CN111020103A - 一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法及其装置 - Google Patents

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刘德胜
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Abstract

本发明涉及一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，加入硼铁合金的时间是VD炉抽真空扣盖前5秒内，盛所述硼铁合金的容器为圆锥筒，所述圆锥筒底部为尖刺状，所述圆锥筒用支撑装置支撑，使得圆锥筒保持直立状态；在圆锥筒下部装入铝粒，铝粒上面装入硼铁合金，硼铁合金上面再装入铝粒覆盖；将圆锥筒及其装在圆锥筒内的铝粒和硼铁合金从支撑装置中拿出，一起投入到VD炉内，利用圆锥筒的尖部刺破开炉内的顶渣层，圆锥筒和里面的铝粒及硼铁合金一起进入钢水内部。本发明的装置包括圆锥筒及其支撑装置。本发明减少硼铁合金的氧化和氮化反应，同时通过钢液中的铝保护硼，减少氧化硼和氮化硼比例。

Description

一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法及其装置，属于冶金行业炉外精炼设备技术领域。
背景技术
低碳调质高强水电钢，为了得到优良的焊接性能，碳当量及焊接裂纹敏感系数要求都很低，碳和合金含量低，淬透性差。资料显示，微量的硼就能显著提高钢的淬透性，因此为了提高低碳调质高强水电钢淬透性，必须添加硼元素。
研究表明，为了提高淬透性应将钢中硼限制在0.0008%～0.002%为宜，由于硼元素在钢中含量较低，加之化学性能较为活泼，从而导致硼的收得率不稳定。钢中的硼用公式表示为：钢中的硼=氧化硼+氮化硼+酸溶硼，其中只有酸溶硼能提高淬透性，氧化硼和氮化硼不能提高淬透性。因此，必须提高酸溶硼比例。
资料显示，只要钢液中存在合适的铝含量（0.020%-0.060%），硼就将会被保护下来，不易生成氧化硼和氮化硼。
因此，提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例最有效的方法是避开顶渣层的氧化和氮化，直接将硼铁合金直接加入到钢水内部，同时通过钢液中的铝来保护硼，来减少氧化硼和氮化硼比例。
目前，炉外精炼时，硼铁合金的加入方法主要是采用加料设备如普通的料斗、吊装袋、加料管道等，或者直接用铁锨手动，与其它微合金一起加入，由于微合金总重量小，容易造成硼铁合金加入时浮在钢渣上面，高温下容易被迅速氧化和氮化，导致钢中酸溶硼比例低。
发明内容
本发明目的是提供一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法及其装置，减少硼铁合金的氧化和氮化反应，同时通过钢液中的铝保护硼，减少氧化硼和氮化硼比例。
本发明的技术方案：
一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，加入硼铁合金的时间是VD炉抽真空扣盖前5秒内，所述硼铁合金的加入方法包括以下步骤：
（1）盛所述硼铁合金的容器为圆锥筒，所述圆锥筒底部为尖刺状，所述圆锥筒用支撑装置支撑，使得圆锥筒保持直立状态；
（2）在圆锥筒下部装入铝粒，铝粒上面装入硼铁合金，硼铁合金上面再装入铝粒覆盖；
（3）将圆锥筒及其装在圆锥筒内的铝粒和硼铁合金从支撑装置中拿出，一起投入到VD炉内，利用圆锥筒的尖部刺破开炉内的顶渣层，圆锥筒和里面的铝粒及硼铁合金一起进入钢水内部。
优选的，所述圆锥筒及其装在圆锥筒内的铝粒和硼铁合金投入VD炉内时铝粒覆盖硼铁合金上面；所述圆锥筒采用纯铝制造。
优选的，所述圆锥筒下部装入的铝粒，其重量为需要装入硼铁合金的1/5-1/3，硼铁合金上面再装入的铝粒重量为硼铁合金重量的2/5-3/5。
优选的，每100-120吨钢水中加入的硼铁合金的重量为4-6kg。
优选的，所述圆锥筒的筒壁厚度为1.5-4mm，最大外径为200-300mm，高度为200-400mm。
一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入装置，包括圆锥筒，所述圆锥筒上设置有把手，所述把手安装在圆锥筒上部，所述圆锥筒放在支撑装置内。
优选的，所述支撑装置为圆柱筒或圆柱架。
优选的，所述把手（1）为纯铝线制造，所述铝线的直径为8-12mm。
优选的，所述把手和圆锥筒采用纯铝制造，圆柱筒采用高强钢带制造。
优选的，所述支撑装置的高度小于圆锥筒的高度，所述支撑装置的内径不大于圆锥筒的最大外径。
本发明的有益效果是：
圆锥筒的圆锥形设计，加上铝粒和硼铁合金增加整体设备重量，便于圆锥筒破开顶渣，直接进入钢水内部，避免高温下硼铁合金与空气和顶渣中的氧气、氮气迅速反应，减少氧化硼和氮化硼比例；手提式人工加入，便于更好的把握加入时机，在VD炉抽真空扣盖前5秒内加入，减少抽真空前，钢液中氧气和氮气含量偏高时，钢液中的氧气和氮气与硼的反应，减少氧化硼和氮化硼比例；低碳调质高强水电钢是含铝钢，把手、圆锥筒和装置中加入的铝粒熔化后不仅不会污染钢水，而且在短时间内，硼铁合金所在区域铝含量大幅升高，能保护硼，减少钢液中的氧气和氮气与硼的反应，减少氧化硼和氮化硼比例，最终达到提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的效果。同时，圆柱筒或圆柱架作为支撑的工具，下次可以继续利用。
附图说明
图1为本发明实施例1和2装置结构示意图；
图2为本发明实施例3装置结构示意图；
图中：1-把手、2-圆锥筒、3-圆柱筒、4-圆柱架。
具体实施方式
以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
实施例1
参照图1，一种提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的硼铁合金加入装置，包含把手1、圆锥筒2、圆柱筒3，把手1安装在圆锥筒2上部，圆锥筒2放在圆柱筒3里面，圆柱筒3只起支撑作用，避免圆锥筒2倾倒。
在实施例中，把手1由直径10mm的纯铝线弯曲加工而成；圆锥筒2由1.5mm厚纯铝带焊接而成，圆锥筒2的最大外径为200mm，高度为200mm；圆柱筒3由3mm厚的高强钢带焊接而成，圆柱筒3的外径为180mm，高度为180mm。
本提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，采用上述提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的硼铁合金加入装置，冶炼含硼量0.0008%～0.0015%的WSD690E钢，包含以下步骤：
①钢包到达VD炉前,将圆锥筒2放在圆柱筒3里面；
②在圆锥筒2下部装入铝粒1Kg，铝粒上面装入硼铁合金4Kg，硼铁合金上面再装入2Kg铝粒覆盖；
③VD炉抽真空扣盖前5秒，手提把手1，将圆锥筒2投入炉内，利用圆锥筒2的尖部破开炉内的顶渣层，使把手1、圆锥筒2以及其中的铝粒和硼铁合金一起迅速进入100吨钢水内部。
④圆柱筒3作为支撑的工具，下次继续利用。
钢水浇注成钢坯后，经分析，钢坯中酸溶硼比例90.1%。
实施例2
参照图1，一种提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的硼铁合金加入装置，包含把手1、圆锥筒2、圆柱筒3，把手1安装在圆锥筒2上部，圆锥筒2放在圆柱筒3里面，圆柱筒3只起支撑作用，避免圆锥筒2倾倒。
在实施例中，把手1由直径12mm的纯铝线弯曲加工而成；圆锥筒2由4mm厚纯铝带焊接而成，圆锥筒2的最大外径为300mm，高度为400mm；圆柱筒3由4mm厚的高强钢带焊接而成，圆柱筒3的外径为280mm，高度为380mm。
本提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，采用上述提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的硼铁合金加入装置，冶炼含硼量0.0009%～0.0018%的Q690CFE钢，包含以下步骤：
①钢包到达VD炉前,将圆锥筒2放在圆柱筒3里面；
②在圆锥筒2下部装入铝粒1.25Kg，铝粒上面装入硼铁合金5Kg，硼铁合金上面再装入2.5Kg铝粒覆盖；
③VD炉抽真空扣盖前5秒，手提把手1，将圆锥筒2投入炉内，利用圆锥筒2的尖部破开炉内的顶渣层，使把手1、圆锥筒2以及其中的铝粒和硼铁合金一起迅速进入120吨钢水内部。
④圆柱筒3作为支撑的工具，下次继续利用。
钢水浇注成钢坯后，经分析，钢坯中酸溶硼比例91.2%。
实施例3
参照图2，一种提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的硼铁合金加入装置，包含把手1、圆锥筒2、圆柱架4，把手1安装在圆锥筒2上部，圆锥筒2放在圆柱架4里面，圆柱架4只起支撑作用，避免圆锥筒2倾倒。
在实施例中，把手1由直径8mm的纯铝线弯曲加工而成；圆锥筒2由2mm厚纯铝带焊接而成，圆锥筒2的最大外径为250mm，高度为300mm；圆柱架4由3mm厚的高强钢带焊接而成，圆柱筒3的外径为220mm，高度为280mm。
本提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，采用上述提高低碳调质高强水电钢中酸溶硼比例的硼铁合金加入装置，冶炼含硼量0.0010%～0.0020%的SX780CF钢，包含以下步骤：
①钢包到达VD炉前,将圆锥筒2放在圆柱架4里面；
②在圆锥筒2下部装入铝粒1.5Kg，铝粒上面装入硼铁合金6Kg，硼铁合金上面再装入3Kg铝粒覆盖；
③VD炉抽真空扣盖前5秒，手提把手1，将圆锥筒2投入炉内，利用圆锥筒2的尖部破开炉内的顶渣层，使把手1、圆锥筒2以及其中的铝粒和硼铁合金一起迅速进入110吨钢水内部。
④圆柱架4作为支撑的工具，下次继续利用。
钢水浇注成钢坯后，经分析，钢坯中酸溶硼比例92.5%。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，其特征在于，加入硼铁合金的时间是VD炉抽真空扣盖前5秒内，所述硼铁合金的加入方法包括以下步骤：
盛所述硼铁合金的容器为圆锥筒，所述圆锥筒底部为尖刺状，所述圆锥筒用支撑装置支撑，使得圆锥筒保持直立状态；
在圆锥筒下部装入铝粒，铝粒上面装入硼铁合金，硼铁合金上面再装入铝粒覆盖；
将圆锥筒及其装在圆锥筒内的铝粒和硼铁合金从支撑装置中拿出，一起投入到VD炉内，利用圆锥筒的尖部刺破开炉内的顶渣层，圆锥筒和里面的铝粒及硼铁合金一起进入钢水内部。
2.根据权利要求1所述的一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，其特征在于，所述圆锥筒及其装在圆锥筒内的铝粒和硼铁合金投入VD炉内时铝粒覆盖硼铁合金上面；所述圆锥筒采用纯铝制造。
3.根据权利要求1所述的一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，其特征在于，所述圆锥筒下部装入的铝粒，其重量为需要装入硼铁合金的1/5-1/3，硼铁合金上面再装入的铝粒重量为硼铁合金重量的2/5-3/5。
4.根据权利要求1所述的一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，其特征在于，每100-120吨钢水中加入的硼铁合金的重量为4-6kg。
5.根据权利要求1所述的一种提高酸溶硼比例的硼铁合金加入方法，其特征在于，所述圆锥筒的筒壁厚度为1.5-4mm，最大外径为200-300mm，高度为200-400mm。
6.一种如权利要求1-5任一项所述提高中酸溶硼比例的硼铁合金加入装置，其特征在于，包括圆锥筒（2），所述圆锥筒（2）上设置有把手（1），所述把手（1）安装在圆锥筒（2）上部，所述圆锥筒（2）放在支撑装置内。
7.根据权利要求6所述的硼铁合金加入装置，其特征在于，所述支撑装置为圆柱筒（3）或圆柱架（4）。
8.根据权利要求7所述的硼铁合金加入装置，其特征在于，所述把手（1）为纯铝线制造，所述铝线的直径为8-12mm。
9.根据权利要求8所述的硼铁合金加入装置，其特征在于，所述把手（1）和圆锥筒（2）采用纯铝制造，圆柱筒（3）或圆柱架（4）采用高强钢带制造。
10.根据权利要求6所述的硼铁合金加入装置，其特征在于，所述支撑装置的高度小于圆锥筒（2）的高度，所述支撑装置的内径不大于圆锥筒（2）的最大外径。
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