一种吸氧和吸氮减少的铁合金喂入设备及其喂入方法技术

本发明专利技术涉及一种铁合金喂入设备和铁合金喂入方法，在执行炼钢操作时，在炼钢工艺的钢包处理工艺中，所述铁合金喂入设备和所述铁合金喂入方法能够通过使氧和氮的加入最小化来喂入铁合金，从而减少吸氧和吸氮，而不用使所述铁合金喂入设备浸入到渣和钢液中，所述铁合金喂入设备包括：供给管，从料斗向供给管供给铁合金，从而将铁合金喂入到钢包中，供给管被细分成上部、倾斜的中部、下部并具有预定的中空；分支并安装的惰性气体阻挡单元，与供给管的中部连通，并且当喂入铁合金时，惰性气体阻挡单元用第一惰性气体阻挡空气同时流入；分支并安装的惰性气体供给单元，与供给管的下部的基体端部连通，并在铁合金的喂入路径上吹送第二惰性气体；惰性气体注入单元，相对于供给管的下部的轴方向，包裹供给管的下部外侧的任何一侧，并朝向供给管的下部的端部注入第三惰性气体；扩散单元，扩散第三惰性气体，其中，从所述惰性气体注入单元向所述供给管的端部注入所述第三惰性气体，同时所述第三惰性气体包裹所述供给管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种吸氧和吸氮减少的用于喂入铁合金的设备及其喂入方 法，更具体地讲，本专利技术涉及这样一种吸氧和吸氮减少了的用于喂入铁合金 的设备及其喂入方法，即，在执行不锈钢冶炼操作时，在炼钢工艺的钢包处理(LT)工艺中，通过使氧和氮的加入最小化来喂入铁合金。
技术介绍
通常，为了精炼不锈钢，通过电炉使不锈钢钢水经受氩氧脱碳(AOD) 精炼的连铸，然后经受钢包处理(例如钢包精炼工艺或钢包炉工艺)。在此，在AOD精炼之后，还可以使不4秀钢钢水经受真空氧脱碳(VOD ) 精炼。在进行连铸之前，在这样一系列工艺中的钢包处理工艺中，在钢包处理 工艺中，将诸如A1、 Ti、 Fe-Si、 Fe-Cr、 Fe-Ni的铁合金和冷却剂喂入到钢水 中以确保钢水的组成和温度的目标，同时执行气体搅拌精炼以使成分和温度 均匀并对夹杂物进行浮选分离。因为通过使钢渣覆盖的钢水处于棵露状态(naked eye state )以使钢水暴 露在空气中来喂入铁合金，所以由于吸氮和吸氧而发生钢水的再氧化和钢水 纯度的劣化，并且在铸造时，频繁地出现炼钢过程中的水口堵塞和表面缺陷。图1是示出通过在钢包中使用传统的铁合金喂入设备的钢水中的氮含量 根据所分析的组成而变化的曲线图。图1示出了在90吨的409不锈钢(C: 0.010%或更低，N: 0.010%, Cr: 11%至12%， Ni: 0.5%或更低，Si: 0.6%或更^氐，Mn: 0.6%或更{氐)的钢包 中喂入铁合金前后的吸收的氮的浓度，其中，所述不锈钢经过电炉精炼和 AOD精炼。即，图1示出了在钢包中喂入铁合金之后的氮浓度和在钢包中喂 入铁合金之前的氮浓度之差的增减变化。图1示出了吸收的氮的浓度增加到Oppm和28ppm之间且发生平均 9.9ppm的吸氮。这意p未着钢水中的氧增加。因此，由于杂质(例如，钢水的氧化物)的增多导致出现连铸的劣化，并且产生质量偏差的可能性增大。因为为了实现温度和成分的目标，正在经历VOD工艺的钢种必需经受 钢包处理工艺，所以由于再氧化和吸氮导致钢水的纯度下降，使得在钢包中 喂入铁合金时造成的吸氧和吸氮的问题在铸造时对水口堵塞和产品的表面质 量产生严重影响。虽然为了使吸氮的产生最少化而在钢水的上面利用渣覆盖钢水，但是随 着渣增多，而不可避免地确保由用于喂入铁合金的气体搅拌而产生的喷眼(plumeeye)。因此，当喂入铁合金时，吸氮和再氧化的产生问题仍旧存在。即，在喂入铁合金时，因再氧化而在钢水中产生的再氧化产物(例如， Ti02 (熔点:大约1830°C)、 CaO-Ti。2类(熔点:大约193CTC )、 A1203 (熔 点大约2020°C )等高熔点氧化物)和因吸氮产生的氮化物TiN (熔点大 约293(TC)使最终产品的纯度下降，在铸造时发生水口堵塞而降低了连铸生 产率，在压制时热轧巻和冷轧巻的钢出现表面缺陷。为了解决立匕问题，在名称为 "an apparatus and method for inserting ferro-alloy of molten steel into a ladle (向钢包中喂入钢水的铁合金的设备和方 法)"的第5,211,744号美国专利中公开了一种防止在向钢包中喂入铁合金时 吸氮和再氧化的设备和方法。然而，所引用的专利具有如下问题。首先，通过浸没铁合金喂入孔使铁合金经过喂入管直接喂入到钢水中， 因此几乎没有再氧化和吸氮。然而，存在由铁合金喂入管的劣化导致的工作 效率的问题和由喂入孔的频繁更换导致的维护问题。另外，因喂入难熔管和渣/钢液之间的反应产生的腐蚀现象以及难熔管因 熔体搅拌产生的侵蚀现象会导致喂入难熔管的寿命缩短。这种腐蚀和侵蚀现 象还可能因钢液中的反应和夹杂的难熔颗粒而使总氧含量增大。除了增加维 护费用外，由于喂入难熔管的频繁更换和腐蚀出现，维护的难度会显著增加。 因此，所引用的美国专利具有许多限制，而不能应用于高生产率和高质量所 需的实际操作。另夕卜，名称为"Top blowing lance type ladle refining Apparatus (顶吹喷才全 型钢包精炼设备)"的第1993-009552号日本专利公开使用浸没管来解决钢水 的吸氮和由于钢水的再氧化导致的渣增多等问题。然而，因为在1550。C以上 的高温钢水下执行所有的操作，所以这对于防止吸氮和再氧化具有效果，但 存在浸没管的寿命及其维护的问题。这与第5,211,744号美国专利一样，因为因喂入难熔管和渣/钢液之间的反应产生的腐蚀现象以及难熔管因熔体搅拌 产生的侵蚀现象会导致喂入难熔管的寿命缩短。这种腐蚀和侵蚀现象还可能 因钢液中的反应和夹杂的难熔颗粒而使总氧含量增大。除了增加维护费用外， 由于喂入难熔管的频繁更换和腐蚀出现，维护的难度会显著增大。
技术实现思路
因此，已经提出本专利技术来解决上述问题。本专利技术的目的在于提供一种吸 氧和吸氮减少的铁合金喂入设备及其喂入方法，为了实现温度和成分的目标， 在不锈钢冶炼工艺过程中，当将冷却剂和各种铁合金喂入到钢包中的不锈钢 钢水中而不使所述铁合金喂入设备浸入到渣和钢液中时，所述铁合金喂入设 备及其喂入方法能够通过使氧和氮的加入最小化来减少钢水的吸氮，并通过 限制再氧化来提高清洁度。为了实现这些目标，提供了一种吸氧和吸氮减少的铁合金喂入设备，该设备包括供给管，从料斗向所述供给管供给铁合金，从而将所述铁合金喂 入到钢包中，所述供给管被细分成上部、倾斜的中部、下部，并具有预定的 中空；分支并安装的惰性气体阻挡单元，与所述供给管的中部连通，并且当 喂入所述铁合金时，所述惰性气体阻挡单元用第一惰性气体阻挡空气同时流 入；分支并安装的惰性气体供给单元，与所述供给管的下部的基体端部连通， 并在所述铁合金的喂入路径上吹送第二惰性气体；惰性气体注入单元，相对 于所述供给管的下部的轴方向，包裹所述供给管的下部外侧的任何一侧，并 朝向所述供给管的下部的端部注入第三惰性气体；扩散单元，扩散第三惰性 气体，其中，从所述惰性气体注入单元向所述供给管的端部注入所述第三惰性气体，同时所述第三惰性气体包裹所述供给管。在此，所述供给管被细分成上部供给管、中部供给管和下部供给管，并 从其基体端部向其端部倾斜，所述惰性气体供给单元与所述下部供给管的基 体端部连通，所述惰性气体注入单元被构造成包裹所述下部供给管的任何一 个区域。此时，惰性气体注入单元相对于所述下部供给管的轴方向包裹所述下部 供给管的外侧的任何一侧，所述惰性气体供给单元为单环结构，所述单环结 构通过包裹所述下部供给管向端部方向注入第三惰性气体，所述惰性气体注 入单元相对于所述下部供给管的轴方向包裹所述下部供给管的外侧的任何一侧，所述惰性气体注入单元可以为复合环结构，所述复合环结构由第一环結 构、第二环结构和多个连接器构成，所述第一环结构使所述第三惰性气体均 匀地分布，所述第二环结构包裹所述下部供给管并向端部方向注入在所述第 一环结构中均匀分布的第三惰性气体，所述多个连接器将所述第 一环结构与 所迷第二环结构连通。在这种情况下，所述惰性气体注入单元沿所述下部供给管的端部形成有预定的狭缝，其中，所述狭缝的宽度为3.0mm或小于3.0mm，优选为大于等 于O.lmm至小于等于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸氧和吸氮减少的铁合金喂入设备，包括：　供给管，从料斗向所述供给管供给铁合金，从而将所述铁合金喂入到钢包中，而无需将所述供给管浸入到渣和钢液中，所述供给管被细分成上部、倾斜的中部、下部，并具有预定的中空；　分支并安装的惰性气 体阻挡单元，与所述供给管的中部连通，并且当喂入所述铁合金时，所述惰性气体用第一惰性气体阻挡单元阻挡空气同时流入；　分支并安装的惰性气体供给单元，与所述供给管的下部的基体端部连通，并在所述铁合金的喂入路径上吹送第二惰性气体；　惰性 气体注入单元，相对于所述供给管的下部的轴方向，包裹所述供给管的下部外侧的任何一侧，并朝向所述供给管的下部的端部注入第三惰性气体；　扩散单元，扩散第三惰性气体，其中，从所述惰性气体注入单元向所述供给管的端部注入所述第三惰性气体，同时所述 第三惰性气体包裹所述供给管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪基键，赵晟完，李喜镐，金东植，朴柱炫，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]