[發明專利]鋼水包氣體攪拌的方法及攪拌氣體控制裝置

有效

• 申請號: 201210032418.1
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102560004A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 劉向東;鐘渝;徐杰;黃其明
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪工程技術股份有限公司
• 主分類號: C21C7/072
• 分類號: C21C7/072;B22D41/58
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于煉鋼技術領域，具體的涉及一種鋼水包氣體攪拌方法和適用于該鋼水包氣體攪拌方法的攪拌氣體控制裝置，本發明的鋼水包氣體攪拌方法主要適應于鋼水二次精煉各種工藝過程中所采用的鋼包氣體底吹攪拌。

背景技術

現代煉鋼技術，煉鋼工藝被分成一次冶煉和爐外精煉，一次冶煉是基本的冶煉生產。在電爐或轉爐中將碳和磷氧化后，鋼水直接倒入鋼水包進行爐外精煉，這樣使得煉鋼更加經濟。僅在鋼水包中進行的二次冶金便包括了生產優質鋼需要的所有工藝措施，這些措施所涉及的設備包括CAS爐、LF爐、RH爐、VD爐、VOD爐等，均是在鋼水包容器中對鋼水進行精煉處理的設備。

鋼包吹氣攪拌具有均勻鋼液溫度和成分，強化渣-金界面反應和促使非金屬夾雜物上浮并去除雜質等作用。通常的吹氣攪拌方法有兩種：其一是插入式，即從鋼液表面插入耐材包裹的中空鋼管，惰性氣體通過鋼管出口到達指定液位后吹出；其二是底吹式，即惰性氣體通過安裝在鋼包底部的透氣磚吹出。無論采用何種形式，當吹氣強度增加后，現有生產中均有發生鋼渣被氣體吹出鋼包的現象，進而限制了氣體吹入流量，使得攪拌功不能按需要提高，限制了鋼水包攪拌的效果。吹入鋼水包的攪拌氣體有多種，其中最常用的惰性氣體是氬氣。

為了防止鋼渣被氣體吹出鋼包，在現有的一些VD(Vacuum?Degassing)、VOD（Vacuum?Oxygen?Decarburization）真空精煉設備中，在鋼水包的上方一般有一個防濺蓋，也被稱作防熱屏，用于擋住鋼水液面的熱輻射和底吹氬時帶出的飛濺渣，保護真空罐蓋。

現有的鋼水包中底吹氬的透氣磚一般在布置鋼包底部離包底中心約1/2~2/3倍鋼包半徑處。專利號為CN201020535020.6的中國專利公開了一種側底復吹精煉鋼水包，該側底復吹精煉鋼水包提出一種透氣磚布置在鋼包側面的鋼水包，與大鋼處理量相適應實現大攪拌功，并相對減小惰性氣體流量，使其具有較好的經濟性，使用時能夠防止鋼渣飛濺較高。

上述兩種現有技術均為從設備結構出發解決氣體底吹攪拌帶來的鋼渣飛濺問題，但是攪拌氣體仍然采用連續氣流，并通過流量孔板組合變化來控制攪拌氣體的氣體流量大小，從設備結構出發雖然在一定程度上能夠解決氣體底吹攪拌帶來的鋼渣飛濺問題，但是還存在投資大，成本高的缺點，并不能被大量推廣應用。

關于現有的鋼水包氣體底吹攪拌的連續氣體的控制系統，其主要設備如圖1所示，它由控制器8、不同開口面積的四個流量孔板10、氣動切斷閥9和管路組成。另外，文獻《鋼包底吹氬自動控制系統》（趙彥偉等，自動化應用，2011，（04））公開了節流孔板控制原理及應用，在文獻《精煉爐底吹氬智能控制系統的研究》（張浩，西安理工大學學位論文）中，甚至還公開了一種采用高速電磁閥用PWM技術和PCM技術獲得穩定的連續氣流的技術方案。

綜上可知，由于鋼水包一般深度較大，直徑較小，在鋼水包中采用連續氣流底吹攪拌帶來的問題是明顯的：采用大流量的攪拌氣體底吹時攪拌效果好但會產生鋼渣飛濺，采用小流量的攪拌氣體底吹時不發生飛濺但會導致攪拌效果達不到要求的缺陷。

鑒于此，本發明旨在探索一種鋼水包氣體攪拌方法及攪拌氣體控制裝置，該鋼水包氣體攪拌方法能夠不僅能夠采用大流量的攪拌氣體對鋼水包進行底吹攪拌，取得較好的攪拌效果，而且還能夠防止鋼渣飛濺，提高安全性能，減少鋼水包內襯的侵蝕，提高鋼水包的使用壽命。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種鋼水包氣體攪拌方法及攪拌氣體控制裝置，該鋼水包氣體攪拌方法能夠不僅能夠采用大流量的攪拌氣體對鋼水包進行底吹攪拌，取得較好的攪拌效果，而且還能夠防止鋼渣飛濺，提高安全性能，減少鋼水包內襯的侵蝕，提高鋼水包的使用壽命。

要實現上述技術目的，本發明首先提出了一種鋼水包氣體攪拌方法，該方法為：進入鋼水包的攪拌氣體為脈寬和占空比均可調的斷續氣體。

進一步，所述攪拌氣體為惰性氣體；

進一步，所述攪拌氣體為氬氣；

進一步，進入鋼水包的所述攪拌氣體為至少一路。

本發明還提出了一種用于上述鋼水包氣體攪拌方法的攪拌氣體控制裝置，包括電氣控制系統和與每路攪拌氣體一一對應設置并與鋼水包相連的主管路，所述主管路上設有穩壓氣罐、減壓閥、常開手動閥、用于檢測攪拌氣體壓力的壓力變送器、用于測量攪拌氣體流量的流量變送器和用于調制攪拌氣體脈寬或占空比的快速切斷閥，所述流量變送器和所述快速切斷閥分別與所述電氣控制系統電連接。

進一步，還包括與所述快速切斷閥和常開手動閥并聯的常閉手動閥；