[發(fā)明專利]利用溶解氣體上浮法去除金屬夾雜物的方法及增壓真空感應爐精煉裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610180580.6
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105779699B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 任忠鳴;李曉飛;郭西良;侯淵;余建波
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C21C7/072
• 分類號: C21C7/072;C22B9/05
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發(fā)明公開了一種利用溶解氣體上浮法去除金屬夾雜物的方法及增壓真空感應爐精煉裝置，利用氣體在鋼液中不同壓力下的溶解度不同，壓力越大，溶解度越大，壓力越小，溶解度越小，由于異質(zhì)形核吉布斯自由能較低，氣泡傾向于在夾雜物上異質(zhì)形核并長大，夾雜物被形成的氣泡帶到鋼液表面得到去除。其次，溶解的氫可以與熔體中的氧反應生成水蒸氣得到去除，不產(chǎn)生二次夾雜。最后在真空的條件下，氫在高合金鋼或合金熔體中的溶解度非常低，容易得到去除，克服了傳統(tǒng)方法中氮氣在真空下較難脫除的缺點。利用這種方法去除高合金鋼或合金中熔體的夾雜物，簡單方便，成本較低，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)應用。

技術領域

本發(fā)明涉及一種金屬精煉方法和工藝裝置，特別是涉及一種金屬液夾雜物去除的方法及精煉裝置，應用于特種鋼鐵和合金精煉及回收技術領域。

背景技術

夾雜物的含量和尺寸對于鋼和合金的組織和性能有很重要的影響，研究表明向鋼液中溶入氮氣，然后降低壓力，過飽和的氣體在熔體中形成微氣泡可以去除鋼液中的夾雜物并提高鑄錠質(zhì)量。但是，如果高合金鋼或者合金中含有較高含量的Ti、Cr、或者Al等可以和氮形成較穩(wěn)定氮化物的元素時，增大了氮在熔體中的溶解度，溶解的氮在脫氣的過程中很難將氮脫除。所以，如何在高合金熔體中溶解氮氣后深脫氮是一直追求但難以實現(xiàn)的目標。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種利用溶解氣體上浮法去除金屬夾雜物的方法及增壓真空感應爐精煉裝置，利用氫氣產(chǎn)生微氣泡的方法，利用鋼液中氣體的溶解度與壓力的關系，壓力變小，氣體傾向于在夾雜物上異質(zhì)形核并長大，夾雜物被形成的氣泡帶到鋼液表面得到去除。其次，溶解的氫可以與熔體中的氧發(fā)生反應，生成水蒸氣得到去除。最后在真空的條件下，氫在高合金鋼或合金熔體中的溶解度非常低，容易得到去除，克服了傳統(tǒng)方法中氮氣在真空下較難脫除的缺點。利用這種方法去除高合金鋼或合金中熔體的夾雜物，簡單方便，成本較低，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)應用。

為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，采用下述技術方案：

一種利用溶解氣體上浮法去除金屬夾雜物的方法，利用產(chǎn)生微氣泡的方法，由還原性性氣體和惰性氣體中的任意一種氣體或幾種氣體的混合氣體形成金屬液表面的氣氛，使金屬液處于設定氣壓的氣氛中，或向金屬液中輸入還原性性氣體和惰性氣體中的任意一種氣體或幾種氣體的混合氣體，通過對金屬液進行0.5～1小時保溫，使金屬液中溶解氣體達到飽和，然后快速降低金屬液表面的氣壓，使溶解氣體在金屬液中的夾雜物上異質(zhì)形核并長大，夾雜物被形成的微氣泡上浮帶到金屬液表面，使得夾雜物富集到金屬液表面而被去除，實現(xiàn)對金屬液的精煉。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，用產(chǎn)生微氣泡的方法進行金屬液溶解氫氣時，控制金屬液外部的氣體壓力不高于8atm。

作為上述方案的進一步優(yōu)選的技術方案，利用產(chǎn)生微氣泡的方法，形成金屬液表面的氣氛時，還原性性氣體采用氫氣，惰性氣體采用氬氣和氦氣。

作為上述方案的進一步優(yōu)選的技術方案，利用產(chǎn)生微氣泡的方法，對金屬液進行夾雜物去除時，適用于高合金鋼精煉。