CN113953468A - 一种利用钢包预加干冰防止出钢过程钢液吸氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用钢包预加干冰防止出钢过程钢液吸氮的方法，在钢包准备阶段，将干冰置于准备好的钢包底部,利用干冰升华产生的二氧化碳密度大于空气密度的特点，使得升华的二氧化碳将钢包内残余空气全部置换,同时出钢过程中，随钢液冲击，干冰升华量增大，二氧化碳大量溢出，对钢液形成隔绝空气作用；并且二氧化碳气泡对钢液在钢包内流动的动力学条件进行改善，有效减少吸氮量。本发明的目的是提供一种利用钢包预加干冰防止出钢过程钢液吸氮的方法，解决了背景技术中低成本高效化，易操作的控制出钢过程钢水吸氮方法的问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种利用钢包预加干冰防止出钢过程钢液吸氮的方法。
背景技术
现代顶底复吹转炉冶炼过程中存在着吸氮和脱氮过程。钢液吸氮过程通常由三个步骤组成：
(1)大气及底吹入的氮气向气/液边界层转移；
(2)界面化学反应：N2(g)＝2[N]；
(3)溶解氮[N]从界面转移到钢液内部。
钢液增氮过程在热力学条件下是自发的。在转炉出钢、精炼及连铸过程中，在大气条件下，钢液平均温度约为1600℃左右或更低时钢液自发吸氮而增氮量的多少取决于动力学条件。
因此，在现有工艺技术条件下，通过改善生产工艺，提高生产装备对吸氮量控制是控制钢水增氮的主要方法。而上述方法无疑会增加大量科研投入及设备投入。需要一种低成本高效化，简便易操作的方法实现出钢过程钢液吸氮控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用钢包预加干冰防止出钢过程钢液吸氮的方法，解决了背景技术中低成本高效化，易操作的控制出钢过程钢水吸氮方法的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种利用钢包预加干冰防止出钢过程钢液吸氮的方法，在钢包准备阶段，将干冰置于准备好的钢包底部,利用干冰升华产生的二氧化碳密度大于空气密度的特点，使得升华的二氧化碳将钢包内残余空气全部置换,同时出钢过程中，随钢液冲击，干冰升华量增大，二氧化碳大量溢出，对钢液形成隔绝空气作用；并且二氧化碳气泡对钢液在钢包内流动的动力学条件进行改善，有效减少吸氮量。
在转炉冶炼过程中，钢液吸氮在热力学条件下无法避免的自发进行。因此，只能通过物理手段及改善动力学条件来减少钢液在冶炼过程中吸氮。而在转炉出钢过程中，钢包内残留空气及出钢过程是钢液吸氮的主要来源。采用物理隔离及改善动力学条件两种方法，可改善钢液吸氮。现有工艺一般采用氩气置换钢包残留空气并在出钢过程中底吹氩气来实现。但氩气生产使用成本高，对氩气输送管设备要求高。无形中增加了企业生产成本。使用干冰，利用干冰升华二氧化碳气体，可有效置换钢包内残余空气，并改善出钢时动力学条件，干冰价格低于氩气同时无需额外增加设备。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
采用本方法后，改善出钢时钢包内动力学条件，降低氩气消耗量。有效降低了生产成本，减少出钢过程钢液吸氮量，提高了终点钢水质量。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述方面、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
一种利用钢包预加干冰防止出钢过程钢液吸氮的方法，在钢包准备阶段，将干冰置于准备好的钢包底部，通过利用干冰升华产生的二氧化碳密度大于空气密度的特点，使得升华的二氧化碳将钢包内残余空气全部置换。以及出钢过程中，随钢液冲击，干冰升华量增大，二氧化碳大量溢出，对钢液形成隔绝空气作用。同时二氧化碳气泡对钢液在钢包内流动的动力学条件进行改善，有效减少吸氮量。
本发明在240t容量钢包内进行试验。通过干冰升华体积计算，需要干冰质量为60kg。试验与空白对比试验各进行四炉生产试验，对比结果如下表所示：
| 对比组 | 干冰加入量(kg) | 终点氮含量(ppm) | 出钢后氮含量(ppm) |
| 对比组1# | 0 | 60 | 72 |
| 对比组2# | 0 | 66 | 78 |
| 对比组3# | 0 | 70 | 79 |
| 对比组4# | 0 | 68 | 82 |
| 平均值 | 0 | 66 | 78 |
| 对比组 | 干冰加入量(kg) | 终点氮含量(ppm) | 终点氮含量(ppm) |
| 实验组1# | 60 | 58 | 62 |
| 实验组2# | 60 | 67 | 70 |
| 实验组3# | 60 | 60 | 66 |
| 实验组4# | 60 | 59 | 62 |
| 平均值 | 60 | 61 | 65 |
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种利用钢包预加干冰防止出钢过程钢液吸氮的方法，其特征在于，在钢包准备阶段，将干冰置于准备好的钢包底部,利用干冰升华产生的二氧化碳密度大于空气密度的特点，使得升华的二氧化碳将钢包内残余空气全部置换,同时出钢过程中，随钢液冲击，干冰升华量增大，二氧化碳大量溢出，对钢液形成隔绝空气作用；并且二氧化碳气泡对钢液在钢包内流动的动力学条件进行改善，有效减少吸氮量。
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