一种保护出钢过程中的钢水合金化方法技术

本发明专利技术公开了一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，钢铁冶金炼钢技术领域。本发明专利技术首先、将钢水合金化装置移动至出钢口下部，并使得钢包罐位于出钢口下部；其次、冶炼完成时电炉本体倾斜，将钢水合金化装置的出钢保护管与出钢口相配合，打开出钢口的托板开始出钢，钢水在出钢保护管的保护作用下由出钢口流至钢包罐；最后、将合金加料器移至钢包罐的上部，并由合金加料器向钢包罐的钢水中加入合金料，进行钢水合金化。本发明专利技术的限制了钢水表面的气体流动，合金料加入钢包中进行合金化，减小出钢、合金化过程中钢水对氮氢等有害气体的吸附量，且钢水的流动促进了合金元素在钢水中的均匀分布，提高了钢水的合金化的效果，进而提高合金钢的质量。

Molten steel alloying method for protecting tapping process

The invention discloses a molten steel alloying method for protecting tapping process, and iron and steel metallurgy technology. The invention first moves the molten steel alloying device to the lower part of the tapping mouth and makes the ladle in the lower part of the tapping mouth. Secondly, when the smelting is completed, the electric furnace body is tilted, the tapping pipe of the steel alloying device is matched with the tapping mouth, and the steel tapping opening is opened and the steel is protected in the protective pipe of the tapping steel. In the end, the alloy feeder is moved to the upper part of the ladle tank, and alloy material is added to the steel tank of the ladle by alloy feeder, and the molten steel is alloyed. The invention limits the flow of gas on the surface of the steel, alloying the alloy into the ladle and reducing the adsorption amount of the harmful gas, such as nitrogen and hydrogen, in the process of tapping and alloying, and the flow of molten steel promotes the uniform distribution of the alloy elements in the molten steel, improves the effect of the alloying of molten steel, and then improves the alloy. The quality of steel.

【技术实现步骤摘要】
一种保护出钢过程中的钢水合金化方法
本专利技术涉及钢铁冶金炼钢
，更具体地说，涉及一种保护出钢过程中的钢水合金化方法。
技术介绍
钢水经电炉冶炼出钢后炉外精炼及连铸工艺对钢中氧、氮、氢及温度的控制非常严格。但是，出钢过程中钢水直接和空气接触，从而导致大量的氮氢等有害气体进入钢水，氮是一般钢种中的有害元素，在出钢过程，裸露的钢水与空气直接接触，从而增加了钢水中的氮含量，一般增加10-20ppm。因空气中含有一定的湿度，也会造成钢水增氢，氢在钢中容易产生白点，使钢产生氢致裂纹；降低了产品质量。而且，特别是在钢水出钢后在钢包中加入合金料进行脱氧合金化时，由于部分合金元素(例如：Al、Nb、V、Ti)易与钢水中的N元素结合形成氮化物或者碳氮化合物，进而严重恶化了钢的性能，为后续炉外精炼和连铸带来压力，并大大增加了生产成本，降低了合金化后的钢液质量。急需针对现有钢水出钢、合金化工艺，开发出在出钢和合金化的过程中，对钢水进行保护，提高合金化钢液的质量，并设计出一种保护出钢过程的钢水合金化方法。此外，对温度的影响非常大，这一过程大概持续4-6分钟，出钢过程中，钢水因热辐射、对流散热、脱氧合金化、钢包内衬吸热等引起钢水温度降低。为此，生产上采用合金加热、钢包烘烤及优化调度等，降低出钢过程中的温降。但是，对钢水与空气间产生的辐射散热和对流散热未采取任何措施，造成钢水散热严重，从而引起钢水温降难以有效控制。经检索发现，在连铸过程中，已采用保护管对钢水进行保护，如：专利技术创造的名称为：复合式钢水保护套管(专利号：ZL99229239.5，申请日：1999-08-20)、专利技术创造的名称为：一种用于钢水浇注时的防增氮保护管(专利申请号：ZL201520734792.5，申请日：2015-09-22)。但是这种保护管却难以在出钢过程中对钢水进行保护。此外，专利技术创造的名称为：一种防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法(专利申请号：201010588760.0，申请日：2010-12-15)，采取在转炉出钢前和出钢过程中，控制吹氩时间和氩气流量，分两段或连续不间断地向钢包内吹入氩气，直至出钢结束。从而使钢包内的空气被吹入的氩气排出，防止出钢至钢包内的钢水与空气接触，使钢包内的钢水始终处于氩气保护状态，既防止钢水与空气接触造成的增氮，同时使钢水中极易吸附在气泡表面的[N]能够随着氩气泡的上浮排出而被去除。该方法虽然可以在一定程度上防止钢水增氮，但是却难以实现在保护出钢的过程中进行合金化，出钢的过程中仍然易使得合金元素与氮元素形成氮化物或者碳氮化合物。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中在钢液出钢、合金化后钢液质量降低的问题，提供一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，出钢过程中出钢保护管可以对钢水进行保护，合金加料器可以进行合金化，减小出钢、合金化过程中钢水对氮氢等有害气体的吸附量，可以提高钢水质量；进一步地，可以减少了钢水热损失，降低炼钢能耗。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，电炉在出钢前将钢包罐移动至出钢口下部，并将出钢保护管装配于出钢口上，钢水在出钢保护管的保护作用下由出钢口流至钢包罐，再向钢包罐的钢水中加入合金料，对钢水进行合金化。优选地，具体的步骤如下：S1、电炉冶炼完成之前2-5min，将钢水合金化装置移动至出钢口下部，并使得钢包罐位于出钢口下部；S2、冶炼完成时电炉本体倾斜，将钢水合金化装置的出钢保护管与出钢口相配合，打开出钢口的托板开始出钢，钢水在出钢保护管的保护作用下由出钢口流至钢包罐；S3、将合金加料器移至钢包罐的上部，并由合金加料器向钢包罐的钢水中加入合金料，进行钢水合金化。优选地，所述的步骤S2的具体步骤如下：冶炼完成时再驱动倾动机构，电炉本体在偏心炉底的作用下发生倾斜，出钢过程中钢水由出钢口流入出钢保护管中，出钢保护管在出钢的过程中对钢水进行保护，所述出钢保护管的保护套管的内径大于出钢口的直径，钢水流经保护套管时与保护套管的内壁之间具有间隙。优选地，所述的步骤S3的具体步骤如下：当出钢30％-40％时，合金加料器将合金料加入至出钢保护管的下部，合金料在钢水搅拌的作用下迅速的分散于钢水中，完成钢水的合金化。优选地，所述的钢水合金化装置包括钢包车、出钢保护管和合金加料器，所述的钢包车包括保护管调控单元、加料器调控单元和钢包罐；上述的出钢保护管安装于保护管调控单元上，保护管调控单元用于调控出钢保护管的位置，出钢保护管用于在出钢过程中对钢水进行保护；上述的合金加料器安装于加料器调控单元上，加料器调控单元用于调控合金加料器的位置，合金加料器用于向钢包罐中加入合金料。优选地，所述的出钢保护管包括保护套管和连接套管，所述的连接套管用于与出钢口连接；所述的保护套管的套管入口端与连接套管相连，并构成贯通的出钢保护管，所述的保护套管的内径大于出钢口的直径，钢水流经保护套管时与保护套管的内壁之间具有间隙。优选地，所述的保护管调控单元和加料器调控单元结构相同，其包括竖直伸缩机构、水平伸缩机构和旋转机构，所述的竖直伸缩机构固定安装于钢包车上，水平伸缩机构通过旋转机构转动安装于竖直伸缩机构的上部。优选地，所述的保护套管为锥形管，且保护套管的套管入口端的内径小于套管出口端的内径，且套管入口端的内径大于出钢口的直径。优选地，所述的保护套管的管壁由外到内依次设置外壳、隔热层和耐火材料层。优选地，所述的连接套管的顶部设置有装配构件，所述的装配构件包括引导段和竖直段，引导段用于引导连接套管与出钢口相配合，并使出钢口定位配合于竖直段。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，出钢时通过出钢保护管与出钢口相配合，出钢保护管建立相对密闭式钢水通道，钢水由出钢口流入出钢保护管中，有效地限制了钢水表面的气体流动，限制了空气中的有害气体向钢水中扩散，钢水进入钢包后，合金加料器将合金料加入钢包中进行合金化，减小出钢、合金化过程中钢水对氮氢等有害气体的吸附量，而且钢水的流动促进了合金元素在钢水中的均匀分布，提高了钢水的合金化的效果，进而提高了合金钢的质量；(2)本专利技术的一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，出钢30％-40％时，合金加料器将合金料加入至出钢保护管的下部，出钢保护管流出的钢水可对合金料进行搅拌，加入钢包罐中的合金料在钢水的冲击下迅速的熔解于钢水中，钢水的快速流动和冲击促进了合金元素在钢水中的均匀分布，进而提高了合金钢的质量；(3)本专利技术的一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，出钢保护管的保护套管的内径大于出钢口的直径，使钢水流经保护套管时与保护套管的内壁之间有间隙，在出钢的过程中，钢水与保护套管内壁的空隙形成良好的保温空隙层，对钢水具有良好的保温效果，减小了钢水的热损失，而且避免了钢水对保护套管内壁的直接冲刷，大大提高了使用寿命；(4)本专利技术的一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，钢包罐上设置有钢包盖，钢包盖上设置有与合金加料器相配合的合金料口，钢包盖上还设置有与出钢保护管相配合的钢水导入口，钢包盖对对进入钢包罐中的钢水进行保护，减小了钢包罐中的气体流动，减弱了钢水在合金化过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，其特征在于：电炉在出钢前将钢包罐(330)移动至出钢口(411)下部，并将出钢保护管装配于出钢口(411)上，钢水在出钢保护管的保护作用下由出钢口(411)流至钢包罐(330)，再向钢包罐(330)的钢水中加入合金料，对钢水进行合金化。

【技术特征摘要】
1.一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，其特征在于：电炉在出钢前将钢包罐(330)移动至出钢口(411)下部，并将出钢保护管装配于出钢口(411)上，钢水在出钢保护管的保护作用下由出钢口(411)流至钢包罐(330)，再向钢包罐(330)的钢水中加入合金料，对钢水进行合金化。2.根据权利要求1所述的一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，其特征在于：具体的步骤如下：S1、电炉冶炼完成之前2-5min，将钢水合金化装置移动至出钢口(411)下部，并使得钢包罐(330)位于出钢口(411)下部；S2、冶炼完成时电炉本体(400)倾斜，将钢水合金化装置的出钢保护管与出钢口(411)相配合，打开出钢口(411)的托板开始出钢，钢水在出钢保护管的保护作用下由出钢口(411)流至钢包罐(330)；S3、将合金加料器(500)移至钢包罐(330)的上部，并由合金加料器(500)向钢包罐(330)的钢水中加入合金料，进行钢水合金化。3.根据权利要求2所述的一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，其特征在于：所述的步骤S2的具体步骤如下：冶炼完成时再驱动倾动机构(430)，电炉本体(400)在偏心炉底(420)的作用下发生倾斜，出钢过程中钢水由出钢口(411)流入出钢保护管中，出钢保护管在出钢的过程中对钢水进行保护，所述出钢保护管的保护套管(100)的内径大于出钢口(411)的直径，钢水流经保护套管(100)时与保护套管(100)的内壁之间具有间隙。4.根据权利要求2所述的一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，其特征在于：所述的步骤S3的具体步骤如下：当出钢30％-40％时，合金加料器(500)将合金料加入至出钢保护管的下部，合金料在钢水搅拌的作用下迅速的分散于钢水中，完成钢水的合金化。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种保护出钢过程中的钢水合金化方法，其特征在于：所述的钢水合金化装置包括钢包车(300)、出钢保护管和合金加料器(500)，所述的钢包车(300)包括保护管调控单元(321)、加料器调控单元(322)和钢包罐(330)；上述的出钢保护管安装于保护管调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立强，吴朝阳，凌海涛，彭世恒，王海川，万勇，刘勇，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34