CN203373383U - 一种可提高钢水洁净度的lf精炼脱氧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可提高钢水洁净度的LF精炼脱氧装置，由电极升降装置、电极夹持装置、阳极、钢包、底吹透气砖、直流电源、阴极组成，电极升降装置置于钢包旁侧，电极夹持装置一端安装在电极升降装置的立柱上，电极夹持装置的另一端固定有阳极，在钢包底部安装有阴极；直流电源置与钢包旁侧，阳极上端引出电缆与直流电源正极连接，阴极底部引出导线和直流电源负极连接，由直流电源为与熔渣接触的阳极和与钢液接触的阴极，本实用新型利用此装置对钢水进行脱氧，钢水脱氧率可达80%以上。还可节约大量金属或复合合金脱氧剂，最大程度的降低了脱氧夹杂对钢液造成的污染，同时改善环境污染。

Description

一种可提高钢水洁净度的LF精炼脱氧装置

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，特别涉及一种可提高钢水洁净度的LF精炼脱氧装置。

背景技术

利用LF精炼装置处理钢液，可以达到脱硫、升温、脱氧、合金化、去夹杂和均匀钢液成分、温度等目的。而利用LF进行钢液脱氧方法主要以脱氧剂直接脱氧为主，由于脱氧反应的反应物和生成物全部处在钢液中，因此无法彻底的避免对钢液造成污染。随着人们对钢质洁净度的要求越来越高，传统的脱氧方法已无法满足人们的要求。降低甚至避免脱氧产物对钢液的污染是降低钢中全氧含量，提高产品表面和内在质量的一个重要途径。为了解决这些问题，就必须将钢中的氧有方向的引出熔体，于是许多冶金学家提出了一些新的脱氧方法。

冶金工作者尝试了电化学脱氧方法来进行金属液的脱氧。其中主要的方法集中于利用氧化锆固体电解质，通过外加电势法、混合导体法和浓差电池短路法等将氧离子加以定向引导，使之与气体脱氧剂如氢气、一氧化碳或金属脱氧剂反应，生成无害的水、二氧化碳或将氧化产物留在熔体之外，达到不污染金属液的目的。这些研究思路体现在公开号CN1215759A 、CNll87542A 、CN1335413A 的中国发明专利申请案中，以及公开号CN2432220Y 的中国实用新型专利申请案中。尽管利用固体电解质为传导介质的脱氧方法有无污染、脱氧速度快等优点，但是也存在设备复杂、成本较高、不易在现场推广等问题。

在这样的背景下，针对己有工艺存在的问题，在固体电解质无污染脱氧的基础上，本领域的同行提出了一种新的无污染脱氧方法：渣金间外加直流电场脱氧法，即用炉渣代替固体电解质，在渣金间施加电场来强化脱氧，通过控制氧离子在熔渣体系中的传导方向和速度，从而实现金属液的无污染脱氧。其研究思路体现在一些专利文献中，如公开号为CN1453371A 、CN101235430A 、CN101457276A等的中国发明专利。这些方法具有设备简单、可连续作业、无需脱氧剂等优点。但这些方法仅只是应用于实验室的微型实验，并且也仅针对脱氧的方法和设备进行了简单的阐述，缺乏对整个工艺控制要点的说明，欠缺推广应用的价值。

实用新型内容

本实用新型就是在渣金间外加电场无污染脱氧的技术背景下，开发一种新型可进行钢液外加电场无污染脱氧的LF精炼装置。

本实用新型是在现有LF钢包精炼装置上提供钢液外加电场无污染脱氧专用设备，达到在LF精炼装置上高效稳定的进行钢液无污染脱氧的目的， 能将钢液中氧含量稳定控制在0.01%以下，效果明显、稳定、确保和提高精炼钢的质量，降低冶炼成本、减少环境污染的一种新型可进行钢液外加电场无污染脱氧的LF精炼装置。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可提高钢水洁净度的LF精炼脱氧装置，由电极升降装置、电极夹持装置、阳极、钢包、底吹透气砖、直流电源、阴极组成。其特征在于：电极升降装置1置于钢包旁侧，主要由立柱、传动装置以及控制装置组成；电极夹持装置一端安装在电极升降装置的立柱上，要求其在钢液高温环境下具备较高的强度；电极夹持装置的另一端固定有阳极，阳极和电极夹持装置间有绝缘处理，并通过电极升降装置控制其上下行程，控制其在工作时位于熔渣中而不和钢液接触；钢包底部安装有底吹透气砖；在钢包内放置有钢液以及熔渣，钢液置于熔渣下层；在钢包底部安装有阴极；直流电源也置与钢包旁侧，阳极上端引出电缆与直流电源正极连接，阴极底部引出导线和直流电源负极连接，由直流电源为与熔渣接触的阳极和与钢液接触的阴极提供外加电场。

利用新型钢液外加电场无污染脱氧的LF精炼装置，为现有LF精炼工艺增添了无污染脱氧功能，利用此装置对钢水进行脱氧，钢水脱氧率可达80%以上。另外应用此装置进行钢液精炼脱氧可节约大量金属或复合合金脱氧剂，最大程度的降低了脱氧夹杂对钢液造成的污染，同时改善环境污染；应用此装置进行钢液精炼脱氧后，可节约成本20元/吨钢，经济效益非常可观。

附图说明

图1：本实用新型结构示意图。

图中1：电极升降装置；2：电极夹持装置；3：阳极； 4：熔渣；5：钢包；6：钢液；7：底吹透气砖； 8：直流电源；9：阴极

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明：

如图所示，本实用新型的电极升降装置1置于钢包5旁侧，电极升降装置1主要由立柱、传动装置以及控制装置组成；电极夹持装置2一端安装在电极升降装置1的立柱上，要求其在钢液高温环境下具备较高的强度；电极夹持装置2的另一端固定有阳极3，阳极3和电极夹持装置2间有绝缘层，并通过电极升降装置1控制其上下行程，控制其在工作时位于熔渣4中而不和钢液6接触；钢包5底部安装有底吹透气砖7；在钢包5内放置有钢液6以及熔渣4，钢液6置于熔渣4下层；在钢包5底部安装有阴极9；直流电源8也置与钢包5旁侧，阳极3上端引出电缆与直流电源8正极连接，阴极9底部引出导线和直流电源8负极连接，由直流电源8为与熔渣4接触的阳极3和与钢液6接触的阴极9提供外加电场。以某厂100吨LF炉为基础，应用其电极升降装置及电极夹持装置以及阳极，对其钢包底部进行了改动，安装了阴极，并配备了直流电源控制柜，完成了此新型无污染脱氧LF精炼装置，并应用其进行了工业试验，试验钢种为SPHC低碳钢种，具体装置及结果结合以下实施例进行说明。

为了保证炉外外加电场无污染脱氧达到最佳脱氧效果，采用以下最佳实施方式：

转炉出钢后不进行脱氧处理，并加入正常造渣材料，将钢包运送至LF精炼工位，测定熔渣厚度，等熔渣和钢液反应平衡后，对钢水进行测温定氧处理；在本实施例中，直接利用LF高纯石墨电极为阳极，将3根阳极安装在电极夹持装置上，石墨阳极的具体尺寸为Ф400mm×1500mm；根据熔渣厚度由电极升降架控制阳极下降深度，保证阳极和熔渣接触而不和钢液接触；阴极由钼金属陶瓷制作而成，具体尺寸为Ф200mm×300mm；然后由外加直流电源通过插入熔渣的阳极和置于钢包底部中心和钢液接触的阴极，施加一直流电压为5～100V，电流为100～2000A的电场；施加电场过程中要对钢液进行弱底吹氩气搅拌，以增强溶解氧在钢液中的传质。

具体实施例及其脱氧效果见表1。

表1采用新型钢液外加电场无污染脱氧LF精炼装置脱氧效果。

Claims (3)

1.一种可提高钢水洁净度的LF精炼脱氧装置，由电极升降装置、电极夹持装置、阳极、钢包、底吹透气砖、直流电源、阴极组成，其特征在于：电极升降装置（1）置于钢包（5）旁侧，电极夹持装置（2）一端安装在电极升降装置（1）的立柱上，电极夹持装置（2）的另一端固定有阳极（3），在钢包（5）底部安装有阴极（9）；直流电源（8）置与钢包（5）旁侧，阳极（3）上端引出电缆与直流电源（8）正极连接，阴极（9）底部引出导线和直流电源（8）负极连接，由直流电源（8）为与熔渣（4）接触的阳极（3）和与钢液（6）接触的阴极（9）提供外加电场。

2.根据权利要求1所述的一种可提高钢水洁净度的LF精炼脱氧装置，其特征在于，所述的阳极（3）和电极夹持装置（2）间有绝缘层。

3.根据权利要求1所述的一种可提高钢水洁净度的LF精炼脱氧装置，其特征在于，所述的钢包（5）底部安装有底吹透气砖（7）。

Images