[發明專利]一種控制出鋼過程鋼水增氮裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201510293048.0
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN104831017A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 孫爭取;劉麗;馬洪德;丁中;楊勇;張海民;佟圣剛;劉國;葉勇;張立標;孔祥輝
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C7/072
• 分類號: C21C7/072;C21C5/46
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 黎明

技術領域

本發明涉及一種防止鋼水增氮的裝置和方法，屬于轉爐煉鋼設備技術領域。

背景技術

隨著煉鋼科技的發展與進步，客戶對鋼的純凈度要求越來越高。鋼水中五大危害元素N、H、O、P、S之和最好約100ppm左右，其中N元素含量在30ppm左右，成為鋼水純凈度進一步提高的瓶頸因素。轉爐煉鋼分為裝鐵、冶煉、出鋼、濺渣、倒渣、補爐、空爐等待等過程，由于氮氣是空氣中的主要物質,從煉鋼到連鑄生產過程中很容易被吸入鋼水,特別是出鋼過程鋼水的大氣直接接觸，更容易吸氮，轉爐出鋼過程增氮一般在10-20PPm，并且很難在常規條件下以化學反應的方法去除，因此，控制出鋼過程鋼水增氮一直是煉鋼過程的一個難題。傳統的防止出鋼過程增氮有兩種方式：一是通過維護出鋼口外口保證出鋼時鋼流圓整，防止鋼液吸氮；二是利用氧是鋼水中是表面活性元素，當鋼水中氧含量高時，傳質系數小，減少鋼水吸氮量；傳統的控制出鋼過程增氮主要存在三個問題：1)經常維護出鋼口外口，需占用轉爐冶煉周期，影響生產節奏，而且出鋼口外口維護效果難以保證；2)轉爐終點氧高，出鋼過程微脫氧，造成出鋼困難；終點氧含量低時，缺少防止出鋼增氮的必要措施；3)出鋼時間長短對出鋼過程增氮影響較大，特別是新出鋼口出鋼時間較長，低氮鋼生產難以保證。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的缺陷，提供一種控制轉爐出鋼過程中鋼水增氮的裝置以及控制增氮方法。

為解決這一技術問題，本發明提供了一種控制出鋼過程鋼水增氮裝置，包括圓柱形氬封塞、電動切斷閥和電動流量調節閥，所述圓柱形氬封塞為中間設有圓柱形空間的環柱狀，圓柱形氬封塞套在轉爐出鋼口上，其內封面與轉爐出鋼口外封面形成相配合的密封面，圓柱形氬封塞上部通過四個螺栓與轉爐出鋼口外部固定連接，下部與轉爐出鋼口外部焊接固定；所述圓柱形氬封塞的下端面包括同心的氬封塞內圓環Ⅰ和氬封塞外圓環Ⅱ，所述氬封塞內圓環Ⅰ上均勻分布多個氬氣孔Ⅰ，氬封塞外圓環Ⅱ上均勻分布多個氬氣孔Ⅱ，氬氣孔Ⅰ和氬氣孔Ⅱ交錯布置；環柱狀圓柱形氬封塞的柱壁內部和外部均勻交錯設置多個氬氣管道Ⅰ和氬氣管道Ⅱ，所述氬氣管道Ⅰ與氬氣孔Ⅰ連通與轉爐出鋼口呈向外傾斜，氬氣管道Ⅱ與氬氣孔Ⅱ連通與轉爐出鋼口呈向外傾斜；所述氬氣通道Ⅰ與氬氣通道Ⅱ上端外接氬氣金屬軟管分別與氬氣源I和氬氣源II連接，氬氣金屬軟管內端連接電動切斷閥，外端連接電動流量調節閥。

所述氬封塞內圓環Ⅰ上均勻分布4個氬氣孔Ⅰ，氬封塞外圓環Ⅱ上均勻分布4個氬氣孔Ⅱ，氬氣孔Ⅰ和氬氣孔Ⅱ交錯45°布置。

所述電動流量調節閥的開度調整范圍是50％～99％。

本發明還提供了一種控制出鋼過程鋼水增氮的控制方法，包括如下步驟：

1)轉爐出鋼前準備：開通管道氬氣，吹掃鋼包內部的空氣，使鋼包內部及上部充滿氬氣；

2)準備出鋼時，先開通氬氣源I，氬氣經氬氣通道Ⅰ6從位于氬封塞內圓環Ⅰ8的氬氣孔Ⅰ10噴出，使出鋼過程鋼溜經過的區域充滿氬氣，同時形成一層圓錐體氬氣保護層，實現隔絕空氣一次密封；

3)出鋼時，再開通氬氣源II，氬氣經氬氣通道Ⅱ7從位于氬封塞外圓環Ⅱ9的氬氣孔Ⅱ11噴出，形成第二層圓錐體氬氣保護層，實現隔絕空氣二次密封；

4)調整氬氣管道上的電動流量調節閥4控制氮氣大小；

5)轉爐出鋼結束，直接關閉氮氣管道上的電動切斷閥3。

所述步驟4)的電動流量調節閥4根據出鋼口爐數及鋼種要求調整氮氣大小：

1-40爐時，電動流量調節閥4開到50％；

41-70爐時，電動流量調節閥4開到70％；

71-100爐時，電動流量調節閥4開到99％；

生產超低氮鋼種時，不論出鋼口爐數，電動流量調節閥4直接開到99％；

生產對氮沒有要求鋼種時，關閉氮氣管道上的電動切斷閥3。

有益效果：本發明的氬封塞裝置安裝在出鋼口上，出鋼過程對鋼水和空氣進行吹氬隔離，內外兩個同心圓孔分別形成內外兩個氬氣圓錐體，使氬氣氣流包圍鋼水鋼溜，有效避免鋼水在空氣中裸露產生二次氧化，從而實現控制出鋼過程鋼水增氮的效果；本發明通過安裝在出鋼口的氬封塞裝置對出鋼過程對鋼水進行吹氬隔離，通過電動流量調節閥控制氮氣大小，滿足不同出鋼口爐數及鋼種的要求，本發明具有結構簡單、造價低廉、方法操作簡單、效果明顯的優點，顯著降低鋼液增氮量，極具推廣意義。

附圖說明

圖1為本發明的內部結構示意圖；

圖2為本發明的結構示意俯視圖。