专利名称：一种控制钢液中氧浓度的方法
技术领域：
本发明涉及钢包脱氧精炼工艺，尤其是涉及一种在钢液脱氧过程 中脱氧剂加入方法及其控制钢液中的氧含量的方法。
背景技术：
在钢液转炉吹炼过程中，氧枪向熔池中吹入大量的氧气，当达到 吹炼终点时，钢液中含有过量的氧。也就是说，钢中实际氧含量高于 平均值。如果不进行脱氧，在其后的出钢和浇注过程中，随着温度的 降低，钢液中的氧溶解度降低，促使碳氧反应继续进行，钢液剧烈沸 腾，不仅使浇注变得困难，而且也得不到正确凝固组织结构的连铸坯。 钢中氧含量高，还会产生皮下气孔、疏松等缺陷，并加剧硫的热脆作 用，在钢的凝固过程中，氧以氧化物的形式大量析出，这样会降低钢 的塑性、冲击軔性等加工性能。
钢中氧含量多少是评价钢质量的重要指标之一，直接决定钢中氧 化物夹杂的多少，并影响其大小、形状和分布状态，以及钢坯的质量 和性能。合理的脱氧工艺，可以根据钢种要求将钢中氧含量降低到所 需水平，可以将生成的脱氧产物从钢液中排出，使成品钢中非金属夹 杂物含量少、分布均匀、形态适宜，也可以得到细晶粒结构组织。
目前，炼钢脱氧的脱氧剂加入方法有"块状物料法"和"喂线法"。 它们都是将脱氧剂从钢包上端直接加入钢液，脱氧元素与溶解在钢液 中的氧作用，所形成的稳定氧化物从金属液中以固态或液态析出，达 到脱氧目的。
块状物料加入法是将脱氧剂制成块状，直接投入钢液中进行脱氧 操作的方法。由于脱氧剂以块料加入，比表面积小，金属收得率低且 不稳定，因而难以精确达到脱氧目标值，且不易计算脱氧剂物料加入 量，造成资源浪费，成本增加，环境也受到一定污染。
钢包喂线法就是将脱氧剂制成细粒状后加工成包芯线，然后借助 于喂线机以一定的速度将其输入钢包上部的钢水中，从而达到对钢水 进行脱氧，最终提高产品质量，降低材料消耗的目的。该技术的合金 收得率较高，成份控制较准确，钢液降温少，环境污染少等优点。但 其必须在吹氩技术配合下进行。另外脱氧产物可能留存在钢液之中， 成为非金属夹杂物。若不能排除脱氧产物，对成品钢的性能仍然有害。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新的控制钢 液中氧浓度的方法，不仅金属收得率高、反应速度快，而且能有效排 除脱氧产物并能精确控制脱氧剂加入量。
为达到上述目的，本发明控制钢液中氧浓度的方法是采用现有的 喷粉系统，将喷粉管路连接在设在钢包底部的透气砖上形成钢包喷粉 系统，通过改变脱氧剂的形状及其加入方法，将脱氧剂制成粒径小于
300目微细粉体，脱氧剂粉体从喷粉系统中的喷粉罐上部加入，在现 有吹氩搅拌的基础上，脱氧剂粉体以搅拌气体为载体，经喷粉管路输 送，通过设置在钢包底部的透气砖喷入钢液中进行脱氧操作。
为便于脱氧剂粉体均匀而通畅地喷入钢液中，设置在钢包底部的 透气砖采用喷粉用透气元件。
本发明在实际搡作中，脱氧剂微细粉增加了反应界面，缩短了钢 液脱氧操作时间，与气体底喷吹法相结合，增强了钢液的搅拌效果， 改善冶金反应的动力学条件，促进脱氧剂元素及脱氧产物在钢液中分
布的均质化程度，有利于脱氧产物的顺利排出，能精确达到钢种要求 氧含量目标值，可以稳定提高钢产品的质量和性能。
本发明与现有技术相比其优点效果如下
1) 脱氧剂粒度小，比表面积大，反应界面大，反应速度快；
2) 脱氧剂粉体在钢液内发生反应，脱氧速度快、效率高；
3) 与底喷吹系统相结合，气体搅拌保证脱氧产物的有效排出， 并使残留于钢液中的非金属夹杂物等分布均匀，提高钢材的质量和性
能；
4) 喷粉系统与喷吹系统相结合，脱氧剂粉体直接加入钢液参与 反应，可精确控制粉体加入量及钢液脱氧量，节约成本，经济效益显 著，无污染。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明 图1为实现本发明控制钢液中氧浓度方法系统的平面图。
具体实施例方式
在图1所示的实现本发明控制钢液中氧浓度方法的系统是利用 常规的喷粉系统，将喷粉管路连接在设在钢包2底部的透气砖1上形 成钢包喷粉系统。将脱氧剂制成粒径小于300目微细粉体，脱氧剂粉 体从喷粉系统中的喷粉罐4上部加入，在现有吹氩搅拌的基础上，脱 氧剂粉体以搅拌气体为载体通过经喷粉管路输送，通过设置在钢包2 底部的透气砖1喷入钢液中进行脱氧操作。
设置在钢包2底部的透气砖1釆用喷粉用透气元件，便于脱氧剂 粉体均勻而通畅地喷入钢液中。
实施例一
在实验室采用标准的100kW/150kg中频感应多功能高温炉冶炼
高碳铬轴承钢GCr15SiMn,钢液量为100kg,其化学成分C: 1.2%， Mn: 1.05%, Si: 0.55%, P: 0.015%, Cr: 1.5%，终脱氧插铝100g，经检 测
22ppm。
运用本发明方法对该钢液进行底喷铝粉深脱氧，其操作过程方法 如下首先打开排气阀6，接着开启进料阀5，将1.2g粒度小于300
目的铝粉脱氧剂，装入0. 11113的冶金用喷粉罐4内，充气加压至 0. 3MPa;此时，进料口上部的一定量的钼粉脱氧剂由进料口加入喷粉 罐4，关闭进料阀5及排气阀6。同时气动进气阀7开启，进入分路 气管，分成四路。第一路通过加压管8对喷粉罐4内的铝粉脱氧剂进 行加压，并通过压力调节阀14调节压力至所需的压力值；第二路通 过一级气化管9进入喷粉罐锥体的一级流化室，通过粉罐锥体内的气 化装置使铝粉脱氧剂流化；第三路通过二级气化管11进入混合室12, 通过其内的流化装置使铝粉脱氧剂二次流化；第四路通过喷射管10 将流化状的铝粉脱氧剂吹送出去。待喷粉罐体内压力达到设定要求 时，打开出料阀13，喷粉罐4处于输送物料状态，将铝粉脱氧剂喷 入钢包2内。
铝粉脱氧剂输送完毕后，继续进行吹气搅拌，数分钟后，铝粉脱 氧剂与钢包2内的钢水3充分反应，完成脱氧。经检验，钢液中[O] 为12ppm。
某钢铁联合企业炉冶炼齿轮钢SCM822H,在盛钢20吨，其含C 为O. 08%。出钢时加一批预脱氧剂，加入量为2. Okg/t钢，采用配比 为石灰萤石耐火砖块=800 : 100: 100精炼渣精炼，并根据精 炼过程中的渣况及时进行调整。经充分搅拌后，取样分析。
经检测钢中
20ppm。
运用本发明技术对该钢液进行底喷含钡合金深脱氧，操作方法与
实施例一相同，进行脱氧。各喷吹参数为 铝粉粒度300目筛下； 脱氧剂用量24kg; 喷吹压力0. 25~0. 50MPa; 氩气流量60~180L/min; 经检验，钢液中
为14ppm。 实施例三
某钢铁联合企业炉冶炼合金工具钢Cr12MoV,在盛有20吨，其化 学成分为C: 1.58%, Mn: 0.27%, Si: 0.30°/。， P: 0,024%， Cr: 11.75%, Mo: 0.50%, V: 0.23%。
釆用弱电石渣法脱氧，C粉渣保持时间不小于30min， C粉渣变 白后，加一批Ca—Si粉，加入量为1.0—1.5kg/t钢，Ca—Si粉加入
后渣子变白、铬铁全熔，脱氧良好。经充分搅拌后，取全分析样两次， Crl2MoV出钢前8—15min，V按0. 25y。计算加入Fe—V，出钢温度1500
XTl53(TC， 终脱氧插铝0. 5kg/t钢。 经检测钢中
36ppm。
采用硅、铝、钡、钙、锶、稀土按一定比例作为脱氧剂，要求其 粒径小于300目。
运用本发明技术对该钢液进行底喷粉深脱氧，操作方法与实施例 一相同。脱氧剂用量540g;
经检验，钢液中
为21ppm。
权利要求
1、一种控制钢液中氧浓度的方法，采用现有的喷粉系统将喷粉管路连接在设在钢包(2)底部的透气砖(1)上形成钢包喷粉系统，其特征在于通过改变脱氧剂的形状及其加入方法，将脱氧剂制成粒径小于300目微细粉体，脱氧剂粉体从喷粉系统中的喷粉罐(4)上部加入，在现有吹氩搅拌的基础上，脱氧剂粉体以搅拌气体为载体，经喷粉管路输送，通过设置在钢包(2)底部的透气砖(1)喷入钢液中进行脱氧操作。
2、 根据权利要求1所述的一种控制钢液中氧浓度的方法，其特 征在于所述的设置在钢包(2 )底部的透气砖(1)采用喷粉用透气 元件。
全文摘要
本发明公开了一种控制钢液中氧浓度的方法，该方法利用常规的喷粉系统，将喷粉管路连接在设在钢包(2)底部的透气砖(1)上形成钢包喷粉系统，通过改变脱氧剂的形状及其加入方法，即将脱氧剂制成粒径小于300目微细粉体，脱氧剂粉体从喷粉系统中的喷粉罐(4)上部加入，在现有吹氩搅拌的基础上，脱氧剂粉体以搅拌气体为载体通过经喷粉管路输送，通过设置在钢包(2)底部的透气砖(1)喷入钢液中进行脱氧操作。该方法不仅反应速度、金属收得高(提高20-80％甚至更高)、产品质量好，而且能有效排除脱氧产物并能精确控制脱氧剂加入量，经济效益显著，无污染。
文档编号C21C7/06GK101177723SQ20071019061
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者周建安 申请人:中冶华天工程技术有限公司