CN109652613B - 快速混匀钢液的四孔循环底吹氩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速混匀钢液的四孔循环底吹氩方法，在钢包底部内径0.5～0.7R处均匀分布有四个吹氩气孔，钢包底吹氩开始时，四个吹氩气孔依次按序循环吹气，吹氩气孔的吹气流量按正弦规律变化，正弦波峰的吹气流量范围为8π～20πm3/h，四个吹氩气孔的吹气总流量为16～40m3/h，循环吹氩周期时长为1～4t，所述t为吹氩气孔所吹氩气到达液面所需的时间。本发明能有效避免钢液中形成氩气流通道，充分利用氩气动能搅拌钢液；能产生更高的吹气速率，搅拌强度增大，进一步减少钢包内死区体积，快速均匀钢液成分和温度。本发明能充分利用氩气对钢液的搅拌作用，缩短钢液混匀时间，降低冶炼成本，提高精炼效率。
Description
技术领域
本发明属于冶金炉外精炼技术领域，特别适用于快速均匀钢包内钢液温度和成分，加快精炼过程的快速混匀钢液的四孔循环底吹氩方法。
背景技术
随着社会进步对高品质洁净钢需求的逐年增加，对高品质洁净钢的生产也提出了更高更严格的要求。钢液炉外精炼方法有渣洗、真空、搅拌、喷吹和加热，现代冶金过程中通常是这些方法的组合，钢包底吹氩属于搅拌方法中的一种，具有均匀钢液温度、成分，促进夹杂物上浮和提高钢液洁净度的作用，设备简单，操作灵活方便，不需占用固定场所等优点，是最普通、最简单的炉外处理工艺。
目前，钢包底吹氩的透气孔布置主要有两种：适用于小容量钢包的单孔吹氩，和适用于大容量钢包的双孔吹氩方式，其中双孔吹氩还有一强一弱吹气等。两种底吹氩方法均为匀速吹气，吹氩气孔上方能形成氩气流通道，氩气动能不能充分用于搅拌钢液。两种吹氩方式均在一定程度上提高了钢液的均匀程度和洁净度，但处理过程中吹炼时间仍然较长，气体消耗量仍然较高，钢水洁净度仍有待提高，对高效率、高质量钢的生产有一定的制约。
采用双孔吹氩方式的孔6设在钢包底部内径0.6R处(见图1、2、3)，且两个孔之间的夹角为100°。
CN105861783B公开了一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖，紧贴矩形框架的内壁固定有条形凸台，条形凸台上砌筑有2～8块耐火砖，耐火砖间粘结有耐火泥浆，耐火砖设有独立通道的透气狭缝或透气孔；底座中心位置处固定的套管内同中心地固定有供气管。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种吹入的氩气都能用于搅拌钢液，快速混匀钢液成分和温度，提高钢水洁净度和冶炼效率，降低冶炼成本的快速混匀钢液的四孔循环底吹氩方法。
本发明目的的实现方式为，快速混匀钢液的四孔循环底吹氩方法，在钢包底部内径0.5-0.7R处均匀分布有四个吹氩气孔，钢包底吹氩开始时，四个吹氩气孔依次按序循环吹气，吹氩气孔的吹气速率按正弦规律变化，正弦波峰的吹气流量范围为8π～20πm3/h，四个吹氩气孔的吹气总流量为16～40m3/h，循环吹氩周期时长为1～4t；所述t为吹氩气孔所吹氩气到达液面所需时间。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下优点：
1、和其他两种吹气方法相比，本发明四个吹氩气孔的吹气为变速吹气，不会在吹气孔上方形成连续的氩气流通道，所有吹入的氩气都能用于搅拌钢液，氩气动能能得到充分利用；
2、和单孔底吹氩相比，在相同的总吹气流量的条件下，四个吹氩气孔循环、变速底吹氩，能产生高于单孔的氩气吹气速率，进入钢包的氩气动能更大，有利于加快包内钢液流动，能快速均匀钢液温度和成分；
3、和双孔底吹氩相比，增加两个吹氩气孔，能进一步减小钢包内死区体积，快速混匀钢液成分和温度，缩短冶炼时间，也有利于精炼钢包容量的进一步扩大；同时在相同的吹气流量条件下，双孔底吹氩则需将全部流量分流至两个吹气孔，吹气动能减小，而四个吹氩气孔的每个吹氩孔均能产生高于单孔吹气的氩气吹气速率，氩气对钢液的搅拌强度比双孔底吹氩大，能以相对较少的氩气量获得相同的搅拌强度，加速钢包内钢液流动，有利于钢液中夹杂物的上浮去除。
本发明具有快速混匀钢液成分和温度，提高钢水洁净度和冶炼效率，降低冶炼成本的特点本发明能充分利用氩气对钢液的搅拌作用，减少钢包内死区体积，缩短钢液混匀时间，降低冶炼成本，提高精炼效率。
附图说明
图1为距底部中心0.5R位置布置的四个吹氩气孔，
图2为距底部中心0.6R位置布置的四个吹氩气孔，
图3为距底部中心0.7R位置布置的四个吹氩气孔，
图4为一个循环周期内四个吹氩气孔的吹气流量变化曲线图。
具体实施方式
下面参照附图详述本发明，
参照图1、2、3，本发明在钢包底部内径R(圆心到圆周线1)的0.5～0.7R处，均匀分布有四个吹氩气孔5，钢包底吹氩开始时，四个吹氩气孔依次按序循环吹气，吹氩气孔的吹气速率按正弦规律变化，正弦波峰的吹气流量范围为8π～20πm3/h，四个吹氩气孔的吹气总流量为16～40m3/h，循环吹氩周期时长为1～4t，所述t为吹氩气孔所吹氩气到达液面所需时间。
所述四个吹氩气孔依次按序循环吹气是：一个吹氩气孔吹气时，其余三个吹氩气孔不吹气，当该吹氩气孔停止吹气时，两相邻气孔中的一个吹氩气孔开始吹气，吹气速率和时间与前一个吹氩气孔相同，按此同方向吹氩气孔依次吹气，从一个吹氩气孔开始吹气到第四个吹氩气孔结束吹气为一个循环周期。
在钢包精炼过程中，本发明采用四个吹氩气孔依次按序循环吹气的方法，能充分利用底吹氩气流的能量，形成多个环流区域，快速均匀钢液温度和成分，减小钢包内死区体积，缩短混匀时间，从而提高冶炼效率。
下面结合附图和具体实施案例进一步说明本发明。
实施例1：
110t钢包底部位于距底部中心0.5R处4均匀分布有四个吹氩气孔5，位于距底部中心0.6R处3布置双孔6，双孔夹角θ为100°(见图1)。四个吹氩气孔依次按序循环吹气，正弦波峰的吹气流量范围为8π～20πm3/h，四个吹氩气孔的吹气总流量为16～40m3/h，循环周期时间为2t。一个循环周期内，四个吹氩气孔5-1、5-2、5-3和5-4的吹气流量变化见图4。在底吹氩气总流量相同的情况下，双孔匀速率底吹的最短混匀时间为69s，而本发明的四孔循环底吹氩方法的最短混匀时间为62s，混匀时间缩短10％。
实施例2：
110t钢包底部位于距底部中心0.6R处3均匀分布有四个吹氩气孔5，位于距底部中心0.6R处3布置双孔6，双孔夹角θ为100°(见图2)。四个吹氩气孔依次按序循环吹气，正弦波峰的吹气流量范围为8π～20πm3/h，四个吹氩气孔的吹气总流量为16～40m3/h，循环周期时间为4t。一个循环周期内，四个气孔的吹气流量变化见图4。在底吹氩气总流量相同的情况下，双孔匀速率底吹的最短混匀时间为69s，而本发明的四孔循环底吹氩方法的最短混匀时间为60s，混匀时间缩短13％。
实施例3：
110t钢包底部位于距底部中心0.7R处2均匀分布有四个吹氩气孔5，位于距底部中心0.6R处3布置双孔6，双孔夹角θ为100°(见图3)。四个吹氩气孔依次按序循环吹气，正弦波峰的吹气流量范围为8π～20πm3/h，四个吹氩气孔的吹气总流量为16～40m3/h，循环周期时间为t。一个循环周期内，四个气孔的吹气速率变化见图4。在底吹氩气总流量相同的情况下，双孔匀速率底吹的最短混匀时间为69s，而本发明的四孔循环底吹氩方法的最短混匀时间为59s，混匀时间缩短14.5％。
Claims (2)
1.快速混匀钢液的四孔循环底吹氩方法，其特征在于：在钢包底部内径0.5-0.7R处均匀分布有四个吹氩气孔，钢包底吹氩开始时，四个吹氩气孔依次按序循环吹气，吹氩气孔的吹气速率按正弦规律变化，正弦波峰的吹气流量范围为8π～20πm3/h，四个吹氩气孔的吹气总流量为16～40m3/h，循环吹氩周期时长为1～4t；所述t为吹氩气孔所吹氩气到达液面所需时间。
2.根据权利要求1所述的快速混匀钢液的四孔循环底吹氩方法，其特征在于：所述四个吹氩气孔依次按序循环吹气是：一个吹氩气孔吹气时，其余三个吹氩气孔不吹气，当该吹氩气孔停止吹气时，两相邻气孔中的一个吹氩气孔开始吹气，吹气速率和时间与前一个吹氩气孔相同，按此同方向吹氩气孔依次吹气，从一个吹氩气孔开始吹气到第四个吹氩气孔结束吹气为一个循环周期。
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