[发明专利]钢中微量元素精确加入的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，涉及中间包冶金技术，尤其涉及一种向钢中精确加入微量元素的方法。

背景技术

随着钢铁工业的进一步发展，钢的材质设计和应用技术的开发给冶金工业带来了极大的挑战。钢铁产品将按着钢液洁净度高、成分控制精度高和产品性能稳定性高的方向发展。钢中的一些活泼的元素如稀土、钙、镁等加入钢液的方法要求很高。这主要是由于：(1)这些元素燃点低，易氧化，在高温下易燃烧，在炼钢和浇注过程中很容易在尚未进入钢液前即在空气中燃烧损失；(2)稀土元素的化学活性强，与熔渣接触时易与渣中的氧化物组分相互作用，自身被氧化而进入渣中；(3)已经进入钢液的活泼元素与钢中的硫等作用后生成的产物，或熔在钢液中的活泼金属元素，在与熔渣、耐火材料接触或有机会与空气接触时，都会发生再氧化物反应，使硫回到钢中而稀土元素本身则不断的再变为氧化物进入熔渣。直至消耗殆尽。连铸结晶器喂线工艺具有合金元素收得率高。控制稳定等优点。但采用该方法加入稀土、钙、镁等元素也存在如下缺点：(1)加入时间迟。合金元素在结晶器中没有时间充分扩散，分布不均匀。(2)该方法对连铸坯最小厚度有一极限值要求，在中板坯上的应用将产生缺陷而导致钢板报废。因此，研究钢中硼、稀土、钙、镁等微量元素含量的精确加入控制技术就具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在中间包冶金过程中向钢中精确加入微量合金元素的控制方法。

本发明是这样实现的：在保证钢水通过的原则下，在中间包冶金用长水口上部的壁上开设其轴向与水口上部轴向呈10°～90°的通孔。该通孔通过与外部输送管相连的接头与气源相连接，在连铸浇钢时，采用送粉设备通过外部输送管和长水口向钢液中喷吹各种合金粉料、稀土粉体及各种钢中有益的添加剂，粉剂粒度为0.05～3mm，所用载体为惰性气体Ar或N₂，气体流量为3～500l/min，气压为1.0～12atm。合金粉料在喷入长水口后会立刻熔化，并且随着流股冲入中间包，合金元素分布均匀。由于钢液中溶解氧含量低，并且合金元素的加入过程不存在任何氧化介质，合金元素收得率高。

本发明所述通孔的数量可以为1～10个，通孔的位置距长水口顶部35～700mm。所述的通孔由内外两个孔洞组成，位于长水口内壁的孔洞直径为1～30mm，长度为0～20mm；位于长水口外壁的孔洞直径为5～30mm。通孔可以沿长水口方向纵向排列分布，也可以沿长水口径向分布或呈螺旋状分布，甚至还可以空间不对称分布，即任意排列。

本发明所述接头的前部较细，其外径5～30mm，内径1～26mm，接头的后部较粗，并与外部输送管相连。本发明所述的外部输送管为金属软管。接头的前部穿过接头底座插接在通孔的外壁孔洞内，接头底座连接一个卡箍，两者为整体结构，卡箍通过螺栓固定在长水口的外壁上。

由于长水口呈上粗下细结构，所以本发明在所述接头底座的下部与长水口外壁之间安有楔形耐火石棉垫片。本发明在所述接头与通孔的结合面上还涂有耐高温粘结剂。

本发明工艺简单、灵活、方便，易于操作；采用本发明能显著提高微量元素在钢中稳定和有效的回收率，微量合金元素命中率高、成份均匀；加入的合金元素避免了氧化，可实现钢液中合金元素精确加入命中率在±10ppm之间，极大提高了合金元素的稳定收得率，能较为准确的保证钢中所需的微量元素总量和固溶量，从而稳定提高钢材性能，满足用户的使用要求；由于微量元素有效收得率的提高(比现有的方法高出30％～80％)，可降低吨钢微量元素的消耗量，节约成本。

附图说明

附图1为本发明中间包冶金用长水口的结构示意图。

图中1为长水口壁，2为通孔，3为垫片，4为接头底座，5为接头，6为外部输送管(金属软管)，7为卡箍。

附图2为附图1的局部放大图。

附图3为卡箍和底座的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，应以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1