(shí)加一批預(yù)脫氧劑，加入量為2. Okg/t鋼，采用配比 為石灰螢石耐火磚塊=800 : 100: 100精煉渣精煉，并根據(jù)精 煉過程中的渣況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，取樣分析?br> 經(jīng)檢測(cè)鋼中
20ppm。
運(yùn)用本發(fā)明技術(shù)對(duì)該鋼液進(jìn)行底噴含鋇合金深脫氧，操作方法與
實(shí)施例一相同，進(jìn)行脫氧。各噴吹參數(shù)為 鋁粉粒度300目篩下； 脫氧劑用量24kg; 噴吹壓力0. 25~0. 50MPa; 氬氣流量60~180L/min; 經(jīng)檢驗(yàn)，鋼液中
為14ppm。 實(shí)施例三
某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)爐冶煉合金工具鋼Cr12MoV,在盛有20噸，其化 學(xué)成分為C: 1.58%, Mn: 0.27%, Si: 0.30°/。， P: 0,024%， Cr: 11.75%, Mo: 0.50%, V: 0.23%。
釆用弱電石渣法脫氧，C粉渣保持時(shí)間不小于30min， C粉渣變 白后，加一批Ca—Si粉，加入量為1.0—1.5kg/t鋼，Ca—Si粉加入
后渣子變白、鉻鐵全熔，脫氧良好。經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，取全分析樣兩次?Crl2MoV出鋼前8—15min，V按0. 25y。計(jì)算加入Fe—V，出鋼溫度1500
XTl53(TC， 終脫氧插鋁0. 5kg/t鋼。 經(jīng)檢測(cè)鋼中
36ppm。
采用硅、鋁、鋇、鈣、鍶、稀土按一定比例作為脫氧劑，要求其 粒徑小于300目。
運(yùn)用本發(fā)明技術(shù)對(duì)該鋼液進(jìn)行底噴粉深脫氧，操作方法與實(shí)施例 一相同。脫氧劑用量540g;
經(jīng)檢驗(yàn)，鋼液中
為21ppm。
權(quán)利要求
1、一種控制鋼液中氧濃度的方法，采用現(xiàn)有的噴粉系統(tǒng)將噴粉管路連接在設(shè)在鋼包(2)底部的透氣磚(1)上形成鋼包噴粉系統(tǒng)，其特征在于通過改變脫氧劑的形狀及其加入方法，將脫氧劑制成粒徑小于300目微細(xì)粉體，脫氧劑粉體從噴粉系統(tǒng)中的噴粉罐(4)上部加入，在現(xiàn)有吹氬攪拌的基礎(chǔ)上，脫氧劑粉體以攪拌氣體為載體，經(jīng)噴粉管路輸送，通過設(shè)置在鋼包(2)底部的透氣磚(1)噴入鋼液中進(jìn)行脫氧操作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制鋼液中氧濃度的方法，其特 征在于所述的設(shè)置在鋼包(2 )底部的透氣磚(1)采用噴粉用透氣 元件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控制鋼液中氧濃度的方法，該方法利用常規(guī)的噴粉系統(tǒng)，將噴粉管路連接在設(shè)在鋼包(2)底部的透氣磚(1)上形成鋼包噴粉系統(tǒng)，通過改變脫氧劑的形狀及其加入方法，即將脫氧劑制成粒徑小于300目微細(xì)粉體，脫氧劑粉體從噴粉系統(tǒng)中的噴粉罐(4)上部加入，在現(xiàn)有吹氬攪拌的基礎(chǔ)上，脫氧劑粉體以攪拌氣體為載體通過經(jīng)噴粉管路輸送，通過設(shè)置在鋼包(2)底部的透氣磚(1)噴入鋼液中進(jìn)行脫氧操作。該方法不僅反應(yīng)速度、金屬收得高(提高20-80％甚至更高)、產(chǎn)品質(zhì)量好，而且能有效排除脫氧產(chǎn)物并能精確控制脫氧劑加入量，經(jīng)濟(jì)效益顯著，無污染。
文檔編號(hào)C21C7/06GK101177723SQ20071019061
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者周建安 申請(qǐng)人:中冶華天工程技術(shù)有限公司