本发明专利技术公开了一种钢水精炼装置及方法，其中，钢水精炼装置包括：钢包，包括包壁、与所述包壁底部连接的包底以及与所述包底连接的座砖；吹气元件，包括设在所述座砖上的底吹元件，所述底吹元件的轴线相对于所述包壁的轴线的平行线方向倾斜设置，使所述钢包内的钢水在从所述底吹元件吹入到所述钢包内的气体的带动下形成水平环流和上下环流。本发明专利技术提供的装置及方法不但有利于钢水的搅拌均匀，消除包内死区体积分率的同时，而且还能使钢水中的气泡随水平环流的上浮速率减慢，在垂直方向环流减弱，进而使上升气泡柱引起的钢水裸露眼减小，有利于增加底吹氩气流量，改善了吹氩搅拌效果。果。果。
【技术实现步骤摘要】
一种钢水精炼装置及方法
[0001]本专利技术属于钢铁冶金
，特别涉及一种钢水精炼装置及方法。
技术介绍
[0002]在钢水二次精炼过程中，通过在钢包底部安装1-2块透气元件向包内钢液中吹入氩气对钢水进行搅拌，达到均匀钢水成分和温度及去除钢液中夹杂物的目的。由于钢包底吹氩精炼操作简单，精炼效果良好，已成为目前最为普遍的钢水精炼方法。
[0003]在钢包底吹氩气精炼过程中，吹入钢液内的氩气泡在浮力的作用下上升，并带动钢液形成自下而上的环流运动。随着吹氩量增加，底吹氩气搅拌能力增强，但底吹氩量过大，容易引起表面钢液裸露严重，引起钢水的二次氧化，进而影响钢水的精炼效果。
[0004]随着炼钢技术进步，转炉或电炉的冶炼周期逐渐缩短；同时，随着连铸技术进步，连铸拉坯速度也有了较大的提高。上述两方面技术的进步，对钢包精炼时间提出了更高的要求，即在较短的时间内可以达到良好的吹氩精炼效果。但另一方面，随着用户对钢铁产品性能要求的日益提高，对钢水洁净度提出了更严格的要求。因此，在较短的精炼时间内达到更好的精炼效果是目前钢包精炼技术面临的共性问题，更为高效的钢包吹氩精炼效果已引起普遍重视。开发新型高效的钢包吹氩技术具有重要的经济与社会效益。
[0005]申请号为201710914494.8的专利申请公开了一种钢包侧吹喷粉精炼钢液装置及方法，通过采用安放在钢包侧壁上的喷吹元件对钢液进行水平搅拌，但该方法易造成气泡在包壁附近聚集并对包壁进行冲刷，故该方法会使钢包寿命降低并提高生产成本；申请号为201520181559.9的专利申请公开了一种电磁感应加热同时进行搅拌的钢包，该钢包通过钢包下部永久层与保温层间的电磁感应线圈对钢包内的钢液进行搅拌并在钢包内形成环流，其中，电磁感应线圈易受高温而失效且需对钢包结构需进行大幅度改造，故不利于降本增效并限制了该装置的大规模推广；申请号为201811038441.5的专利申请公开了一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的方法，该方法采用可喷出气泡的搅拌桨对钢包内的钢液进行搅拌，但搅拌桨采用的大量耐火材料成为了新的夹杂物来源并提高了成本与设备的复杂度；申请号为201521131552.2的专利申请公开了一种钢包结构，该结构中底吹底吹元件虽也倾斜布置，但其小倾角平行布置的供气元件并不会显著增强钢包内的水平环流。同时，其座砖与底吹供气元件一同倾斜，不利于底吹角度的精确控制，且突出的底吹元件上表面会造成钢包底部死区增加并加快突出部位的侵蚀；申请号为202010525585.4的申请与申请号为202010524666.2的申请分别公开了一种钢包底吹气的透气装置及钢包用以防止透气砖因残长过短而从座砖中脱落，并使得钢水在搅拌过程中形成涡流以改善精炼效果，但其钢包内的流动状态会对钢包壁面造成直接冲击，进而加快对钢包内壁耐火材料的侵蚀，并且未提供相应的精炼方法。
技术实现思路
[0006]针对上述现有技术存在的不足之处，本专利技术提供了一种钢水精炼装置及方法。
[0007]本专利技术第一方面提供的一种钢水精炼装置，包括：
[0008]钢包，包括包壁、与所述包壁底部连接的包底以及与所述包底连接的座砖；
[0009]吹气元件，包括设在所述座砖内的底吹元件，所述底吹元件的轴线相对于所述包壁的轴线的平行线方向倾斜设置，使所述钢包内的钢水在从所述底吹元件吹入到所述钢包内的气体的带动下形成水平环流和上下环流。
[0010]进一步的，所述底吹元件包括：
[0011]进气口，设在所述包底的下表面，用于与供气组件连接；
[0012]出气口，设在所述包底的上表面并与所述钢包的内腔连通；
[0013]气体通道，设在所述底吹元件内并与所述底吹元件的轴线方向平行，所述气体通道与所述进气口和所述出气口分别连接。
[0014]进一步的，所述底吹元件的轴线与所述包壁的轴线的平行线之间的夹角为46-60
°
。
[0015]进一步的，所述吹气元件包括1个或2个所述底吹元件。
[0016]进一步的，当所述吹气元件上的所述底吹元件为两个时，两个所述底吹元件上的出气口均设在以所述包底的中心为圆心的同一圆周上。
[0017]进一步的，当所述吹气元件上的所述底吹元件为两个时，两个所述底吹元件上的出气口分别设在以所述包底的中心为圆心的两个半径不同的同心圆上。
[0018]进一步的，两个所述出气口的中心分别与所述包底的中心的连线之间的夹角为45-180
°
。
[0019]进一步的，两个所述底吹元件的轴线分别与其对应的圆周的切线在水平方向上的夹角为5-175
°
。
[0020]进一步的，所述底吹元件、包壁、包底和座砖均由耐火材料与金属制品中一种或两种制备而成。
[0021]本专利技术第二方面提供的一种钢水精炼方法，通过从如上述所述的钢水精炼装置上的底吹元件向所述钢包内吹入氩气，实现对所述钢包内的钢水的搅拌。
[0022]本专利技术提供的钢水精炼装置及方法，其中，钢水精炼装置通过将底吹元件的轴线相对于包壁的轴线的平行线方向倾斜设置，使吹入钢包内的气体具有水平方向的水平速度分量和垂直向上的速度分量，可带动钢水形成水平方向和垂直方向的速度分量，进而在钢水形成传统钢包底吹氩技术时的自下而上环流的同时，还可形成水平环流，而水平环流和上下环流的形成不但有利于钢水的搅拌均匀，消除包内死区体积分率的同时，还能使钢水中的气泡随水平环流的上浮速率减慢，在垂直方向环流减弱，进而使上升气泡柱引起的钢水裸露眼减小，有利于增加底吹氩气流量，改善了吹氩搅拌效果。此外，底吹元件的轴线与其对应的圆周的切线的成一定角度可使气体搅动范围扩大以进一步强化了搅拌效果，并且使钢液流向钢包中部以减少水平环流对包壁的直接冲刷。
[0023]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0024]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0025]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0026]图1为本专利技术示例性实施例的一种钢水精炼装置的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术示例性实施例的一种钢水精炼装置的俯视图；
[0028]图3为本专利技术示例性实施例的出气口的上表面结构示意图；
[0029]图4为底吹元件安装位置的局部剖面图。
[0030]图中：
[0031]1-包壁；
[0032]2-包底；
[0033]3-底吹元件，301-进气口，302-出气口，303-气体通道；
[0034]4-座砖。
具体实施方式
[0035]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钢水精炼装置，其特征在于，包括：钢包，包括包壁(1)、与所述包壁(1)底部连接的包底(2)以及与所述包底(2)连接的座砖(4)；吹气元件，包括设在所述座砖(4)内的底吹元件(3)，所述底吹元件(3)的轴线相对于所述包壁(1)的轴线的平行线方向倾斜设置，使所述钢包内的钢水在从所述底吹元件(3)吹入到所述钢包内的气体的带动下形成水平环流和上下环流。2.根据权利要求1所述的钢水精炼装置，其特征在于，所述底吹元件(3)包括：进气口(301)，设在所述包底(2)的下表面，用于与供气组件连接；出气口(302)，设在所述包底(2)的上表面并与所述钢包的内腔连通；气体通道(303)，设在所述底吹元件(3)内并与所述底吹元件(3)的轴线方向平行，所述气体通道(303)与所述进气口(301)和所述出气口(302)分别连接。3.根据权利要求2所述的钢水精炼装置，其特征在于，所述底吹元件(3)的轴线与所述包壁(1)的轴线的平行线之间的夹角为46-60
°
。4.根据权利要求3所述的钢水精炼装置，其特征在于，所述吹气元件包括1个或2个所述底吹元件(3)。5.根据权利要求4所述的钢水精炼装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，铉明涛，王楠，徐磊，陈兴华，李家通，胡志勇，陈鹏涛，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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