[发明专利]一种利用长水口喷粉进行钢水镁钙处理的方法

说明书

本发明属于洁净钢冶炼技术领域，涉及一种在钢水浇铸过程中，利用长水口喷粉进行钢水镁钙处理的方法。在长水口的内壁面上设置有狭缝式喷嘴，浇铸过程中通过狭缝式喷嘴连续地向长水口内喷吹微细镁粉或钙粉，镁粉或钙粉与长水口内向下流动的钢水剧烈混合并快速溶解，利用钢水在中间包内的停留时间完成镁或钙对钢水中夹杂物的改性处理。本发明仅需对长水口的结构进行调整，成本低廉，更换便捷，安全高效，可以将镁或钙的收得率提高至50%以上。

技术领域

本发明属于洁净钢冶炼技术领域，具体涉及一种利用长水口喷粉进行钢水镁钙处理的方法。

背景技术

钢中非金属夹杂物是导致钢铁材料出现各类缺陷的最直接诱因，由于夹杂物来源复杂，炼钢过程中难以将其完全去除，因此，对夹杂物进行改性处理和无害化控制成为洁净钢生产的重要方法。目前常用的夹杂物改性处理方法包括镁处理和钙处理，通过向钢水中加入金属镁或金属钙的方式实现夹杂物成分、尺寸和形貌的转变，降低夹杂物对钢的危害；而且，研究表明钢水中只需微量（小于30ppm）的[Mg]和[Ca]便可以实现夹杂物的改性处理。镁处理和钙处理对改善钢铁产品质量的有益效果已经得到了广泛的实践证明。

但是，长期以来镁和钙的加入方式一直困扰着炼钢工作者。金属镁和金属钙的性质极为活泼，沸点低，蒸气压高，直接加入钢水易引起爆炸和喷溅事故。目前在工业生产中常用的方法是喂线法，将镁/钙与铝、硅、铁等合金混合制备钝化合金，外围包裹低碳铁皮制成镁合金线或钙合金线，利用喂线机将镁合金线或钙合金线快速穿过渣层喂入钢包下部。但是，由于镁和钙极易挥发，大量镁蒸气或钙蒸汽尚未溶解便溢出钢包，目前工业生产中喂线法的镁/钙收得率不仅低而且不稳定，收得率仅为5%~15%；此外，随镁/钙一同喂入的铝、硅等合金元素也将造成钢水成分波动。

现有技术公开了一种在中间包进行镁处理的方法，在中间包底部安装透气砖和电加热气化室，利用惰性气体将镁粉喷吹到电加热气化室，镁粉在气化室内气化成镁蒸气，镁蒸气通过透气砖进入钢水中，起到镁处理的效果；但是，镁粉进入电加热气化室后未必能够100%气化，部分镁粉在惰性气体和镁蒸气的带动下上升进入透气砖，极易造成底吹透气砖堵塞失效，底吹透气砖一旦失效，更换的成本高、时间长。

发明内容

为了解决炼钢过程中的镁/钙加入问题，本发明提供一种利用长水口将镁粉或钙粉喷入钢流的新方法，镁粉或钙粉在长水口内部与钢水混合，并随钢流进入中间包，均匀溶解在钢水中，完成夹杂物的改性处理。

本发明的原理是：（1）与钢包底吹或中间包底吹不同，长水口内壁面不承受钢水静压力，即使喷粉的狭缝宽度较大也不会发生钢水倒灌事故；（2）镁处理或钙处理所需的金属镁粉或金属钙粉用量很小，吨钢用量小于0.05kg，结合钢包的浇铸速度，喷粉流量小于0.5kg/min，具备在长水口内喷吹的可行性；（3）长水口为消耗品，更换简便，成本低廉；（4）利用氩气、镁蒸气、钙蒸汽的浮力作用有助于减缓钢流的流速，减轻钢流对中间包注流区的冲击。

本发明的技术方案是：

利用长水口喷粉进行钢水镁钙处理的方法，包括以下步骤：在长水口碗口下方的内侧壁上设置狭缝式喷嘴；在钢水浇铸过程中，镁粉流或钙粉流由狭缝式喷嘴喷入长水口的内腔，完成钢水镁钙处理。

钢水镁钙处理喷粉用长水口，包括长水口以及狭缝式喷嘴；所述长水口两端分别为长水口碗口、长水口出口；所述长水口内侧壁面上、碗口下方设置有狭缝式喷嘴。

基于长水口的钢水镁钙处理喷粉用装置，包括长水口以及狭缝式喷嘴；所述长水口两端分别为长水口碗口、长水口出口；所述长水口侧壁上，碗口下方设置有狭缝式喷嘴；狭缝式喷嘴通过输粉管道与喷粉系统相连。

本发明中，长水口的碗口上表面设有密封材料；长水口的碗口上设有透气孔，所述透气孔用于喷吹氩气，避免钢包下水口与长水口碗口之间卷吸空气；狭缝式喷嘴与喷粉系统相连，狭缝式喷嘴的宽度为0.1~2mm。