CN111172354B - 一种微气泡钢液净化装置及净化方法 - Google Patents
一种微气泡钢液净化装置及净化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111172354B CN111172354B CN202010133217.5A CN202010133217A CN111172354B CN 111172354 B CN111172354 B CN 111172354B CN 202010133217 A CN202010133217 A CN 202010133217A CN 111172354 B CN111172354 B CN 111172354B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- top cover
- steel
- molten steel
- argon
- rotating rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 110
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims abstract description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000007431 microscopic evaluation Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/072—Treatment with gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0075—Treating in a ladle furnace, e.g. up-/reheating of molten steel within the ladle
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明公开一种微气泡钢液净化装置及净化方法，包括底部设有透气砖的钢包，所述钢包顶部设有顶盖；所述顶盖固定连接支撑架的一端，所述支撑架的另一端通过转轴连接旋转杆；所述旋转杆穿透所述顶盖至所述钢包中；所述旋转杆底部连接搅拌桨；所述旋转杆由驱动装置驱动；所述旋转杆外围设置防护筒；所述防护筒固定于所述顶盖底部；所述防护筒设有出钢口；所述顶盖设有进气管和排气孔；所述进气管设置在所述顶盖的旋转杆和防护筒之间的区域内。通过高速旋转的搅拌叶片将底吹气泡击碎为大量微气泡，并通过钢液循环可以保证在钢液内部形成大量弥散的微气泡，通过微气泡来达到钢液净化的目的。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼领域，特别涉及到一种利用微气泡净化钢液的技术。
背景技术
纯净钢的生产一直是冶金工作者追求的目标，然而，在钢的生产过程中，杂质以及非金属夹杂物不可避免地会进人钢液中，而在连铸以前，如果这些非金属夹杂物不能有效地去除，则非金属夹杂物将残留在铸坯中，最后对钢材的力学性能和物理性能产生极大的危害。以不锈钢为例，在轧制过程中，夹杂物的存在不但影响不锈钢板材的表面光洁度，而且将降低产品的防锈蚀能力，目前国内不锈钢厂由于夹杂导致的产品报废率高达20％甚至更高，大大降低了钢厂的生产效率和经济效益。此外，轴承钢、高速铁路的轮毅和轮轨用钢、钢帘线等钢种均对夹杂物的含量和尺寸提出了极高的要求，因此，开发新的精炼技术在我国有极大的迫切性。
钢水中夹杂物快速去除装置与方法(CN103555889A)，公开了一种钢水中夹杂物快速去除的方法与装置。其基本原理为，通过在钢水容器底部喷吹高纯氩气，并经过按要求布置的一定量的特定透气元件，在初炼后或精炼中的钢水中产生大量微小气泡区，对钢水进行净化处理，高效快速促进钢水中夹杂物被捕捉上浮进入顶渣中而被去除。
一种真空精炼过程去除钢中夹杂物的熔剂及其制备方法(CN103074468A)，公开了一种真空精炼过程去除钢中夹杂物的熔剂及其制备方法，熔剂成分重量百分比为：CaO55.0～68.0％，CaCO3 10.0～18.0％，Ca7.0～15.0％，Al2.0～7.0％，Na2CO33.0～8.0％，余量为杂质。熔剂在钢水真空精炼脱氧结束后加入钢水中，利用其在高温下分解产生微小气泡携带钢中夹杂物以及钙与钢水深度脱氧并与钢中氧化铝等形成低熔点的复合夹杂物而易于去除等方式，降低钢中夹杂物含量，使钢中夹杂物的尺寸降低，达到净化钢液的目的。
上述2种方法为目前主要的微气泡钢水净化技术，但由于一些原因目前并未被广泛采用。如直接利用特殊的透气元件形成微小气泡对钢水进行净化处理，但实际应用表明，直接通过透气砖形成细微气泡程度有限，难以避免大气泡的产生，因此净化效果有限。
CN103074468A尽管所含CaCO3高温分解可释放小气泡，但是该种方法是以溶剂的方式加入钢中，分解的气泡难于进入钢液内部，也就无法达到最佳的夹杂物去除效果。
综上所述，目前的钢液净化方法还有待遇改进，应该采用更有效的微气泡方法实现纯净钢生产。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种非常有效的微气泡钢液净化装置及净化方法，通过高速旋转的搅拌叶片将底吹气泡击碎为大量微气泡，并通过钢液循环可以保证在钢液内部形成大量弥散的微气泡，通过微气泡来达到钢液净化的目的，大幅度提高了钢液纯净度，同时处理时间短，操作简单。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
本发明通过以下技术方案实现：
一种微气泡钢液净化装置，包括底部设有透气砖的钢包，其特征在于：所述钢包顶部设有顶盖；所述顶盖固定连接支撑架的一端，所述支撑架的另一端通过转轴连接旋转杆；所述旋转杆穿透所述顶盖至所述钢包中；所述旋转杆底部连接搅拌桨；所述旋转杆由驱动装置驱动；所述旋转杆外围设置防护筒；所述防护筒固定于所述顶盖底部；所述防护筒设有出钢口；所述顶盖设有进气管和排气孔；所述进气管设置在所述顶盖的旋转杆和防护筒之间的区域内。
所述顶盖呈拱形。
所述驱动装置包括电机，电机连接转轮，该转轮与设置在旋转杆上的转轮通过皮带连接。
所述排气孔设置在顶盖的侧面。
所述出钢口为2-6个。
所述搅拌桨设有2-6个搅拌叶片。
一种微气泡钢液净化方法，其特征在于：
1)钢包底吹氩气，氩气流量控制在150L-350L/min之间；
2)安装顶盖，使旋转轴、搅拌桨、防护筒就位；
3)从氩气进气管吹入氩气将防护筒内钢液面压到低处，液面位置应保证在防护筒上的出钢口上沿100mm以上；
4)将钢包低吹氩气流量控制在20L-100L/min，启动驱动装置带动旋转轴旋转，转速控制在100-1000转/min；处理时间为2-10min；
5)处理结束，关闭氩气进气管的氩气，同时关闭底吹氩气。
步骤1)中底吹氩气目的是排开渣层，保证下降的防护筒内没有钢渣，避免因转轴转速太高将钢渣卷入钢液内部。
步骤2)中的防护筒可以避免因旋转轴转速太高导致钢包液面出现漩涡，导致发生卷渣现象。
本发明的有益效果在于：通过搅拌叶片将底吹气泡击碎，可得到大量弥散的微气泡，由于底吹作用可以使钢液在防护筒和钢包中循环，确保钢液内部弥散大量气泡，最终实现净化钢液目的。此外本发明的防护筒内吹氩可以将防护筒内钢液压到较低处，这样可以显著降低转轴旋转阻力，可以明显提高搅拌叶片转速，进而充分击碎来自底吹的气泡，达到较好的钢液净化效果。
附图说明
图1是本发明微气泡净化装置结构示意图；
其中，1-皮带；2-电机；3-排气孔；4-旋转杆；5-出钢孔；6-钢包；7-搅拌桨；8-透气砖；9-支撑架；10-顶盖；11-熔渣；12-钢液；13-防护筒；14-进气管。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明：
一种微气泡钢液净化装置，包括底部设有透气砖8的钢包6，所述钢包6顶部设有顶盖10；所述顶盖10固定连接支撑架9的一端，所述支撑架9的另一端通过转轴连接旋转杆4；所述旋转杆4穿透所述顶盖10至所述钢包6中；所述旋转杆4底部连接搅拌桨7，搅拌桨7含4个叶片；所述旋转杆4由驱动装置驱动，所述驱动装置包括电机2，电机2连接转轮，该转轮与设置在旋转杆4上的转轮通过皮带连接；所述旋转杆4外围设置防护筒13；所述防护筒13固定于所述顶盖10底部；所述防护筒13设有2个出钢口5；所述顶盖10设有进气管14和排气孔3；所述进气管14设置在所述顶盖10的旋转杆4和防护筒13之间的区域内，排气孔3设置在顶盖10的侧面，所述顶盖10呈拱形。
实施例1：
试验钢种为管线钢
(1)将盛有待处理钢液的钢包运至微气泡净化站。
(2)钢包底吹氩气，并控制流量为200L/min，钢包中部区域无钢渣。
(3)下降旋转轴、搅拌桨、防护筒至钢液内部，直至顶盖10与钢包上沿接触。
(4)从氩气进气管吹入氩气将防护筒内钢液面压到低处，液面位置距防护筒上的出钢口上沿120mm。
(5)将钢包低吹氩气流量控制在30L/min，启动电机带动旋转轴旋转，转速控制在300转/min；处理时间为8min。
(6)处理结束，关闭氩气进气管14的氩气，同时关闭底吹氩气，升起旋转轴，将钢包吊至下一工位。
经金相显微镜分析，处理后钢中夹杂物数量很少，夹杂物数量为108个/mm2，最大夹杂物尺寸为15μm。
实施例2：
试验钢种为IF钢
(1)将盛有待处理钢液的钢包运至微气泡净化站。
(2)钢包底吹氩气，并控制流量为300L/min，钢包中部区域无钢渣。
(3)下降旋转轴、搅拌桨、防护筒至钢液内部，直至顶盖10与钢包上沿接触。
(4)从氩气进气管吹入氩气将防护筒内钢液面压到低处，液面位置距防护筒上的出钢口上沿150mm。
(5)将钢包低吹氩气流量控制在80L/min，启动电机带动旋转轴旋转，转速控制在800转/min；处理时间为5min。
(6)处理结束，关闭氩气进气管14的氩气，同时关闭底吹氩气，升起旋转轴，将钢包吊至下一工位。
经金相显微镜分析，处理后钢中夹杂物数量很少，夹杂物数量为99个/mm2，最大夹杂物尺寸为13μm。
比较例：
去常规工艺生产的管线钢和IF钢试样，经金相显微镜分析，夹杂物数量分别为235个/mm2和202个/mm2，最大夹杂物尺寸分别为为35μm和30μm，说明通过微气泡钢液净化方法可显著降低钢中夹杂物的数量和尺寸。
Claims (5)
1.一种微气泡钢液净化装置，包括底部设有透气砖的钢包，其特征在于：所述钢包顶部设有顶盖；所述顶盖固定连接支撑架的一端，所述支撑架的另一端通过转轴连接旋转杆；所述旋转杆穿透所述顶盖至所述钢包中；所述旋转杆底部连接搅拌桨；所述旋转杆由驱动装置驱动；所述旋转杆外围设置防护筒；所述防护筒固定于所述顶盖底部；所述防护筒设有出钢口；所述顶盖设有进气管和排气孔；所述进气管设置在所述顶盖的旋转杆和防护筒之间的区域内；所述顶盖呈拱形；所述排气孔设置在顶盖的侧面。
2.根据权利要求1所述的微气泡钢液净化装置，其特征在于：所述驱动装置包括电机，电机连接转轮，该转轮与设置在旋转杆上的转轮通过皮带连接。
3.根据权利要求1所述的微气泡钢液净化装置，其特征在于：所述出钢口为2-6个。
4.根据权利要求1所述的微气泡钢液净化装置，其特征在于：所述搅拌桨设有2-6个搅拌叶片。
5.一种根据权利要求1-4任意一项所述微气泡钢液净化装置的净化方法，其特征在于：
1）钢包底吹氩气，氩气流量控制在150L-350L/min之间；
2）安装顶盖，使旋转轴、搅拌桨、防护筒就位；
3）从氩气进气管吹入氩气将防护筒内钢液面压到低处，液面位置应保证在防护筒上的出钢口上沿100mm以上；
4）将钢包低吹氩气流量控制在20L-100L/min，启动驱动装置带动旋转轴旋转，转速控制在100-1000转/min；处理时间为2-10min；
5）处理结束，关闭氩气进气管的氩气，同时关闭底吹氩气。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010133217.5A CN111172354B (zh) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 一种微气泡钢液净化装置及净化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010133217.5A CN111172354B (zh) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 一种微气泡钢液净化装置及净化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111172354A CN111172354A (zh) | 2020-05-19 |
| CN111172354B true CN111172354B (zh) | 2021-11-12 |
Family
ID=70647213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010133217.5A Active CN111172354B (zh) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 一种微气泡钢液净化装置及净化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111172354B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112048623A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-08 | 孔霄 | 一种铝合金熔炼净化设备 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2138129Y (zh) * | 1992-08-19 | 1993-07-14 | 河南省安阳钢铁公司 | 中间包旋转发泡器 |
| JP2000204421A (ja) * | 1999-01-11 | 2000-07-25 | Nippon Steel Corp | 溶融金属のガス攪拌方法 |
| CN1786207A (zh) * | 2005-11-23 | 2006-06-14 | 赫冀成 | 一种高效的镁基铁水预处理方法 |
| CN103555889A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-02-05 | 钢铁研究总院 | 钢水中夹杂物快速去除装置与方法 |
| CN205188402U (zh) * | 2015-11-16 | 2016-04-27 | 北京有色金属研究总院 | 一种镁合金熔炼用搅拌吹气装置 |
| CN206956079U (zh) * | 2017-07-07 | 2018-02-02 | 攀枝花市朵实机械制造有限公司 | 一种脱气效果更好的lf炉 |
| CN108754074A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-11-06 | 东北大学 | 一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置及方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06145771A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-27 | Nippon Steel Corp | 極低炭素鋼の溶製方法 |
| JPH10158722A (ja) * | 1996-11-27 | 1998-06-16 | Nippon Steel Corp | 取鍋精錬における揺動防止方法 |
-
2020
- 2020-02-28 CN CN202010133217.5A patent/CN111172354B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2138129Y (zh) * | 1992-08-19 | 1993-07-14 | 河南省安阳钢铁公司 | 中间包旋转发泡器 |
| JP2000204421A (ja) * | 1999-01-11 | 2000-07-25 | Nippon Steel Corp | 溶融金属のガス攪拌方法 |
| CN1786207A (zh) * | 2005-11-23 | 2006-06-14 | 赫冀成 | 一种高效的镁基铁水预处理方法 |
| CN103555889A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-02-05 | 钢铁研究总院 | 钢水中夹杂物快速去除装置与方法 |
| CN205188402U (zh) * | 2015-11-16 | 2016-04-27 | 北京有色金属研究总院 | 一种镁合金熔炼用搅拌吹气装置 |
| CN206956079U (zh) * | 2017-07-07 | 2018-02-02 | 攀枝花市朵实机械制造有限公司 | 一种脱气效果更好的lf炉 |
| CN108754074A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-11-06 | 东北大学 | 一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111172354A (zh) | 2020-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201021457Y (zh) | 铝熔体除氢装置 | |
| CN102492852B (zh) | 合金熔体净化装置及方法 | |
| CN202246798U (zh) | 一种新型铝液精炼保温炉 | |
| CN105803215B (zh) | 去除铝及铝合金熔体中杂质的多效复合精炼熔剂及其应用 | |
| CN103820648A (zh) | 镁合金熔体净化方法 | |
| CN1292082C (zh) | 铝合金熔体净化的方法 | |
| CN107805723A (zh) | 一种铝合金熔体净化方法 | |
| CN111534713A (zh) | 一种铸造高温合金返回料的净化处理方法及高温合金 | |
| CN209798050U (zh) | 一种铝合金熔体复合喷吹净化装置 | |
| CN105441746A (zh) | 一种铝合金锭的生产方法 | |
| CN111172354B (zh) | 一种微气泡钢液净化装置及净化方法 | |
| CN202030811U (zh) | 铸造用在线除气设备 | |
| CN103725906B (zh) | 镁合金熔体复合处理净化方法 | |
| CN105112746A (zh) | 一种高强Al-Zn-Mg-Cu-Ce-Y-Er-La-Sc变形铝合金及其制备方法 | |
| CN103820665A (zh) | 镁合金熔体多级复合净化方法 | |
| CN114350976A (zh) | 一种再生航铝熔体氩气精炼装备及精炼方法 | |
| CN104212985A (zh) | 一种低h含量航空航天用铝合金熔体的制备方法 | |
| CN101624666A (zh) | 一种高温变质剂及采用该高温变质剂的熔体净化方法 | |
| CN105648252B (zh) | 一种镁铝系合金的气体变质方法 | |
| CN111394602A (zh) | 一种高质量铝合金及其制备方法 | |
| CN103602782B (zh) | 一种超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法 | |
| CN114672666A (zh) | 一种惰性气体加热深度净化铝合金熔体的方法 | |
| CN113862522A (zh) | 一种3003单零箔坯料及其制造方法 | |
| CN202894254U (zh) | 一种铝合金铸件生产在线除气搅拌装置 | |
| CN215217154U (zh) | 一种废铝熔炼回收装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |