CN109706288B - 一种钢包侧吹喷粉精炼钢液装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢铁精炼技术领域，尤其涉及一种钢包侧吹喷粉精炼钢液装置及方法。该装置包括钢包、喷粉罐、侧吹喷粉透气砖和底吹透气砖，所述钢包包括钢包侧壁和钢包底部，所述侧吹喷粉透气砖嵌设于钢包侧壁，所述底吹透气砖嵌设于钢包底部，所述侧吹喷粉透气砖和喷粉罐通过管路连接。本发明提供装置及方法中，喷粉元件不会堵塞且寿命长。

Description

一种钢包侧吹喷粉精炼钢液装置及方法

技术领域

本发明属于钢铁精炼技术领域，尤其涉及一种钢包侧吹喷粉精炼钢液装置及方法。

背景技术

随着社会产业的升级，人们对钢材的质量要求也越来越高，这就要求钢中的有害元素尽可能的低，例如硫等元素。现在人们在钢包底吹进行喷粉已经获得成功，不过在喷粉过程中遇到的透气砖寿命低，粉粒拥堵的问题也不可忽视。

在深入研究透气砖寿命减少和缝隙拥堵的砖块后，发现在被堵塞的透气砖中心都有一系列的凹坑，在浇钢末期，剩余钢液和液态熔渣就留在透气砖芯部位置，进而渗入狭缝中，造成狭缝堵塞，减少透气砖寿命，使得喷粉不畅，降低脱硫效率。

钢包侧吹喷粉精炼装置和方法很好的避免了透气砖产生的凹坑积存钢液和熔渣，从而避免了液态钢液和熔渣渗入狭缝造成的狭缝堵塞，提高了喷粉效率和喷粉透气砖寿命。

目前，已有部分研究者对侧吹喷粉进行了研究，不足之处在于，采用喷粉装置为毛细钢管，且钢管是预先埋在钢包壁耐火材料中的，这会对生产造成极大的不确定性，当炉役末期的时候，钢包壁耐火材料变薄，甚至于露出钢包的外钢壳，这时的粉管会直接暴露在钢液之下，会产生极大的危害。此外将粉管置于钢包外壳以外也是不可取的，钢包难免会在生产过程中产生磕碰，将粉管置于包外会使得粉管寿命大大降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种钢包侧吹喷粉精炼钢液装置及方法，喷粉元件不会堵塞且寿命长。

(二)技术方案

本发明一种钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，包括钢包、喷粉罐、侧吹喷粉透气砖和底吹透气砖，所述钢包包括钢包侧壁和钢包底部，所述侧吹喷粉透气砖嵌设于钢包侧壁，所述底吹透气砖嵌设于钢包底部，所述侧吹喷粉透气砖和喷粉罐通过管路连接。

进一步地，所述侧吹喷粉透气砖设置在与所述钢包底部的距离占所述钢包总高度的百分比为0～60％。

进一步地，所述侧吹喷粉透气砖上设置有至少一条贯穿所述侧吹喷粉透气砖的孔道。

进一步地，所述孔道的直径为0.01～3mm。

进一步地，所述孔道的数目为1～500，所述孔道以辐射状分布在侧吹喷粉透气砖上。

进一步地，所述侧吹喷粉透气砖为圆柱形、方形或圆台形。

进一步地，所述侧吹喷粉透气砖和底吹透气砖的材质包括耐火材料。

进一步地，所述侧吹喷粉透气砖的数目为1～6。

进一步地，所述侧吹喷粉透气砖上设置有快速插头。

本发明还提供一种采用上述任一技术方案所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置的方法，钢包出钢后，经吊运运输到喷粉罐的钢包包位，待钢包停放完毕，将管路的两端分别与快速插头和喷粉罐连接，喷粉罐通过侧吹喷粉透气砖向所述钢包内喷入粉剂。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的装置，增加了喷粉元件(即侧吹喷粉透气砖)的寿命，增加了粉剂的喷吹量，加快了钢液精炼的节奏，减少了工人的劳动强度，提高了钢铁产量，降低出钢温度和吨钢成本。

2、本发明提供的装置中，钢液和钢渣在重力的作用下，不会在侧吹喷粉透气砖芯部的凹坑聚集，不会造成侧吹喷粉透气砖的堵塞。

3、本发明提供的方法，将粉剂从钢包侧壁通过气力输送方式由嵌设在钢包壁上的侧吹喷粉透气砖进入钢包内部的钢液中，由于钢包侧壁上的透气砖相较于钢包底部的透气砖可以更短，所以降低了粉剂喷吹过程中动能的损耗，增加了供粉量。

附图说明

图1为本发明提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1中的单侧吹喷粉精炼钢液的示意图；

图3为本发明实施例2中的四侧吹喷粉精炼钢液的俯视图；

图4为本发明实施例2中的四侧吹喷粉精炼钢液的示意图；

图5为本发明实施例2中侧吹喷粉透气砖的孔道示意图。

【附图标记说明】

1：钢包；2：喷粉罐；3：侧吹喷粉透气砖；4：底吹透气砖；5：喷粉短管；6：快速插头；7：孔道。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

如图1所示，一种钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，包括用于精炼钢液的钢包1、用于喷粉和供气的喷粉罐2、用于向钢包1内喷吹粉剂和气体的侧吹喷粉透气砖3和用于吹气搅拌钢液的底吹透气砖4。钢包1包括钢包侧壁和钢包底部，侧吹喷粉透气砖3嵌设于钢包侧壁，底吹透气砖4嵌设于钢包底部，侧吹喷粉透气砖3和喷粉罐2通过喷粉短管5连接。

如图2所示，本实施例的装置中包括一个侧吹喷粉透气砖3。侧吹喷粉透气砖3为圆柱形，且设置有一条贯穿侧吹喷粉透气砖的孔道，所述孔道用于粉剂和气体的输送，孔道的直径为0.01mm。

钢包1的总高度为H，侧吹喷粉透气砖3所在位置与钢包底部的距离为0.2H。侧吹喷粉透气砖3上设置有快速插头6，快速插头6用于与喷粉短管5连接，进而连接喷粉罐2，使得喷粉罐2中的粉剂依次通过喷粉短管5、侧吹喷粉透气砖3进入钢包1内。

优选地，侧吹喷粉透气砖3和底吹透气砖4均选用耐火材料。

钢包出钢完后，经吊运运输到喷粉罐钢包包位，待钢包停放完毕，将喷粉短管与钢包侧壁上侧吹喷粉透气砖的快速插头连接，调节气量，检查透气砖工作情况，待检查完毕无误后，通过自动控制加入待喷吹粉剂，调节气量，控制喷吹进入钢包的粉剂的量。粉剂的吹入量可为无喷吹粉剂精炼过程中的用料的10～100％wt，加入粉剂的粒度范围为100～600目，喷吹时氩气气体压力为0.1～2MPa，粉气比为2～20。

实施例2

本实施例提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，与实施例1提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置的区别在于：如图3、4所示，在钢包侧壁上均匀嵌设四个侧吹喷粉透气砖3，且侧吹喷粉透气砖3为圆台形，圆台的上口直径为120mm。如图5所示，每个侧吹喷粉透气砖3内均包括以辐射状分布在侧吹喷粉透气砖3的孔道7，共有40条孔道，每条孔道的直径为0.2mm。优选地，按位置关系可将孔道7分为内孔道和外孔道，内孔道的长度为40mm，外孔道的长度为50mm。

本实施例中，粉剂采用生石灰粉剂，粉剂粒度范围在200～800目，干燥氩气的压力为0.4MPa，粉气比为15，冶炼15min。处理后测定粉剂的穿透比为90％，处理后可实现硫的百分含量<0.001％。

实施例3

本实施例提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，与实施例1提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置的区别在于：在钢包侧壁上均匀嵌设六个侧吹喷粉透气砖，且侧吹喷粉透气砖为方形。每个侧吹喷粉透气砖内均包括以辐射状分布在侧吹喷粉透气砖的孔道，共有10条孔道，每条孔道的直径为3mm。

实施例4

本实施例提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，与实施例1提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置的区别在于：侧吹喷粉透气砖所在位置与钢包底部的距离为0.6H。

实施例5

本实施例提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，与实施例1提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置的区别在于：孔道的直径为3mm。

实施例6

本实施例提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，与实施例1提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置的区别在于：侧吹喷粉透气砖内包括以辐射状分布在侧吹喷粉透气砖的孔道，共有500条孔道，每条孔道的直径为0.01mm。

综上所述，本发明的提供的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置在现有钢包底吹氩的工艺基础上，通过在钢包侧壁上加装喷粉透气砖解决了目前钢包喷粉工艺复杂，喷粉元件堵塞和寿命低的问题，使得所需粉剂在载流气的作用下通过侧吹喷粉透气砖内部的孔道进入钢液中参与反应或者合金化，使得粉剂与钢液之间的接触面积较之顶部加料提高了百倍以上。在钢包内部由于粉剂颗粒细小和密度比钢液小的优点，在上升气泡的带动下自下而上全程参与钢包中钢液的反应并且反应完全，极大的增加了反应的效率，减少了物料用量，提升了钢液的纯净度，提高了钢液质量。

粉剂与钢液之间进行的传质和热交换，可以在粉剂或者反应物上浮至熔池表面以前就充分进行，甚至在熔池深部就进行完成，这就大大增加了喷吹粉剂与熔池组元反应速度，并改善了反应条件。增加侧吹粉剂后，相应的也增加了钢包内的吹气量，对钢包搅拌更加充分，促进了钢液的温度和成分的均匀。

同时由于钢包侧壁上的透气砖相较于钢包底部的透气砖可以更短，所以降低了粉剂喷吹过程中动能的损耗，相比钢包底喷粉工艺增加了供粉量。

研究透气砖得知，透气砖在使用过程中的堵塞问题很大程度上是由于透气砖芯部的耐火材料容易破碎，造成钢液和钢渣在芯部破碎后形成的凹坑中渗漏，造成堵塞。本发明将透气砖安装在钢包侧壁上使得钢液和钢渣在重力的作用下，不在透气砖芯部的凹坑聚集。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，其特征在于，包括钢包、喷粉罐、侧吹喷粉透气砖和底吹透气砖，所述钢包包括钢包侧壁和钢包底部，所述侧吹喷粉透气砖嵌设于钢包侧壁，所述底吹透气砖嵌设于钢包底部，所述侧吹喷粉透气砖和喷粉罐通过管路连接；

所述钢包侧壁上的所述侧吹喷粉透气砖相较于所述钢包底部的所述底吹透气砖更短；

所述侧吹喷粉透气砖(3)内包括以辐射状分布在侧吹喷粉透气砖(3)的孔道(7)，按位置关系，所述孔道(7)分为内孔道和外孔道，所述内孔道的长度为40mm，所述外孔道的长度为50mm。

2.根据权利要求1所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，其特征在于，所述侧吹喷粉透气砖设置在与所述钢包底部的距离占所述钢包总高度的百分比为0～60％。

3.根据权利要求1所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，其特征在于，所述侧吹喷粉透气砖上设置有至少一条贯穿所述侧吹喷粉透气砖的孔道。

4.根据权利要求3所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，其特征在于，所述孔道的直径为0.01～3mm。

5.根据权利要求3所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，其特征在于，所述孔道的数目为1～500，所述孔道以辐射状分布在侧吹喷粉透气砖上。

6.根据权利要求1所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，其特征在于，所述侧吹喷粉透气砖为圆柱形、方形或圆台形。

7.根据权利要求1所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，其特征在于，所述侧吹喷粉透气砖和底吹透气砖的材质包括耐火材料。

8.根据权利要求1所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，其特征在于，所述侧吹喷粉透气砖的数目为1～6。

9.根据权利要求1所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置，其特征在于，所述侧吹喷粉透气砖上设置有快速插头。

10.一种采用如权利要求1～9中任一所述的钢包侧吹喷粉精炼钢液装置的方法，其特征在于，钢包出钢后，经吊运运输到喷粉罐的钢包包位，待钢包停放完毕，将管路的两端分别与快速插头和喷粉罐连接，喷粉罐通过侧吹喷粉透气砖向所述钢包内喷入粉剂。

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