[發(fā)明專利]一種噴吹鈣蒸汽對(duì)鋼水進(jìn)行鈣處理方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410345184.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN104131138A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廷安;豆志河;劉燕;王聰;張旭華;張子木;呂國(guó)志;趙秋月;赫冀成;蔣孝麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C21C7/072
• 分類號(hào): C21C7/072
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼水精煉領(lǐng)域，具體涉及一種噴吹鈣蒸汽對(duì)鋼水進(jìn)行鈣處理方法及裝置。

背景技術(shù)

鋼中的夾雜物多，不僅降低鋼的成材率，而且影響鋼材的機(jī)械性能，隨著精煉技術(shù)的進(jìn)步，從上世紀(jì)70年代開始出現(xiàn)了鋼水鈣質(zhì)處理的工藝，目前鈣處理工藝已成為冶煉品種鋼重要的爐外精煉手。鋼水鈣質(zhì)處理能脫氧、脫硫、改變夾雜物形態(tài)，防止水口結(jié)瘤，清潔鋼水，提高鋼材質(zhì)量。其原理是：鋼中加入適量金屬鈣后，可以把由鋁脫氧產(chǎn)生的高熔點(diǎn)的脆性Al₂O₃夾雜物處理成低熔點(diǎn)鈣鋁酸鹽球狀復(fù)合夾雜物12CaO·7Al₂O₃，防止水口結(jié)瘤，促進(jìn)了夾雜物上浮，清潔了鋼水，可以減輕中間包水口的堵塞問題，為連鑄實(shí)現(xiàn)低過熱度澆鑄創(chuàng)造條件。另外，由于金屬鈣和氧元素、硫元素的親和力非常強(qiáng)，可以使鋼中的FeS、MnS夾雜轉(zhuǎn)變?yōu)楦呷埸c(diǎn)的CaS夾雜，或具有高硫、高鈣鋁酸鹽，冷卻時(shí)形成雙相夾雜物，它們?cè)跓彳垥r(shí)不被拉長(zhǎng)，避免形成長(zhǎng)條狀的硫化物夾雜，提高了鋼材的組織性能。

目前，鋼水鈣處理工藝主要包括：一是噴吹法，通過噴槍，用氬氣做載體，使硅鈣粉在鐵水內(nèi)部與之反應(yīng)，此法攪動(dòng)力量大，反應(yīng)面積大，反應(yīng)完全，但是成本高。二是喂絲法，用喂線機(jī)將鈣包芯線或純鈣絲，以一定的速度插入鋼水內(nèi)部，鈣在鋼水內(nèi)部反應(yīng)，達(dá)到處理目的，此法投資少、占地小、設(shè)備輕便、操作簡(jiǎn)單、成本較低。還有直接加入法，即將硅鈣合金直接加到鋼水表面，通過吹氬氣攪拌，使鈣溶于鋼水中，達(dá)到處理的目的，此法鈣燒損大，處理效果差。以上方法均是將固體金屬鈣（鈣合金或鈣絲）直接加入到高溫鋼水中，由于鈣蒸汽壓較高，鈣會(huì)瞬間汽化，造成體積急劇膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致鋼水液面劇烈翻騰和噴濺，導(dǎo)致鋼水二次氧化和夾雜物增多，大大惡化鈣處理效果。同時(shí)造成鈣的燒損嚴(yán)重，導(dǎo)致處理成本升高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有噴吹法和喂絲法鋼水鈣質(zhì)處理工藝存在的缺點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)，本發(fā)明提供一種噴吹鈣蒸汽對(duì)鋼水進(jìn)行鈣處理的方法及裝置，通過在鋼水包外生成高溫鈣蒸汽，然后在高純惰性載氣的攜帶下噴吹到鋼水中，進(jìn)行鋼水鈣質(zhì)處理，具有金屬鈣收得率高、鈣質(zhì)處理效果高、可控性好、安全性強(qiáng)以及處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的噴吹鈣蒸汽對(duì)鋼水進(jìn)行鈣處理方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）高溫鈣蒸汽制備：

將生石灰和Al還原劑按照CaO：Al=100:（60~75）的質(zhì)量比混合均勻，然后在20-100MPa的壓力下壓制成球團(tuán)，將制備好球團(tuán)放入鋼水包外的高溫爐內(nèi)，加熱到1350~1600℃，生成高溫鈣蒸汽；

或者將金屬鈣錠直接放入鋼水包外的高溫爐內(nèi)，在惰性氣體保護(hù)下加熱到1150~1500℃，生成高溫鈣蒸汽；

（2）?高溫鈣蒸汽輸送：

將生成高溫鈣蒸汽的高溫爐一端通過高溫輸送管道與噴槍密閉相連，噴槍插入鋼水包的鋼水熔池內(nèi)，高溫爐管另一端利用法蘭密閉，在法蘭上安裝有進(jìn)氣管，惰性氣體從進(jìn)氣管通入高溫爐內(nèi)，將生成的高溫鈣蒸汽攜帶離開高溫爐，由高溫輸送管路輸送到鋼水包中的噴槍內(nèi)；

（3）鋼水鈣質(zhì)處理

高溫鈣蒸汽在惰性載氣的攜帶下，由鋼水包內(nèi)的噴槍以120~300Nm³/h的流量，0.4~0.6MPa的噴吹壓力噴吹到鋼水包熔池中，同時(shí)在50~200rpm的偏心機(jī)械攪拌作用下，完成鋼水鈣質(zhì)處理，鋼水得到凈化。

所述的生石灰是由大理石煅燒得到的。

上述方法中噴槍插入深度為鋼水包高度的1/3-4/5，其插入位置可調(diào)。

所述的偏心機(jī)械攪拌裝置偏心度為0.2~0.4。

所述的惰性載氣為體積純度大于99.95%的高純氬氣。

本發(fā)明噴吹鈣蒸汽對(duì)鋼水進(jìn)行鈣處理的裝置，包括高溫爐、高溫輸送管道和噴槍，所述的高溫爐位于鋼水包外部，高溫爐內(nèi)放置有產(chǎn)生鈣蒸汽的鈣源，高溫爐的一端通過高溫輸送管道與噴槍連接并與噴槍內(nèi)部聯(lián)通，噴槍插入鐵水包中，在鐵水包中設(shè)有偏心機(jī)械攪拌裝置；

所述的高溫爐的另一端采用法蘭密閉，在法蘭上安裝有進(jìn)氣管，在高溫爐兩側(cè)設(shè)有鎂源進(jìn)料口和廢料出口，進(jìn)行連續(xù)或間斷密封進(jìn)料和出料。

所述的高溫輸送管道為雙層套管，內(nèi)管連續(xù)通入惰性氣體攜帶的高溫鈣蒸氣，內(nèi)管與外管之間通入氧化性氣體，保證內(nèi)管內(nèi)蒸汽不冷凝，外管外為保溫涂層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是：