一種低沸點稀貴金屬的中間包合金化設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低沸點稀貴金屬的中間包合金化設(shè)備及方法，可用于低沸點(標(biāo)態(tài)時沸點在鋼液精煉溫度以下)稀貴金屬在中間包內(nèi)(微)合金化。
【背景技術(shù)】
[0002]含合金成分的鋼種在冶煉過程中一般在精煉過程進行合金化及成分微調(diào)，其多適用于合金沸點高于精煉溫度的情況。當(dāng)合金元素(如稀土鋼中的稀土元素銪、鐿，易切削鋼種合金元素鉍、銻等)的沸點低于精煉溫度(約1600?1700°C )時，若仍在精煉過程進行(微)合金化，不僅難以穩(wěn)定控制(微)合金成分含量，而且金屬的收得率波動較大且收得率較低，造成稀貴合金的浪費。
[0003]對于低沸點的金屬，文獻(《煉鋼》第28卷第6期)提到，含鉍易切削鋼(Bi含量0.05?0.20% )在精煉過程中進行鉍金屬的合金化。在工藝開發(fā)前期，由于對鉍的性質(zhì)認識不足和加入方式不當(dāng)，鉍回收率只有30?50% ;改進工藝后在精煉后期向鋼水中喂入鉍的復(fù)合包芯線，喂線溫度為1560?1580°C (Bi沸點1560°C )，喂線速度120?140m/min，鉍的回收率為70%?80%。由于Bi為稀貴金屬，較低的收得率造成很大的不可再生資源浪費。
[0004]中國專利《一種連鑄中間包塞棒噴粉稀土加入裝置及方法》(申請?zhí)?01410269571.5)公開了一種在塞棒噴粉稀土加入裝置，通過氬氣輸送管道將料倉內(nèi)粉料通過中間包的吹氬塞棒下部出口噴入中間包內(nèi)，該方法與裝置的弊端為:開澆前，鋼液體積較大的中間包內(nèi)鋼液流動速度較低，且只有2?4個塞棒點處合金化，均勻效果不佳。開澆后，粉料由氬氣通過塞棒帶入中間包后有上浮速度，鋼水在塞棒出下水口流出為較大速度的向下流動，粉料與鋼液未經(jīng)長時間均勻混合即進入結(jié)晶器，而結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動速度要遠小于中包內(nèi)，存在合金化不均勻的情況。
[0005]為解決以上問題，提出在中間包連鑄低溫過程中在沖擊區(qū)內(nèi)進行稀貴金屬的(微)合金化。根據(jù)液相線溫度的常用公式Tl= 1537-[88C% +8Si%+5Mn% +30P% +25S%+5Ca% +4Ni% +2Mo% +2V% +1.5Cr% ]計算得到，一般鋼種的連鑄溫度為1490?1530°C，溫度較低，在此溫度期間內(nèi)合金化可以獲得穩(wěn)定的合金化效果，期望合金收得率可以達到90%以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種低沸點稀貴金屬的中間包合金化設(shè)備及方法，解決技術(shù)背景中提到的沸點低于精煉鋼液溫度而導(dǎo)致在精煉期間合金化收得率低、消耗高或無法合金化的難題。本發(fā)明也可用于普通合金在中間包內(nèi)的成分細微調(diào)節(jié)。
[0007]本發(fā)明低沸點稀貴金屬的中間包合金化設(shè)備包括合金粉輸送氣管道及控制裝置支路a、中間包沖擊區(qū)液面氣體保護裝置支路b及集成控制軟件。
[0008]所述的合金粉輸送氣管道及控制裝置支路a與煉鋼廠氬氣總管相連，支路a中安裝一個電子穩(wěn)壓閥I調(diào)節(jié)氬氣壓力，在電子穩(wěn)壓閥I后安裝有一個電子流量計2監(jiān)測氬氣流量，電子流量計2后安裝粉體儲存輸送裝置，粉體儲存輸送裝置由球閥3、粉體儲存裝置4和高精度調(diào)節(jié)閥5組成。球閥6用來支路a停用時切斷氬氣。支路a末端由金屬軟管7與預(yù)埋入沖擊區(qū)的側(cè)吹槍8相連，側(cè)吹槍8在鋼液面下實現(xiàn)噴粉合金化。
[0009]所述的粉體儲存輸送裝置，包括粉體儲存裝置4，由一個不銹鋼材質(zhì)的圓柱形倉和圓錐形倉焊接而成，倉體內(nèi)部聯(lián)接處平滑焊接。圓柱形倉頂部安裝有一個圓形倉蓋，圓形倉蓋與圓柱形倉體間有橡膠墊圈，起密閉防止倉內(nèi)粉體氧化的作用。在圓形倉蓋上部通過帶有球閥3的管道將氬氣充入倉內(nèi)，保護合金粉體防氧化并平衡壓力。粉體儲存裝置4中的粉體通過高精度調(diào)節(jié)閥5落入支路a中。
[0010]所述的側(cè)吹槍8，外層為厚I?2mm的金屬外殼9，金屬外殼9內(nèi)的耐材10為鎂碳材質(zhì)或高銷材質(zhì)耐材磚，耐材10中心為6個直徑0.5?2mm的金屬管11，金屬管11的壁厚度I?2mm。
[0011]所述的中間包沖擊區(qū)液面氣體保護裝置支路b是從煉鋼廠氬氣總管接入，支路b安裝有球閥12調(diào)節(jié)氬氣流量。管道前端的沖擊區(qū)液面保護裝置13為一個鋼管做成的開口圓環(huán)，在鋼管垂直向下方向開6?10個出氣孔。圓環(huán)的開口寬度要大于鋼包長水口的外徑，開口度為1.5D長水口 D
[0012]所述的集成控制軟件由VB語言編寫的程序，程序可將中間包合金化設(shè)備的機械信號轉(zhuǎn)化為電信號并采集存儲，根據(jù)連鑄過程參數(shù)的波動調(diào)節(jié)電信號并驅(qū)動中間包合金化設(shè)備的機械裝置完成動作實現(xiàn)中間包精確合金化，主要包括以下功能:連鑄參數(shù)采集模塊、合金計算模塊、管道監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、預(yù)報警模塊。
[0013]采用本發(fā)明設(shè)備進行低沸點稀貴金屬的中間包合金化的方法包括以下步驟:連澆第一包開澆前，兩個管道(支路a，支路b)只輸送氬氣；當(dāng)大包開澆信號啟動后，由集成控制軟件根據(jù)鋼包滑板水口開口度、鋼液面與出鋼口相對高度、鋼液密度與鋼種成分要求等參數(shù)，計算得出金屬粉體輸送量為7?8g/min，集成控制軟件發(fā)出信號后即開啟金屬粉體的高精度控制閥5，支路a管道氬氣流量為ΙΟΟΝΙ/min，將儲存?zhèn)}的金屬粉體通過沖擊區(qū)的側(cè)吹槍8噴吹到?jīng)_擊區(qū)內(nèi)與鋼液快速均勻熔合，通過沖擊區(qū)液面保護裝置13防止沖擊區(qū)內(nèi)鋼液翻騰弓I起的二次氧化，金屬收得率在92 %以上。
[0014]當(dāng)連澆第一包結(jié)束時，該集成軟件控制高精度調(diào)節(jié)閥5關(guān)閉，停止噴粉，只保留支路a的氬氣輸送起到攪拌和凈化鋼液、保護側(cè)吹槍的作用。當(dāng)?shù)诙撍_澆時，該集成軟件重新給出噴粉信號，使高精度調(diào)節(jié)閥5開啟，再次進行噴粉。后續(xù)連澆包次即重復(fù)以上操作。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于，合金粉儲存裝置有惰性氣體保護可以實現(xiàn)易氧化金屬粉末的長期存放，其合金化過程使用惰性氣體保護，防止了鋼液面與空氣接觸而氧化，稀貴金屬的收得率高且穩(wěn)定。本發(fā)明設(shè)備占地面積小，方便安裝與維護，投資小。
【附圖說明】
[0016]圖1為一種低沸點稀貴金屬的中間包微合金化設(shè)備的示意圖。
[0017]圖2為一種低沸點稀貴金屬的中間包微合金化設(shè)備的中間包沖擊區(qū)側(cè)吹槍示意圖。
[0018]圖中，合金粉輸送氣管道及控制裝置支路a中的電子穩(wěn)壓閥1、電子流量計2、球閥3、粉體儲存裝置4、高精度調(diào)節(jié)閥5、球閥6、金屬軟管7、側(cè)吹槍8、金屬外殼9、耐材10、金屬管11，中間包沖擊區(qū)液面氣體保護裝置支路b中的球閥12和沖擊區(qū)液面保護裝置13。
【具體實施方式】
[0019]以下通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]本實施例的一種低沸點稀貴金屬的中間包微合金化技術(shù)，試驗鋼種為含微量鉍的低碳高硫易切削鋼，其鉍合金成分含量為0.0002%?0.0025%，微合金化金屬粉為純鉍(沸點1560°C )，粉末粒度不超過200目。由BOF-LF-CC流程生產(chǎn)，生產(chǎn)中LF精煉出站溫度控制在1580?1620°C，上連鑄平臺溫度約1570?1580°C，第一包開澆溫度1540?1560°C。連鑄米用弧形連鑄機，三流小方還拉速約1.4?1.6m/min，方還截面為150mmX 150mm。
[0021]本實施例