[實用新型]原位萃取鋼水中夾雜物的設備

無效

• 申請號: 200720144036.2
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN201068463Y
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 張立
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C7/04
• 分類號: C21C7/04
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所
• 代理人: 劉立平

技術領域

本實用新型涉及鋼鐵冶金生產領域，更具體的是涉及一種原位萃取鋼水中夾雜物的設備。

背景技術

隨著鋼鐵冶金生產領域科學技術的發展，鋼鐵冶金產品的用戶不斷向冶金企業提出改善鋼性能的要求。現在，利用二次冶金技術基本上可以把鋼的化學成分控制在用戶所要求的范圍內。但是，純凈鋼的生產始終是本領域的一大課題。因為，在鋼的冶煉過程中，不可避免地要帶入一些雜質(如錳、硅、硫、磷、非金屬類雜質以及某些氣體，如氮、氫、氧等)等，這些有害元素與合金元素形成各種非金屬夾雜物。例如，鋼在冶煉過程中加入脫氧劑而形成氧化物、硅酸鹽，以及鋼在凝固過程中由于某些元素(如硫、氮)溶解度的下降而形成的硫化物、氮化物，這些夾雜物來不及排出而留在鋼中，通常稱為內生夾雜物。

目前，作為冶金工業上用于去除鋼水中夾雜物的方法主要有下述的過濾法、氣泡法、熔劑法、RH真空處理法以及活潑金屬變質處理方法等：

1、過濾法：

(一)網型過濾器又稱二維過濾器，一般機械地分離大塊夾雜物和氧化物，網孔尺寸越小，凈化放果越好。

(二)芯型過濾器通常用砂芯制成，但因其強度低易損壞。

(三)顆粒狀過濾器，由松散或燒結的具有不同粒度的顆粒組成，材質有焦炭，轉爐渣以及石墨電極幾種。

(四)多孔陶瓷過濾器，有連接通孔的三維網狀骨架結構，孔隙度大，密度小，耐熱。

總之，用網型過濾器和芯型過濾器可以對鋼水進行預過濾；在鋼水的溫度條件下，多孔陶瓷過濾器的表面是堅硬又光滑的，依靠濾餅機理阻擋夾雜物(即機械阻擋)；由于鋼水與陶瓷表面之間的不潤濕性會引起表面張力，如果陶瓷過濾器的孔徑太小，毛細阻力阻礙鋼水流過陶瓷過濾器。因此，上述陶瓷過濾器很難去除尺寸小幾百微米的夾雜物。

2、氣泡法

在鋼包吹氬條件下，鋼液中固相夾雜物的去除主要依靠氣泡的浮選作用，即夾雜物與氣泡碰撞并粘附在氣泡壁上，然后隨氣泡上浮而去除。一個夾雜物顆粒被氣泡俘獲的過程，可分解為下面幾個過程：

(一)夾雜物向氣泡靠近并發生碰撞；

(二)夾雜物與氣泡間形成鋼液膜；

(三)夾雜物在氣泡表面上滑移；

(四)形成動態三相接觸使液膜排除和破裂；

(五)夾雜物與氣泡團的穩定化和上浮。

在這幾個單元過程中，夾雜物顆粒與氣泡的碰撞和粘附起核心作用。夾雜物在鋼水中含量相對比較少，氣泡上浮速度比較快，夾雜物表面有一層液態鋼水覆蓋；在鋼水的湍流作用下，夾雜物在鋼液中隨即飄動；這樣在一定程度上限制它的捕獲效率。

3、熔劑法

用NaCl和CaF₂為主要成分的熔鹽處理鋼水中的夾雜物(氧化物和硫化物)，是將這種混合熔鹽干燥處理后混合均勻，把它噴入攪拌的鋼水中。因活性混合熔鹽的密度小于鋼水，它在上升過程中依靠鋼水溫度融化并與夾雜物發生化學反應，從而達到去除夾雜物的目的。

但是這種方法存在融化活性熔鹽與夾雜物反應動力學問題，夾雜物的表面上附著一層液態鋼水，它阻礙融化活性熔鹽與夾雜物的接觸。因此必須撕開附著在夾雜物表面的液態鋼水膜，活性熔鹽才能夠與夾雜物發生化學反應。僅僅依靠活性熔鹽很難撕開夾雜物表面的液態鋼水膜，此方法去除夾雜物的效率有待于進一步完善。

4、RH真空處理法

RH真空處理法是生產純凈鋼的有效工藝之一。它通過下部安裝有兩根管子的真空室和一個吹氬裝置同鋼包相連。當真空室下部的兩根管子插入鋼包中，在其中一個管子下部向內吹氬氣，鋼液將從該吹氬的管子進入真空室，進行脫氣、脫雜；而從另一根管子中流回鋼包中，形成回流。

但是這種RH真空精煉方法工藝較為復雜，工藝成本較高。

上述鋼水精煉工藝存在諸多不足，導致較高純凈度的鋼水難以實現大規模工業化生產，對于零夾雜物鋼水更加難以實現。

實用新型內容

為克服上述問題，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種原位萃取鋼水中夾雜物的精煉設備，根據本實用新型的設備，可采用氬氣載氣使堿土金屬粉末-硅酸質玻璃復合粉末通過氣泡彌散分布到鋼水中，由此，使得堿土金屬脫氧與脫硫產生的細小夾雜物原位被硅酸質玻璃熔劑捕獲；同時，氣泡與硅酸質玻璃熔劑在上浮過程中也能夠進行有效的夾雜物的捕獲，能夠高效地去除鋼水中夾雜物，降低了生產成本，工藝簡單，從而實現了原位萃取鋼水中夾雜物的目的。

本實用新型提供了一種原位萃取鋼水中夾雜物的設備，包括精煉保溫爐，在精煉保溫爐體上設置抽真空系統A和氣壓噴粉系統B；