[发明专利]一种在中间包内进行镁处理的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种在中间包进行镁处理的装置及使用方法。

背景技术

金属镁具有极强的脱氧、脱硫能力，在液态钢中具有比钙更高的溶解度(1873K，镁在碳饱和铁液中溶解度为0.0532％,钙为0.03％)。镁脱氧产物离散性好，MgO颗粒间吸引力约为Al₂O₃颗粒间吸引力的1/10，脱氧产物不易聚合。镁处理能使钢中T.O降低，促使簇群状Al₂O₃夹杂物变成细小、弥散的MgO·Al₂O₃夹杂物,簇群状Al₂O₃夹杂物尺寸一般在20um以上，大型簇群状Al₂O₃夹杂物尺寸甚至会达到100um以上，MgO·Al₂O₃夹杂物尺寸一般小于6um，所以采用镁处理能极大的降低夹杂物尺寸。弥散的镁系脱氧产物可为钢液凝固过程中氮化物、硫化物提供均质形核点，夹杂物粒径显著细化，并且弥散的氧化物夹杂还可以在焊接过程中钉扎晶界，有效促进晶内铁素体形核，显著改善焊接热影响区的韧性。镁处理对改善钢铁产品性能的效果已经得到国内外众多研究学者的肯定。但金属镁极活泼，沸点为1107℃，蒸汽压高(1873K铁液中饱和蒸汽压约为2.02MPa)，,加入钢液脱氧易引起爆炸和喷溅事故，利用率较低。目前国内外钢厂进行镁处理的方法是精炼脱氧合金化后，采用喂线的方式将镁质合金线快速穿过渣层喂入钢包底部，以钢水静压力克服镁的高蒸汽压，以提高收得率。但由于精炼时间紧张，实际精炼过程中留给镁处理的时间仅有3～5分钟，所以必须在这3～5分钟把全部的镁质合金线喂入钢水中，这势必造成了镁质合金线的瞬时喂入速度过大，由于钢液中镁蒸气的瞬时含量过大，大量的镁蒸气还没来得及与Al2O3夹杂反应就溢出钢包外，镁蒸气的利用率偏低。

CN202447616U公开了一种单流宽厚板坯中间包气幕挡墙，在中间包包底设有一道用镁质弥散型透气砖砌筑的气幕挡墙，埋设于中间包包壁涂抹料内的氩气管一端连接气幕挡墙，另一端引出在中间包包沿上的氩气管通过快速接头与金属软管连接，金属软管另一端依次与转子流量计、调节阀、减压阀连接，减压阀连接在稳压装置上。采用气幕挡墙可显著提高钢水的洁净度，将[O]含量由14.5ppm降低到11.3ppm,；显微夹杂物总量由7.92个/mm2降低至6.04个/mm2；氧化物夹杂总量从0.0062％降低到0.0046％；大型夹杂物从5.79mg/10kg降低至4.16mg/10kg。从弥散透气砖吹出的氩气在上浮过程中能促进夹杂物的长大去除，同时气幕挡墙技术能改善中间包流场，但是氩气由于是惰性气体，不会与夹杂物进行反应，不能起到氧化物冶金的效果。目前公开报道的文献中还没有把镁处理和气幕挡墙技术结合起来的技术。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种在中间包进行镁处理的装置和方法，利用惰性载气将镁粉喷吹到中间包气化室内，镁粉在气化室内快速气化，生成的镁蒸汽泡通过透气砖进入钢水中，镁蒸气泡上浮过程中与Al₂O₃等夹杂发生反应生成尺寸细小的夹杂物，起到细化夹杂和硫化物球化的效果，并且惰性气体和镁蒸气在上浮过程中起到气幕挡墙的效果，能吸附夹杂物和改善中间包流场，并且在整个浇注过程中都对钢水进行镁处理，镁粉的瞬时喂入量小，钢液中镁蒸气的瞬时含量也小，镁蒸气会与Al₂O₃等夹杂平稳的发生反应，杜绝了爆炸和喷溅事故，能提高镁蒸气的利用率。

本发明提供一种在中间包进行镁处理的装置及使用方法，具体装置如图1所示，包括1透气砖、2电热式气化室、3加热电阻棒，4、中间包工作层、5、中间包永久层、6、喷吹管道、7、流量计、8、压力表、9缓冲气罐、10阀门、11喷粉系统、12电源、L为透气砖长度、W为透气砖宽度、H为透气砖高度。

本发明提供一种在中间包进行镁处理的装置，位于中间包底部，包括透气砖(1)和电热式气化室(2)，透气砖(1)嵌入在中间包底部、靠近气源侧壁的工作层，透气砖下方的中间包永久层砌筑电热式气化室，气化室与中间包永久层内埋入的喷吹管道连接。

优选的，所述透气砖为镁碳质透气砖，所述透气砖为弥散式或狭缝式透气砖。