原位萃取钢水中夹杂物的设备制造技术

一种原位萃取钢水中夹杂物的设备，涉及钢铁冶金生产领域。主要由精炼保温炉、抽真空系统（Ａ）和气压喷粉系统（Ｂ）三大部分组成，其气压喷粉系统（Ｂ）与精炼保温炉由输送管道（１８）相连，抽真空系统（Ａ）与精炼保温炉由管道（１６）相连，气压喷粉系统（Ｂ）中通入的载气将经搅拌的粉体吹入精炼保温炉中。采用这种形式的原位萃取钢水中夹杂物的设备，能简化生产高纯净钢水的工艺，高效地去除杂质元素和夹杂物。可广泛用于熔融铁类合金的处理领域。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及钢铁冶金生产领域，更具体的是涉及一种原位萃取钢水中夹 杂物的设备。
技术介绍
随着钢铁冶金生产领域科学技术的发展，钢铁冶金产品的用户不断向冶金企 业提出改善钢性能的要求。现在，利用二次冶金技术基本上可以把钢的化学成分 控制在用户所要求的范围内。但是，纯净钢的生产始终是本领域的一大课题。因 为，在钢的冶炼过程中，不可避免地要带入一些杂质(如锰、硅、硫、磷、非金属 类杂质以及某些气体，如氮、氢、氧等)等，这些有害元素与合金元素形成各种非 金属夹杂物。例如，钢在冶炼过程中加入脱氧剂而形成氧化物、硅酸盐，以及钢 在凝固过程中由于某些元素(如硫、氮)溶解度的下降而形成的硫化物、氮化物， 这些夹杂物来不及排出而留在钢中，通常称为内生夹杂物。目前，作为冶金工业上用于去除钢水中夹杂物的方法主要有下述的过滤法、 气泡法、熔剂法、RH真空处理法以及活泼金属变质处理方法等1、过滤法(一) 网型过滤器又称二维过滤器， 一般机械地分离大块夹杂物和氧化物， 网孔尺寸越小，净化放果越好。(二) 芯型过滤器通常用砂芯制成，但因其强度低易损坏。(三) 颗粒状过滤器，由松散或烧结的具有不同粒度的颗粒组成，材质有焦 炭，转炉渣以及石墨电极几种。(四) 多孔陶瓷过滤器，有连接通孔的三维网状骨架结构，孔隙度大，密度小，耐热o总之，用网型过滤器和芯型过滤器可以对钢水进行预过滤；在钢水的温度条 件下，多孔陶瓷过滤器的表面是坚硬又光滑的，依靠滤饼机理阻挡夹杂物(即机 械阻挡)；由于钢水与陶瓷表面之间的不润湿性会引起表面张力，如果陶瓷过滤器 的孔径太小，毛细阻力阻碍钢水流过陶瓷过滤器。因此，上述陶瓷过滤器很难去 除尺寸小几百微米的夹杂物。2、 气泡法在钢包吹氩条件下，钢液中固相夹杂物的去除主要依靠气泡的浮选作用，即 夹杂物与气泡碰撞并粘附在气泡壁上，然后随气泡上浮而去除。 一个夹杂物颗粒 被气泡俘获的过程，可分解为下面几个过程(一) 夹杂物向气泡靠近并发生碰撞；(二) 夹杂物与气泡间形成钢液膜；(三) 夹杂物在气泡表面上滑移；(四) 形成动态三相接触使液膜排除和破裂；(五) 夹杂物与气泡团的稳定化和上浮。在这几个单元过程中，夹杂物颗粒与气泡的碰撞和粘附起核心作用。夹杂物在钢水中含量相对比较少，气泡上浮速度比较快，夹杂物表面有一层液态钢水覆盖；在钢水的湍流作用下，夹杂物在钢液中随即飘动；这样在一定程度上限制它 的捕获效率。3、 熔剂法用NaCl和CaF2为主要成分的熔盐处理钢水中的夹杂物(氧化物和硫化物)， 是将这种混合熔盐干燥处理后混合均匀，把它喷入搅拌的钢水中。因活性混合熔 盐的密度小于钢水，它在上升过程中依靠钢水温度融化并与夹杂物发生化学反应， 从而达到去除夹杂物的目的。但是这种方法存在融化活性熔盐与夹杂物反应动力学问题，夹杂物的表面上 附着一层液态钢水，它阻碍融化活性熔盐与夹杂物的接触。因此必须撕开附着在 夹杂物表面的液态钢水膜，活性熔盐才能够与夹杂物发生化学反应。仅仅依靠活 性熔盐很难撕开夹杂物表面的液态钢水膜，此方法去除夹杂物的效率有待于进一 步完善。4、 RH真空处理法RH真空处理法是生产纯净钢的有效工艺之一。它通过下部安装有两根管子的 真空室和一个吹氩装置同钢包相连。当真空室下部的两根管子插入钢包中，在其 中一个管子下部向内吹氩气，钢液将从该吹氩的管子进入真空室，进行脱气、脱 杂；而从另一根管子中流回钢包中，形成回流。但是这种RH真空精炼方法工艺较为复杂，工艺成本较高。上述钢水精炼工艺存在诸多不足，导致较高纯净度的钢水难以实现大规模工 业化生产，对于零夹杂物钢水更加难以实现。
技术实现思路
为克服上述问题，本技术所要解决的技术问题是提供一种原位萃取钢水 中夹杂物的精炼设备，根据本技术的设备，可采用氩气载气使碱土金属粉末 一硅酸质玻璃复合粉末通过气泡弥散分布到钢水中，由此，使得碱土金属脱氧与 脱硫产生的细小夹杂物原位被硅酸质玻璃熔剂捕获；同时，气泡与硅酸质玻璃熔 剂在上浮过程中也能够进行有效的夹杂物的捕获，能够高效地去除钢水中夹杂物， 降低了生产成本，工艺简单，从而实现了原位萃取钢水中夹杂物的目的。本技术提供了一种原位萃取钢水中夹杂物的设备，包括精炼保温炉，在 精炼保温炉体上设置抽真空系统A和气压喷粉系统B;所述的气压喷粉系统B与精炼保温炉由输送管道18连通；所述的抽真空系统A与精炼保温炉由管道16连通；所述的气压喷粉系统B与载气管20连通。所述的精炼保温炉包括钢桶外壳1、依次衬于钢桶外壳1内侧的保温材料2和高温耐火材料3、用于密封钢桶外壳l钢水入口开口部的密封垫圈10、密封盖 11、法兰13;在精炼保温炉上部设置气体和粉体通入管8，气压喷粉系统B经输 送管道18与气体和粉体通入管8连通。优选的是，根据本技术的原位萃取钢水中夹杂物的设备，在所述精炼保 温炉的上部设置冷却装置4;冷却装置4包括冷却水进口 5和冷却水出口 6。优选的是，根据本技术的原位萃取钢水中夹杂物的设备，所述冷却装置 4内设置管状密封内衬7，气体和粉体通入管8经密封内衬7穿过冷却装置4。优选的是，根据本技术的原位萃取钢水中夹杂物的设备，在所述冷却装 置4下部，设置有防脱落板9。优选的是，根据本技术的原位萃取钢水中夹杂物的设备，所述的气体和 粉体通入管8插入到钢液的中下部。根据本技术的原位萃取钢水中夹杂物的设备，所述的气压喷粉系统B， 至少由粉体储藏罐22、设置于粉体储藏罐22顶部的载气管20、设置于载气管20 上的阀门开关17、设置于粉体储藏罐22上部的粉体输送管道18、设置于粉体储 藏罐22内的搅拌装置19构成；粉体输送管道18的一端与粉体储藏罐22连通，另一端与精炼保温炉上面的 气体和粉体通入管8连通。优选的是，根据本技术的原位萃取钢水中夹杂物的设备，粉体输送管道18上设有阀门开关23。按照本技术所述的原位萃取钢水中夹杂物的设备，所述的抽真空系统A 包括真空泵15，管道16和阀门开关24;管道16—端与真空泵15连通，另一端 连接密封盖上连接口14，管道16上设置阀门开关24。优选的是按照本技术所述的原位萃取钢水中夹杂物的设备，所述的冷却 装置4和气体和粉体通入管8设置二至三组。根据本技术的设备，可采用氩气载气使碱土金属粉末一硅酸质玻璃复合 粉末通过气泡弥散分布到钢水中，由此，使得碱土金属脱氧与脱硫产生的细小夹 杂物原位被硅酸质玻璃熔剂捕获；同时，气泡与硅酸质玻璃熔剂在上浮过程中也 能够进行有效的夹杂物的捕获，能够高效地去除钢水中夹杂物，降低了生产成本， 工艺简单，从而实现了原位萃取钢水中夹杂物的目的。附图说明图1为本技术的原位萃取钢水中夹杂物的设备的工作示意图。 图2为本技术的结构示意图。图中，l为钢桶外壳，2为保温材料，3为高温耐火材料，4为圆管状的冷却 装置，5为冷却水进口， 6为冷却水出口， 7为管状的密封内衬橡胶材料，8为气 体和粉体通入管，9为防脱落板，13为精炼保温炉钢水入口法兰，14为密封盖上 连接口， 15为真空泵，16为管道，17、 23、 24为阀门开关，18为输送管道，19 为搅拌装置，20为载气管，21为粉体，22为粉体储藏罐，A为抽真空系统，B为 气压喷粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位萃取钢水中夹杂物的设备，包括精炼保温炉，其特征在于：　　　　在精炼保温炉体上设置抽真空系统（Ａ）和气压喷粉系统（Ｂ）；　　　　所述的气压喷粉系统（Ｂ）与精炼保温炉由输送管道（１８）连通；　　　　所述的抽真空系统（Ａ）与精炼保温炉由管道（１６）连通；　　　　所述的气压喷粉系统（Ｂ）与载气管（２０）连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张立，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]