CN108396109B - 一种在钢包钢液内产生弥散气泡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在钢包钢液内产生弥散气泡的方法，在出钢口砖的流钢孔与外壁之间设置环形气室，气室外侧设有吹氩管接口，气室内侧通过金属细管与流钢孔相通连，在钢包盛接转炉钢水前，将吹氩管连接到钢包底部透气砖上，再进行转炉出钢。出钢过程中，通过在流钢孔内设置的金属细管，进行转炉出钢口吹氩，将氩气引入到流向钢包的钢液当中，并在出钢的中后期同时进行钢包底部透气砖吹氩，吹氩参数按钢包装入量进行分时间段分别控制。本发明可延长镇静上浮时间，在钢包内获得细小的气泡，有利于脱氧合金化后形成的夹杂物去除，抑制旋涡卷渣，提高钢液的洁净度，为高品质钢的生产创造条件。

Description

一种在钢包钢液内产生弥散气泡的方法

技术领域

本发明属于炼钢工艺领域，特别是涉及一种能够在钢包钢液内产生弥散气泡的方法。

背景技术

随着客户对产品性能要求的提高和市场竞争的加剧，目前很多钢材产品，如钢帘线、汽车板和电工钢等都需要不断提高其最终产品的洁净度。去除钢液中的夹杂物是提高钢液洁净度的关键，在众多去除夹杂物的传统方法中，气泡上浮法被认为是最有发展前景的。在转炉出钢过程中，需要向钢包内加入一定量的脱氧合金对钢水进行脱氧及合金化处理，这一过程会产生大量的脱氧产物，虽然大部分脱氧产物都能上浮到钢液面的炉渣当中，但是也有许多细小的脱氧产物或其它夹杂物会悬浮在钢液当中，对这部分细小的夹杂物通过气泡去除是很有效的一种方法。现有的方法都是将钢包送至吹氩站进行短时间的吹氩，由于其目的主要是均匀温度和成分，因此吹氩方式对钢液中夹杂物的去除作用微乎其微。钢包在精炼处理过程中，将钢液内引入的气体进行细化弥散处理也非常困难的一件事。

大量实验研究表明，夹杂物的去除效率与分布在钢液中气泡的大小尺寸和弥散程度密切相关，已经证实气泡尺寸越细小，分布越弥散对去除钢液中的夹杂物越有利。对此，国内外进行了大量的研究，比较常用的方法是通过钢包底部的透气砖向钢包内吹入氩气，气泡的大小取决于吹氩强度和透气砖气孔缝隙大小，这种方法虽然比较简单，但是吹入的气体在钢包内很难弥散化，去除夹杂物能力比较低。日本钢管公司提出了先向钢液内部增加氮气，提高钢液的氮含量，然后再经过真空处理，使氮气析出的加压减压法来实现钢包内气泡的细化与弥散化。但这种方法增加了钢液处理难度，同时也增加了工序成本，目前来看不是很可行。另一种方法就是利用超细固体颗粒诱发微小气泡生成，由于这种方法需要向钢液内添加大量的超细固体颗粒才能诱发微小气泡生成，因此势必会有部分固体颗粒滞留在钢液中，从而成为新的外来夹杂物。此外，这种方法也很难将其微细固体颗粒加入到钢包底部，这对钢包底部钢液起不到什么作用。

综上所述，如何在钢液中以简单易行的方法获取细小弥散化的气泡成为气泡去除夹杂物的研究重点，虽然国内外的学者对此进行了大量的研究，也获得了一定的研究成果，但是目前能够低成本稳定的在工艺上推广的方法几乎没有。

发明内容

本发明提供一种能够在钢包钢液内产生弥散气泡的方法，其目的是使钢包内钢液中的夹杂物得到更好地去除，提高钢液的洁净度，为高品质钢的生产创造条件。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种在钢包钢液内产生弥散气泡的方法，其具体方法为：

在转炉出钢口砖长度方向的中间部分的流钢孔与外壁之间设置一个环形气室，气室外侧通过吹氩管接口连接吹氩管，气室内侧通过多根孔径为1～2mm的金属细管与流钢孔相通连，将纯度＞99.99％的氩气通过金属细管引入到流出的钢液当中；

在钢包盛接转炉钢水前，先将吹氩管连接到钢包底部透气砖上，再将钢包送至转炉的出钢位后，转炉进行出钢；

转炉出钢过程中，通过在流钢孔内设置的金属细管，进行转炉出钢口吹氩，将氩气引入到流向钢包的钢液当中，钢液当中的氩气会产生气泡，然后再利用流钢孔流出钢液的冲击能量，对钢包内钢液中产生的气泡进行破碎细化并使之弥散化；为增强气泡弥散细化效果，在出钢的中后期同时进行钢包底部透气砖吹氩；对吹氩参数按钢包装入量进行分时间段分别控制，即：将从开始装钢到钢包装入钢水的量到达总装入量的三分之一时的时间段为初始时间段，将钢包装入钢水的量从三分之一到达总装入量的三分之二时的时间段为中间时间段，将钢包装入钢水的量从三分之二到达总装入量时的时间段为终了时间段，出钢各时间段内对应的吹氩方式与吹氩控制参数为：

在转炉出钢的初始时间段内，出钢口内钢水的静压力高，钢液流速大，此阶段可以加大吹入氩气的压力及流量；在中间时间段内，由于转炉内钢水减少，出钢口处的静压力降低，为了使吹入的氩气能够引入到钢液中，可以减少吹入氩气的压力及流量。此阶段为了能够进一步增加钢液中气泡数量，可以通过钢包底部透气砖进行从底部吹入气体进行气泡细化。在终了时间段内，转炉内钢水进一步减少，出钢口处的静压力大幅降低，且引入到钢液中的气体很难深入到钢包深处，产生的气泡多数在钢包顶部，对夹杂物的去除效果不明显，此阶段要加大吹入氩气的压力及流量，其目的使从出钢口吹入的气体能够从出钢口最大上浮到转炉内，对出钢中后期在出钢口上方产生的旋涡进行破坏和抑制，以减少卷渣。

本发明的有益效果为：

1、本发明能够在钢包内获得细小的气泡，有利于脱氧合金化后形成的夹杂物去除，提高钢液的洁净度；

2、可获得相对较长的镇静上浮时间，为夹杂物的上浮去除创造良好的条件；

3、能够在出钢中后期起到抑制旋涡卷渣的效果，进一步减少钢中夹杂物；

4、可以在不改变现有设备的条件下就能实施，节省设备改造成本，为高品质钢的生产创造条件。

附图说明

图1是出钢口砖剖面示意图；

图2是图1的A-A截面图。

图中：流钢孔1、金属细管2、气室3、吹氩管接口4。

具体实施方式

首先，制作出钢口砖。在出钢口砖长度方向的中间部分的流钢孔1与外壁之间设置一个环形气室3，气室3外侧设有吹氩管接口4，吹氩管接口4连接吹氩管，气室3内侧通过8列、每列5根孔径为1～2mm的金属细管2与流钢孔1相通连，将纯度＞99.99％的氩气通过金属细管2引入到流出的钢液当中。

在钢包盛接转炉钢水前，先将吹氩管连接到钢包底部透气砖上，再将钢包送至转炉的出钢位后，转炉进行出钢。

实施例1：

在生产高级别的钢种时如帘线钢、IF钢等对夹杂物含量要求严格的钢种时，出钢各时间段内对应的吹氩方式与吹氩控制参数如表1所示。

表1 出钢各时间段内对应的吹氩方式与吹氩控制参数

实施例2：

在生产普碳钢时如Q345B、20#等对夹杂物含量要求相对不是很严格的钢种时，出钢各时间段内对应的吹氩方式与吹氩控制参数如表2所示。

表2 出钢各时间段内对应的吹氩方式与吹氩控制参数

Claims (1)

1.一种在钢包钢液内产生弥散气泡的方法，其特征在于，具体方法为：

在转炉出钢口砖长度方向的中间部分的流钢孔与外壁之间设置一个环形气室，气室外侧通过吹氩管接口连接吹氩管，气室内侧通过多根孔径为1～2mm的金属细管与流钢孔相通连，将纯度＞99.99％的氩气通过金属细管引入到流出的钢液当中；

在钢包盛接转炉钢水前，先将透气砖吹氩管连接到钢包底部透气砖上，再将钢包送至转炉的出钢位后，转炉进行出钢；

转炉出钢过程中，通过在流钢孔内设置的金属细管，进行转炉出钢口吹氩，将氩气引入到流向钢包的钢液当中，钢液当中的氩气会产生气泡，然后再利用流钢孔流出钢液的冲击能量，对钢包内钢液中产生的气泡进行破碎细化并使之弥散化；为增强气泡弥散细化效果，在出钢的中后期同时进行钢包底部透气砖吹氩；对吹氩参数按钢包装入量进行分时间段分别控制，即：将从开始装钢到钢包装入钢水的量到达总装入量的三分之一时的时间段为初始时间段，将钢包装入钢水的量从三分之一到达总装入量的三分之二时的时间段为中间时间段，将钢包装入钢水的量从三分之二到达总装入量时的时间段为终了时间段，出钢各时间段内对应的吹氩方式与吹氩控制参数为：