CN104531955A - Rh下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置及应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金工程炉外精炼RH,特别是一种在RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置及应用方法。包括RH吸嘴下降管,RH吸嘴下降管夹层管壁内为RH吸嘴耐火材料,多个RH多相流导入硬管均匀内置并贯通于RH吸嘴下降管夹层管壁内,RH多相流导入硬管通过金属软管连接至加料罐,RH多相流导入硬管的另一端为纳米颗粒喷孔,软管上设置压力流量调节阀,所述加料罐内置有旋转搅拌器,并在加料罐内设置喷纳米粉罐,气源通入加料罐底部带有固体纳米颗粒通过软管吹入RH多相流导入硬管经纳米颗粒喷孔吹入钢包内。本发明纳米颗粒不易团聚,弥散均匀效果好。弥散喷纳米粉粒装置结构简单和操作方便、制造成本低,同时能够保证精炼产品要求。

Description

RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置及应用方法
技术领域
本发明涉及冶金工程炉外精炼RH,特别是一种在RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置及应用方法。
背景技术
炉外精炼设备RH是重要的冶金精炼设备之一。RH在精炼低碳钢和超低碳钢工艺技术优势突出,RH在循环真空脱氢脱氮技术优势明显。RH在生产脱硫脱磷钢现在也具备生产能力。冶金工业不断进步纳米钢材也从理论上变为实际工业生产。
RH真空精炼装置,从RH吸嘴下降管处流到钢包的钢液,在从钢包钢液通过RH上升管到真空室,在钢包与RH真空室内形成循环区域。上升管RH提升气体为驱动力。RH真空循环精炼主要作用:1均匀充分及温度2脱氧合金化及去除夹杂物3脱气和脱碳。在RH吸嘴下降管处加装喷纳米粉粒耦合弥散装置,为生产纳米钢材提供设备保障。为RH精炼纳米钢材起到至关重要的作用。
中国专利公开(公告)号:CN100560742C,名称为“用于控制钢中微量元素精确加入的工艺方法”,该技术涉及一种炼钢的炉外精炼技术,特别涉及一种用于控制钢中微量元素精确加入的工艺方法,包括以下步骤:a、初脱氧:转炉内初炼钢水,在出钢过程中,向钢包中加入脱氧剂进行初脱氧,脱氧剂的加入量为1.5~3.5kg/t;b、深脱氧:初脱氧结束后加铝对钢液进行深脱氧,并将钢液中酸溶铝控制在0.02~0.04%;c、精炼:将钢包运到LF、RH、CAS-OB或VD工位进行精炼;d、复合球体的加入:钢包运到RH工位,从RH下降管异侧的下料管中加入复合球体;e、连铸:连铸采用全程保护。本发明能显著提高微量元素在钢中稳定和有效的回收,收得率可达70%~90%,且节约成本、方便易于操作。但是这种提高钢材性能的方法已经无法达到纳米钢材的力学性 能。工艺操作复杂。
中国专利公开(公告)号:CN101824511B,名称为“一种RH喷粉精炼装置及其应用”,提供一种RH喷粉精炼装置及其应用,该装置包括RH上升/下降管,在上升管和下降管的管壁上开有通孔,通过喷管与外部气源或送粉设备连接。用该装置去除细小夹杂物的方法是在脱氧合金化以后,通过喷管向下降管内吹入惰性气体,气体流量为10~500L/min,气压为1.0~15atm。或者向钢液中喷吹碳酸盐粉剂,粉剂的粒度<3mm,送粉量为1~100kg/t钢,载体为Ar、N2或CO2惰性气体,气体流量为10~800L/min,气压为1.0~20atm。本发明设备简单,操作方便;工艺合理,成本低,效果好。采用本发明可有效去除钢中微小夹杂,调控合金元素,生产细小氧化物弥散钢,实现脱碳、脱硫、脱磷和钢渣改质等目的。但是这种装置粉粒弥散均匀效果不好,颗粒易团聚不利于钢材力学性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种粉粒弥散均匀,颗粒不易团聚的RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置及应用方法。
本发明是这样实现的,一种RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置,包括RH吸嘴下降管,RH吸嘴下降管夹层管壁内为RH吸嘴耐火材料,多个RH多相流导入硬管均匀内置并贯通于RH吸嘴下降管夹层管壁内,RH多相流导入硬管通过金属软管连接至加料罐,RH多相流导入硬管的另一端为纳米颗粒喷孔,软管上设置压力流量调节阀,所述加料罐内置有旋转搅拌器,并在加料罐内设置喷纳米粉罐,气源通入加料罐底部带有固体纳米颗粒通过软管吹入RH多相流导入硬管经纳米颗粒喷孔吹入钢包内。
上述技术方案进一步地,在RH多相流导入硬管的入口处设置筛网。
上述技术方案进一步地,所述RH多相流导入硬管设置为3个。
本发明还提供了一种采用上述装置向钢包中加入微量元素的方法,在RH精炼处理后期打开RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置,根据不同钢包容积 按照公式y=kx所计算的量进行喷入纳米颗粒,RH循环结束后不进行软吹,y为加入纳米粉粒量,单位:吨,k为影响因子,x为钢包容积,单位:吨;纳米粉粒经钝化后,直径范围为40nm~60nm,气体流量1700NL/min到3000NL/min,气体压力为600pa~15atm。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:RH在真空处理精炼中,钢液在真空室内由重力原因从RH吸嘴下降管流入钢包。在RH吸嘴下降管处纳米颗粒喷孔喷入纳米颗粒等纳米材料。在RH多相流导入硬管形成固体散粒流,保证气体连续流动有离散的固体纳米颗粒,固体纳米颗粒以气体为载体具有流体的物理性质,以气流在RH钢液重力带动下去流入钢包,在流入RH真空室,纳米颗粒均匀弥散分布在钢液中。纳米等纳米材料颗粒熔点比钢液高,在钢液凝固过程中纳米粒子形成核心点,细化晶粒提高钢材的强度,韧性,硬度。由于纳米颗粒容易产生团聚现象,很难用喷吹法和喂线法,应用本发明装置和方法纳米颗粒冲入并喷入钢包内,纳米颗粒不易团聚,弥散均匀效果好。弥散喷纳米粉粒装置结构简单和操作方便、制造成本低,同时能够保证精炼产品要求。
附图说明
图1是RH吸嘴下降管的横截面结构示意图。
图2是本发明实施例提供的RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置主视图;
图3是筛网放大示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参见图1结合图2,一种RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置,包括RH吸嘴下降管1,RH吸嘴下降管1夹层管壁内为RH吸嘴耐火材料3,多个RH多相流导入硬管4均匀内置并贯通于RH吸嘴下降管1夹层管壁内,RH多相流 导入硬管1通过金属软管6连接至加料罐8,RH多相流导入硬管4的另一端为纳米颗粒喷孔2,通过喷孔2将纳米颗粒喷入钢包内,软管6上设置压力流量调节阀7,所述加料罐8内置有旋转搅拌器10,旋转搅拌器10通过驱动电机9驱动,并在加料罐8内设置喷纳米粉罐11,气源通入加料罐8底部带有固体纳米颗粒通过软管6吹入RH多相流导入硬管4经纳米颗粒喷孔2吹入钢包内。参见图3,在RH多相流导入硬管4的入口处设置筛网5。本实施例中RH多相流导入硬管设置为3个。
本发明还提供了一种采用上述装置向钢包中加入微量元素的方法,在RH精炼处理后期打开RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置,根据不同钢包容积按照公式y=kx所计算的量进行喷入纳米颗粒,RH循环结束后不进行软吹,y为加入纳米粉粒量,单位:吨,k为影响因子,取值为0.1~2,根据钢包的容积有关,x为钢包容积,单位:吨;纳米粉粒经钝化后,直径范围为40nm~60nm,气体流量1700NL/min到3000NL/min,气体压力为600pa~15atm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置,其特征在于,包括RH吸嘴下降管,RH吸嘴下降管夹层管壁内为RH吸嘴耐火材料,多个RH多相流导入硬管均匀内置并贯通于RH吸嘴下降管夹层管壁内,RH多相流导入硬管通过金属软管连接至加料罐,RH多相流导入硬管的另一端为纳米颗粒喷孔,软管上设置压力流量调节阀,所述加料罐内置有旋转搅拌器,并在加料罐内设置喷纳米粉罐,气源通入加料罐底部带有固体纳米颗粒通过软管吹入RH多相流导入硬管经纳米颗粒喷孔吹入钢包内。
2.按照权利要求1所述的RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置,其特征在于,在RH多相流导入硬管的入口处设置筛网。
3.按照权利要求1所述的RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置,其特征在于,所述RH多相流导入硬管设置为3个。
4.一种采用权利要求1-3任意一项权利要求所述的装置向钢包中加入微量元素的方法,其特征在于,
在RH精炼处理后期打开RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置,根据不同钢包容积按照公式y=kx所计算的量进行喷入纳米颗粒,RH循环结束后不进行软吹,y为加入纳米粉粒量,单位:吨,k为影响因子,x为钢包容积,单位:吨;纳米粉粒经钝化后,直径范围为40nm~60nm,气体流量1700NL/min到3000NL/min,气体压力为600pa~15atm。
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