CN101942541A

CN101942541A - 吹氩喷粉装置及钢包精炼炉

Info

Publication number: CN101942541A
Application number: CN 201010277046
Authority: CN
Inventors: 张冠锋; 许荣昌; 刘洪银
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: CN101942541B

Abstract

本发明实施例公开了一种吹氩喷粉装置，包括：气源(17)；与气源(17)的出气口相连的气源通路控制阀(16)；用于下料的密闭压力下料口(12)，其出料口处安装有下料口控制阀(11)；进料口分别与气源通路控制阀(16)和所述下料口控制阀(11)相连的混气罐(10)，混气罐(10)的出料口设置有混气罐通路控制阀(9)；一端与所述混气罐通路控制阀(9)的出料口相连的输送管(8)；一端与输送管(8)的另一端相连的电极夹头(1)，电极夹头(1)与电极管(2)相连；电极夹头(1)为电极管(2)提供电流，且内部形成用于向所述电极管(2)输送氩气的中心孔径；电极管(2)的末端置于钢液(7)的液面下。

Description

吹氩喷粉装置及钢包精炼炉

技术领域

本发明涉及冶金领域，更具体地说，涉及吹氩喷粉装置及钢包精炼炉。

背景技术

LF炉(Ladle Furnace)，即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。LF炉具有深脱硫、深脱氧、去除钢中非金属夹杂以净化钢液、改变夹杂物形态、防止钢液二次氧化，升温并调整钢液温度、调整钢液成分等丰富的功能，在现代钢铁企业得到了广泛的推广和应用。

目前，LF炉加热采用电弧技术，在电弧加热LF炉添加渣料以及合金化操作时，通常采用高位料仓下料时并伴随大氩气量进行搅拌，从而实现钢液成分均匀化以顺利进行脱氧、脱硫等作业。在这个过程中，高位料仓下料时伴随着扬尘使作业环境恶化，且部分料落在渣层上，失去了本该发挥的作用，影响了操作的精确性和经济型；由于大氩气量搅拌过程中钢液面裸露，钢液吸氮且增加了钢液氧化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种吹氩喷粉装置，以实现减少钢液的氧化以及减少扬尘的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种吹氩喷粉装置，包括：气源；

与所述气源出气口相连的气源通路控制阀；

用于下料的密闭压力下料口，其出料口处安装有下料口控制阀；

进料口分别与所述气源通路控制阀和所述下料口控制阀相连的混气罐，所述混气罐出料口设置有混气罐通路控制阀；

一端与所述混气罐通路控制阀的出料口相连的输送管；

一端与所述输送管的另一端相连的电极夹头，所述电极夹头与所述电极管相连；

所述电极夹头为所述电极管提供电流，且内部形成用于向所述电极管输送氩气的中心孔径；所述电极管的末端置于钢液的液面下。

优选的，在上述吹氩喷粉装置中，所述气源通路控制阀与所述混气罐之间还设置有气体流向控制器，所述气体流向控制器的进气端与所述气源通路控制阀相连，所述气体流向控制器的第一出气端与所述混气罐的进料口相连，所述气体流向控制器的第二出气端与所述混气罐通路控制阀的出料口相连。

优选的，在上述吹氩喷粉装置中，所述气体流向控制器的第一出气端和第二出气端分别安装有压力控制器。

优选的，在上述吹氩喷粉装置中，所述电极管置于所述钢液液面下的一端设置有透气层。

优选的，在上述吹氩喷粉装置中，所述电极夹头上设置有支撑所述电极管的支撑臂。

优选的，在上述吹氩喷粉装置中，所述电极管个数为3个，且呈中心对称分布。

优选的，在上述吹氩喷粉装置中，所述每个电极管对应一个电极夹头。

优选的，在上述吹氩喷粉装置中，所述输送管的弯折处进行圆弧化处理。

本发明还提供了一种钢包精炼炉，包括以上特征的吹氩喷粉装置。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例中由于下料与氩气在混气罐中混合后直接通过输送管导入钢液，由于不需要边导入氩气边搅拌可以有效减少作业场扬尘，从而改善工作环境。

另外，该吹氩喷粉装置可以提高经炼钢炉的精炼效果。首先，氩气将下料带至钢液内使下料直接与钢液接触，反应迅速；其次，通过电极管进入到钢液中的氩气可以增强钢液向下对流作用，通过氩气流将高温钢水向下带，促进热量交换使钢液升温更迅速更有利于快速升温和温度均匀化。再次，向下的氩气于钢包底部吹氩，氩气会在钢包中上层钢液内汇聚，可以打破底部吹氩后氩气上升过程中向中心聚拢的效应，当氩气上浮时更细散且分布更均匀，从而使钢液面中心无裸露减少钢液吸氮和氧化。再次，当下料随氩气在钢液内上升时会直接上升至渣底部，避免了常规下料时一部分料分散到渣上层无法发挥作用的弊端，使所下料都能参与反应更有利于精确控制钢液成分。最后，氩气在电极管内部时由于电极管已处于高温状态故氩气被电极管加热，进入钢液后可以进一步促进钢液升温和温度均匀化，不需要更改钢包结构，结构简单利于实施。因此，本发明中的实施例所提供的吹氩喷粉装置可以提高精炼效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的吹氩喷粉装置的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例提供电极管的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的吹氩喷粉装置的主视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的吹氩喷粉装置的工作原理图。

具体实施方式

相关名词解释：

LF炉(Ladle Furnace)，即钢包精炼炉。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种吹氩喷粉装置，以实现减少钢液的氧化以及减少扬尘的目的。

请参照图1至图2，图为本发明实施例中提供的吹氩喷粉装置的俯视结构示意图；图2为本发明实施例提供电极管的结构示意图；图3为本发明实施例提供的吹氩喷粉装置的主视结构示意图；图4为本发明实施例提供的吹氩喷粉装置的工作原理图。

其中，1为电极夹头；2为电极管；3为支撑臂；4为钢包；5为渣；6为透气层；7为钢液；8为输送管；9为混气罐通路控制阀；10为混气罐；11为下料口控制阀；12为密闭压力下料口；13为上路压力检测器；14为下路压力检测器；15为气体流向控制器；16为气源通路控制阀；17为气源。

本实施例提供一种吹氩喷粉装置，包括：气源17、气源通路控制阀16、密闭压力下料口12、下料口控制阀11、混气罐10、混气罐通路控制阀9、输送管8、电极夹头1和电极管2。

其中，气源17的出气口与气源通路控制阀16相连；密闭压力下料口12的出料口安装有下料口控制阀11；气源通路控制阀16和下料口控制阀11分别和混气罐10的进料口相连，其出料口安装有混气罐控制阀9；输送管8的一端与混气罐控制阀9相连，另一端与电极夹头1相连；电极夹头1与电极管2相连，电极夹头为所述电极管提供电流，且内部形成用于向所述电极管2输送氩气的中心孔径；所述电极管2的末端置于钢液7的液面下。

气源17产生氩气，为整个装置提供氩气；气源通路控制阀11，控制气源17中氩气供应的开与断；密闭压力下料口12为下料的入口；下料口控制阀11，控制密闭压力下料口12的物料下注；混气罐10为物料和氩气混合的场所；混气罐通路控制阀9控制经混合后的物料和氩气的下注；电极夹头1为电极管2提供电流，且提供氩气注入的孔径；电极管2，加热钢液7，并向钢液7导入氩气。

本发明实施例中，为了使得氩气均匀的导入钢液7内电极管2置于所述钢液液面下的一端设置有透气层6，请参照附图2。钢包4中装有钢液7，在钢液7的表面有渣5，渣5可以缓解钢液被氧化，电极管2插入钢液7下，通过电极夹头1为电极管提供的电流进行加热，且向钢液7中导入氩气，对钢液进行脱硫脱氧处理。

下料与氩气在混气罐中混合后直接通过输送管导入钢液，由于在导入氩气的过程中不需要搅拌，所以可以有效地减少作业场扬尘，从而改善工作环境。

另外，该吹氩喷粉装置可以提高经炼钢炉的精炼效果。首先，氩气将下料带至钢液内使下料直接与钢液接触，反应迅速；其次，通过电极管进入到钢液中的氩气可以增强钢液向下对流作用，通过氩气流将高温钢水向下带，促进热量交换使钢液升温更迅速更有利于快速升温和温度均匀化。再次，向下的氩气于钢包底部后会在钢包中上层钢液内汇聚，可以打破底部吹氩后氩气上升过程中向中心聚拢的效应，当氩气上浮时更细散且分布更均匀，从而使钢液面中心无裸露，减少了钢液吸氮和氧化。再次，当下料随氩气在钢液内上升时会直接上升至渣底部，避免了常规下料时一部分料分散到渣上层无法发挥作用的弊端，使所下料都能参与反应更有利于精确控制钢液成分。最后，氩气在电极管内部时由于电极管已处于高温状态故氩气被电极管加热，进入钢液后可以进一步促进钢液升温和温度均匀化，不需要更改钢包结构，结构简单利于实施。因此，本发明中的实施例所提供的吹氩喷粉装置可以提高精炼效果。

为了更好地支撑电极管，在电极夹头上支撑臂。本发明实施例中电极管的个数为任一个，优选的为3个，且三个电极管2呈中心对称分布，三个电极管2可以同时对应一个电极夹头1，即该电极夹头1同时向3个电极管2提供电流和氩气；还可以是每个电极管2分别对应不同的电极夹头1，电极夹头1向与之相对应的电极管2提供电流和氩气。在本实施例中优选的是每个电极管2对应不同的电极夹头1，且每个电极夹头上均设置有用于支撑电极管2的支撑臂3。

另外，为了使下料顺利的导入钢液7中，输送管8的弯折处进行圆弧化处理，经圆弧化处理的输送管8与下料的摩擦力小，且在折弯处有比较好的过度，因此，下料对输送管的冲击力会有所缓解。

在本发明中实施例中提供的吹氩喷粉装置包括：包括：气源17、气源通路控制阀16、气体流向控制器15、密闭压力下料口12、下料口控制阀11、混气罐10、混气罐通路控制阀9、输送管8、电极夹头1和电极管2组成。

其中，气源17的出气口气源通路控制阀16相连，气源通路控制阀16的出气口与气体流向控制器15的进气端相连；密闭压力下料口12的出料口安装有下料口控制阀11；气体流向控制器15的第一出气端和下料口控制阀11分别和混气罐10的进料口相连，其出料口安装有混气罐控制阀9，气体流向控制器15的第二出气端与混气罐通路控制阀9的出料口相连；输送管8的一端与混气罐控制阀9相连，另一端与电极夹头1相连；电极夹头1与电极管2相连，电极夹头为所述电极管提供电流，且内部形成用于向所述电极管2输送氩气的中心孔径；所述电极管2的末端置于钢液7的液面下。

气源17产生氩气，为整个装置提供氩气；气源通路控制阀11，控制气源17中氩气供应的开与断；密闭压力下料口12，下料的入口；下料口控制阀11，控制密闭压力下料口12的物料下注；混气罐10，物料和氩气混合的场所；混气罐通路控制阀9，控制经混合后的物料和氩气是否下注；电极夹头1，为电极管2提供电流，且提供氩气注入的孔径；电极管2，加热钢液7，并向钢液7导入氩气；气体流向控制器15，可实现氩气管路的切换。

上述所有的控制阀的开启与关闭可以通过人为进行控制，还可以通过计算机或者控制器进行调节。为了便于观察管路上的压力大小，在气体流向控制器15的两个出气端分别安装有上路压力检测器13和下路压力检测器14，两个检测器用于检测管路中压力的大小，对于自动控系统，将检测到的压力反馈给计算机或者控制器，计算机或者控制器再对所有控制阀进行实时控制。

在本发明的实施例中，氩气的供气管路分为上单路、下单路和双路。

上单路供气实现过程为：计算机通过上路压力检测器13检测到的压力值控制气源通路控制阀16打开，气体流向控制器15的第一出气端打开，第二出气端闭合，氩气经过混气罐10与下料充分混合后；混气罐通路控制阀9打开，并通过电极夹头1和电极管导入钢液内部。

下单路供气实现过程为：计算机通过下路压力检测器14检测到的压力值控制气源通路控制阀16打开，气体流向控制器15的第二出气端打开，第一出气端闭合，氩气经过输送管8并通过电极夹头1和电极管导入钢液内部。

双路供气实现过程为：计算机通过上路压力检测器13检测到的压力值控制气源通路控制阀16打开，气体流向控制器15的第一出气端打开，第二出气端打开，上路的氩气经过混气罐10与下料充分混合后；混气罐通路控制阀9打开，并通过电极夹头1和电极管导入钢液内部；下路的氩气经过输送管8并通过电极夹头1和电极管导入钢液内部。

本发明还提供了具有上述吹氩喷粉装置结构的钢包精炼炉，该钢包精炼炉操作步骤包括：

步骤S11：开始工作前各控制阀处于关闭状态；

步骤S12：出钢完成钢包进入LF炉位；

步骤S13：气源处控制阀开启，气体流向控制器控制氩气进入下单路；

步骤S14：所述系统伴随电极入位，电极开始工作；

步骤S15：当需要添加渣料或合金时，首先需要添加的渣料或合金粉末进入到密闭压力下料口；

步骤S16：气体流向控制器控制氩气进入双路，同时密闭压力下料口开始下料；

步骤S17：氩气与下料在氩气与下料流态化混气罐内混合搅拌达到流态；

步骤S18：气体流向控制器关闭下路，与此同时氩气与下料流态化混气罐下部控制阀开启；

步骤S19：密闭压力下料口持续下料，上路持续输送氩气直至该轮下料结束与此同时气体流向控制器关闭上路开启下路；

步骤S110：当需要添加其他渣料或合金时重复步骤S15-步骤S19；

步骤S111：当LF炉电极作用完成，所述系统伴随电极退出钢包，退出后所有控制阀关闭。

本发明中钢包精炼炉中的下料与氩气在混气罐中混合后直接通过输送管导入钢液，由于不需要边导入氩气边搅拌可以有效减少作业场扬尘，从而改善工作环境。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种吹氩喷粉装置，其特征在于，包括：气源(17)；

与所述气源(17)的出气口相连的气源通路控制阀(16)；

用于下料的密闭压力下料口(12)，其出料口处安装有下料口控制阀(11)；

进料口分别与所述气源通路控制阀(16)和所述下料口控制阀(11)相连的混气罐(10)，所述混气罐(10)的出料口设置有混气罐通路控制阀(9)；

一端与所述混气罐通路控制阀(9)的出料口相连的输送管(8)；

一端与所述输送管(8)的另一端相连的电极夹头(1)，所述电极夹头(1)与所述电极管(2)相连；

所述电极夹头(1)为所述电极管(2)提供电流，且内部形成用于向所述电极管(2)输送氩气的中心孔径；所述电极管(2)的末端置于钢液(7)的液面下。

2.根据权利要求1所述的吹氩喷粉装置，其特征在于，所述气源通路控制阀(16)与所述混气罐(10)之间还设置有气体流向控制器(15)，所述气体流向控制器(15)的进气端与所述气源通路控制阀(16)相连，所述气体流向控制器(15)的第一出气端与所述混气罐(10)的进料口相连，所述气体流向控制器(15)的第二出气端与所述混气罐通路控制阀(9)的出料口相连。

3.根据权利要求2所述的吹氩喷粉装置，其特征在于，所述气体流向控制器(16)的第一出气端和第二出气端分别安装有压力控制器。

4.根据权利要求3所述的吹氩喷粉装置，其特征在于，所述电极管(2)置于所述钢液(7)液面下的一端设置有透气层(6)。

5.根据权利要求4所述的吹氩喷粉装置，其特征在于，所述电极夹头(1)上设置有支撑所述电极管(2)的支撑臂(3)。

6.根据权利要求1所述的吹氩喷粉装置，其特征在于，所述电极管(2)的个数为3个，且呈中心对称分布。

7.根据权利要求6所述的吹氩喷粉装置，其特征在于，所述每个电极管(2)对应一个电极夹头。

8.根据权利要求6所述的吹氩喷粉装置，其特征在于，所述输送管(8)的弯折处进行圆弧化处理。

9.一种钢包精炼炉，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述吹氩喷粉装置。