[發明專利]鋼水中添加少量低密度揮發性金屬的方法

有效

• 申請號: 201710714580.4
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107419058B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 游夏;王秀娟
• 申請（專利權）人: 陜西中釩昌盛新材料科技有限公司
• 主分類號: C21C7/00
• 分類號: C21C7/00
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 何玲君

本發明提供一種鋼水中添加少量低密度揮發性金屬的方法，先將所需量的低密度揮發性金屬或其合金裝入下部帶堵塞排液孔的鋼制容器內預制成加料器，加料器浸入鋼水后排液孔堵塞受熱熔化或被低密度揮發性金屬液和鋼水熔解、侵蝕去除而貫通；加料時將加料器部分或全部浸入鋼水深處或底部，由惰性氣壓力控制器控制加料器內所裝熔化金屬液面的壓力，在鋼制容器及加壓氣管熔化失去作用前，將低密度揮發性金屬熔化液通過下部排液孔以合適速率壓出并混合、熔入鋼水中，最終鋼制容器浸入鋼水的部分也熔入鋼水。本法通過壓力調整，保證金屬液從鋼制容器下部排液孔以受控狀態逐漸排出，從鋼水深處逐漸熔解、摻混，避免較多煙塵和損失。

技術領域

本發明屬金屬冶煉領域，具體涉及一種鋼水中添加少量低密度揮發性金屬的方法。

背景技術

在鋼水連鑄或鑄造前引入少量其它金屬元素進行調質，是一種常見做法。比如很多品種鋼材在鋼水出包前經常引入鋁至0.02～0.06％。

金屬鋁的熔點660℃，密度約2.7g/cm³，雖然其沸點高于2400℃，但在1200℃以上其揮發就已非常明顯。若直接把金屬鋁塊、條加入鋼水（溫度1400-1550℃或以上，密度約7.5-8g/cm³），熔化的金屬鋁液會先漂浮在鋼水表面一段時間才能逐漸和鋼水混熔，漂浮期間不僅和鋼水的混熔速度慢，還容易揮發或者被鋼水表面的熔渣、固渣侵蝕，被空氣氧化，從而降低金屬鋁的利用率，使產品中金屬鋁的含量不易精確控制，揮發的金屬鋁在空氣中氧化也會形成煙塵，惡化操作環境。

因而開發了多種引入金屬鋁的工藝方法如喂線法：把鋁做成φ3～10mm的鋁線由喂線機以120～280m／min速度，在出鋼時或在吹氬站喂入鋼水深部。再如CAS法：鋼包底部吹氬撇開頂部的渣子使鋼液裸露，把一個耐火材料的浸漬罩插入鋼水下約200mm處，罩內的鋼水面上無渣子，里面充滿氬氣，把鋁粒加入浸漬罩中，繼續吹氬攪拌，鋁粒逐漸熔化、融入鋼水中。這些方法在設施完善的較大規模鋼水處理中使用是行之有效的。

但在小型的鋼水熔煉過程中，如單爐1000kg以下，由于坩堝尺寸較小，在加鋁設施不夠合理完善的條件下，上述加鋁方法不易實現，即便應用也存在金屬鋁揮發和煙塵量大，引入量不大精確的問題，尤其當加鋁量比較大，如加鋁到占鋼水總質量的0.5-3.0%時，總是不易做得可靠、精確。

小型的鋼水熔煉爐一般用于特殊產品，對原料或熔煉成本的要求寬松一些。如精密鑄造或熔抽法制備鋼纖維，為達到較好的產品質量，也可采用如含鋁20%左右的鐵鋁合金，或者含鋁80%左右的鋁鐵合金，作為添加金屬鋁的原料。前者優點是熔點、密度接近于鋼水，易用，混熔速度快，揮發或被熔渣侵蝕少，但鐵含量太高，用量大時會改變鋼水的基本組成；后者優點是添加量小，對鋼水的基本組成影響不大，但熔點、密度都較低，不易用，混熔速度慢，揮發或被熔渣侵蝕量大。而且，這兩種合金因用途、用量較少，一是難購買，二是價格較貴，三是質量不夠穩定，因而若損失量大則成本高、揮發污染重。

再如金屬鈣，熔點842℃，沸點1484℃，密度1.5g/cm3，難用常規方法加入。也有內包輕金屬、外包鐵皮的包芯線，也存在難購買、價格貴、不易使用的問題，以及損失量大、成本高、揮發污染重的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種鋼水中添加少量低密度揮發性金屬的方法，主要是先將所需量的低密度揮發性金屬或其合金裝入下部帶堵塞排液孔的鋼制容器，預制成加料器，加料器浸入鋼水后排液孔堵塞物受熱熔化或被低密度揮發性金屬液和鋼水熔解、侵蝕去除而貫通；加料時將加料器部分或全部浸入鋼水深處或底部，由惰性氣壓力控制器控制加料器內所裝熔化金屬液面的壓力，在鋼制容器及加壓氣管侵蝕、熔化穿孔失去作用前，將低密度揮發性金屬熔化液通過下部排液孔以合適速率壓出并混合、熔入鋼水中，最終鋼制容器浸入鋼水的部分也熔入鋼水，主要包括如下步驟：