CN1008983B

CN1008983B - 稀土合金注入法输粉器

Info

Publication number: CN1008983B
Application number: CN 86108225
Authority: CN
Inventors: 由淼
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 1986-12-08
Filing date: 1986-12-08
Publication date: 1990-08-01
Also published as: CN86108225A

Abstract

一种稀土合金注入法输粉器，属于向钢液(或铁液)中加入稀土合金的工艺专用设备，适宜于铸钢锭，钢铸件生产，也适宜于连续铸锭和铸铁的孕育变质剂加入工艺，该输粉器挂在钢包侧壁上，通过可控制输粉量的带有弹簧的轴向开关，将稀土硅粉与钢液流同步定量地注入中铸管浇杯中，可使钢材中稀土金属分布均匀：钢材中稀土金属收得率大于80%；吨钢水加稀土原料费小于10元/吨，比稀土金属丝喂入法与钢包内投入法等工艺费用下降2/3左右。

Description

一种用于向钢液（或铁液）中注入稀土金属（REM）的工艺专用设备。

稀土合金在钢中应用对提高钢料质量具有重要意义，近二十余年来，国内外的稀土合金向钢中（或铁中）加入的工艺方法主要是以包内处理为主，此工艺过程不稳定，合金收得率低，原料消耗量大，设备费用高。目前，国际上采用先进的稀土金属丝喂入法工艺，其工艺过程比较简便，技术指标高，效果稳定可靠，但吨钢水消耗稀土原料加工费用亦高，原料供应困难。

本发明旨在提供一种稀土合金向钢液（或铁液）中注入的工艺专用设备，它不仅操作简便，技术指标高，效果稳定、可靠，而且吨钢水消耗稀土合金量低，成本费用低。

本发明输粉器应用重力输粉原理、将一专用的稀土合金粉输粉器悬挂在钢水包侧壁上，输粉器包括稀土合金粉容器、调节开关和输粉管道。输粉器的开关兼有开关功能和调节输粉速度功能。在调节开关中，位于调节开关漏斗下端的轴向开关，其一端带有弹簧，依靠其弹力控制轴向开关的转向，从而控制开关漏斗下方开口的大小，进而调节粉流的流速，颗粒状粉流靠重力经开关漏斗的下方开口进入输粉管，并通过输粉管进入钢液流中，与钢液流同步定量地注入中铸管中，从而解决了本发明输粉器的关键问题，使稀土金属在钢材中分布均匀。输粉管倾斜地固定在钢水包壁与钢水包底相交处，则使钢液流的高度仍然保持原浇铸高度不变，进而防止了钢液的氧化。通过选择稀土合金粉具有合适的粒度，而极大限度地减少了稀土合金粉与钢液接触时的氧化燃烧损失，并防止了管口堵塞，提高了稀土金属在钢材中的收得率，降低了原料消耗。

应用本发明输粉器进行稀土合金向钢中注入工艺，与目前国际上先进的稀土金属丝喂入法工艺相比较，不仅可以获得同样高的技术指标，使稀土金属在钢材中分布均匀，收得率≥80%，而且其吨钢水消耗稀土硅铁（含RE：28～33%）1.2～1.5Kg，折合稀土金属约为0.35～0.45Kg，稀土金属（REM）在钢材中化学分析值为0.025～0.04%，故每吨钢水加稀土金属费用约为10元/T～15元/T，与钢包内投入法加稀土原料相比，费用下降约30元/T，与稀土金属丝喂入法相比，费用下降20元/T，且无水口结瘤与夹杂物总量增加现象发生。同时，此设备工艺操作简便，稳定可靠，制造成本低。该发明输粉器为一简便、经济、稳定、可靠的专用设备。应用该注入法输粉器进行稀土合金向钢中加入工艺获得的技术指标与经济指标，工艺操作情况，与国内外历年出现的其它加入工艺方法比较，其结果见附表一。

下面是本发明输粉器的最佳实施例。

附图1是输粉器装配示意图。

附图2是调节开关开启状态的结构剖面示意图。

附图3是调节开关开启状态外形示意图。

下面是本发明输粉器的最佳实施例。

如附图一所示，稀土硅铁粉容器（1）悬挂在钢水包（4）侧壁上，输粉器调节开关（2）固定在容器（1）的下端，选择稀土硅粉颗粒度为1.0～3.0mm，由容器（1）通过调节开关（2）进入输粉管（3），输粉管（3）倾斜地固定在钢包壁与钢包（4）底相交处，这样既可使稀土硅铁粉穿过管（3）进入由钢包（4）底出钢水口流出的钢液流中，又可使钢液流自钢包（4）底出钢水口至中铸管（5）的高度仍保持原浇铸高度不变，以防止钢液的氧化，减少稀土硅铁粉与钢液流接触时的氧化燃烧损失，稀土硅铁粉流与钢液流汇合同步定量地注入中铸管（5）中，输粉器的轴向带弹簧的调节开关（2）同时兼作开关和控制稀土硅铁粉流速的调节器件。由附图2和图3所示，调节开关（2）主要由上下两部分构成，上面是调节开关漏斗（6），轴向开关（10）装配于漏斗（6）底部通过固定螺帽（8），垫圈（9）固定，弹簧（11）缠绕其上，弹簧（11）的一端固定在开关把手（12）上，另一端固定在定位柱（13）旁。轴向开关（10）的中部有一圆形轴孔（18），轴孔（18）开口与漏斗（6）下方开口（17）同孔同心，并与输粉管（7）相通。调节开关（2）的开启与关闭由调节开关（2）把手（12）和弹簧（11）控制。当开关把手松开时，轴孔（18）关闭;将把手（12）在竖直方向沿顺时针方向拉开，并带动轴向开关（10）旋转90°时，调节开关（2）完全开启。轴孔（18）与漏斗（6）开孔（17）全重合合金粉流量最大;松开把手，靠弹簧（11）的恢复力使轴向开关（10）转向起始位置，则调节开关（2）关闭。轴向开关（10）上还带有轴向开关支柱（14），流量调节螺丝（15）安装在固定于调节开关（2）外壳上的螺丝支架（16）上，通过其调节螺丝（15）前后伸缩，限制轴向开关（10）的旋转角度（0～90°），使轴孔（18）与漏斗（6）开口孔（17）的重合改变，从而调节粉流的流量，当流量调节螺丝（15）回缩时，正值轴向开关（10）的轴孔（18）与调节开关漏斗（6）的下方开口孔（17）重合部分变大，此时粉流的流量随之增大;而当流量调节螺丝（15）前伸时，轴向开关（10）的轴孔（18）与调节开关漏斗（6）的开口孔（17）重合部分变小，而使流量减少;随着流量调节螺丝（15）的不断前伸，将导致粉流的流量不断减少。此开关具有结构简单，制造方便，使用可靠，价格低廉的优点，为本发明输粉器的关键部件。

本发明输粉器在山东某钢厂的15吨电弧炉上进行了三炉A₃钢试验，采用该发明稀土合金注入法输粉器，实验结果如下：

1、稀土金属在钢材中收得率为81.5～88.2%;稀土硅铁（含RE：28-33%）在钢中最佳加入量为1.2-1.5Kg/T钢水，折稀土金属加入量为0.35～0.45Kg/T钢水;稀土金属在钢材中分析值为0.025～0.040%。

2、稀土金属在钢材各处分布非常均匀，任何一处取样的分析值与平均值的偏差≤±0.008%。

3、夹杂物金相定量图象分析表明：

（一）夹杂物总面积有下降趋势，最高达18%;

（二）夹杂物形态的长度与宽度比可提高10～15%，即球化;

（三）夹杂物个数（在分析面积内）有10-40%增加。

4.机械性能试验结果分析表明：

（一）屈服强度σ_s可提高6-12%;

（二）抗拉强度σ_b可提高3-8%。

（三）冲击韧性a_k可提高25～55%。

此外，本发明输粉器还可应用于稀土硅铁向连续铸锭长水口侧孔中由气（或氮气）输入工艺，用于连续铸锭工艺时，要求硅铁粉颗粒度小于1.0mm。本发明输粉器也可用于铸铁的稀土合金后期瞬时孕育变质处理工艺，应用时要求孕育剂粉的输送速度与浇口杯出铁水孔的孔经大小相匹配，从而固定浇口杯出铁水孔的孔径尺寸。

附表一

稀土金属稀土金属稀土金属中国经济指标加美国经济指标加

时期加入方法加入量收得率% 分析值% 稀土合金成本元/T 稀土合金成本美元/T

kg/T 稀土合金稀土金属稀土合金稀土金属

五十年代钢包投入法 1.5～2.5 0～25 34～45 50～70 12～20

六十年代钢锭模吊挂法 0.5 80 0.04 / 30 / 8

钢包插入法

六十年代 0.7～1.2 20～40 0.02～0.04 20～30 28～45 7～12

（压入法）

七十年代钢包喷粉法 1～1.5 20～40 0.02～0.04 20～30 / /

稀土金属丝中

七十年代 0.5 80 0.04 / 30 / 8

注管喂入法

稀土硅铁粉中

八十年代 0.40～0.60 80 0.03～0.05 10 / / /

注管注入法

Claims

1、一种用于向钢液(或铁液)加入稀土合金粉的输粉器，它包括一个稀土合金粉容器(1)。调节开关(2)和输粉管(3)，其特征是稀土合金粉容器(1)悬挂在钢水包(4)的侧壁上，而输粉管(3)固定在钢水包(4)的底和壁的相交处，以使所说的稀土合金粉容器(1)中的粉剂经调节开关(2)和输粉管(3)因重力流入出自钢水包底部水口的钢液流中，从而随钢液流同步定量地注入中铸管(5)中。

2、如权利要求1所述输粉器，其特征是其中所说的调节开关（2）包括漏斗（6），轴向开关（10）和流量调节螺丝（15），所说的轴向开关（10）的中部有一可与漏斗（6）下方开口（17）同孔同心的轴孔（18），通过旋转轴向开关使其上的轴孔（18）与所说的漏斗上的下方开口（17）重合或不重合从而使所说的稀土合金粉剂流出，或停止流动，而通过使调节螺丝（15）伸缩，控制所说的下方开口（17）和轴孔（18）的重合度。