分离高温熔体夹杂物的系统的制作方法

本实用新型涉及冶金技术领域，具体而言，本实用新型涉及分离高温熔体夹杂物的系统。

背景技术：

在炼钢过程中，去除夹杂物和脱气是炼钢过程的基本任务，也是提高成品钢质量的必要步骤。现有炼铁新工艺流程一般为高炉炼铁-铁水炉外预处理-转炉冶炼-炉外精炼-连铸连轧或连铸-铸坯热送直接轧制。其中，钢水炉外精炼的主要目的是去除夹杂物及合金化，为了尽可能地提高成品钢的质量，现有技术一般通过提高原材料的洁净度、加强氧化操作、延长镇静时间、钢包吹氩或加强炉体维护等手段以保证炉衬质量，除去夹杂物。但是，以上技术手段只能去除20μm以上的夹杂物，对于小于20μm的夹杂无能为力，而这些微小夹杂物更易影响钢材质量。

因此，现有的分离除去钢液夹杂物的手段仍有待改进。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出分离高温熔体夹杂物的系统。采用该系统可以有效地分离除去高温熔体中粒径大于10μm的夹杂物，同时可以对高温熔体进行脱气，从而显著提高采用高温熔体制备得到的产品的品质和性能。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种分离高温熔体夹杂物的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：氧气转炉，所述氧气转炉具有原料入口与钢液出口；立式高温熔体离心设备，所述立式高温熔体离心设备具有钢液入口、纯化钢液出口和夹杂物出口，所述钢液入口与所述钢液出口相连；中间包，所述中间包具有熔体入口和熔体出口，所述熔体入口与所述纯化钢液出口相连；以及铸轧设备，所述铸轧设备与所述熔体出口相连。

由此，根据本实用新型实施例的分离高温熔体夹杂物的系统通过利用立式高温熔体离心设备对氧气转炉中冶炼得到的钢液进行分离处理，从而可以有效地分离除去钢液中粒径大于10μm的夹杂物，经分离纯化后的钢液流入中间包，并经由中间包供给至铸轧设备进行后续铸轧处理。

任选的，所述立式高温熔体离心设备包括：转鼓，所述转鼓具有钢液入口和纯化钢液出口；筒状筛板，所述筒状筛板同轴套设在所述转鼓内，并将所述转鼓分隔成位于所述筒状筛板内的钢液腔室和位于所述筒状筛板外的纯化钢液腔室；驱动组件，所述驱动组件与所述转鼓相连。由此，可以通过驱动组件驱动转鼓转动，并使待纯化的钢液由钢液腔室通过筒状筛板进入纯化钢液腔室，以便利用筛板将钢液中的夹杂物筛除，得到纯化钢液。

任选的，所述转鼓内壁上设置有加热组件。由此，可以在对高温熔体进行分离处理之前进行预热，从而提高高温熔体的流动性。

任选的，所述立式高温熔体离心设备进一步包括：抽真空组件，所述抽真空组件与所述转鼓相连。由此，可以通过抽真空组件将转鼓抽真空，从而提高分离处理的效果。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的分离高温熔体夹杂物的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的立式高温熔体离心设备结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的转鼓结构剖面示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的伞状分料器结构俯视图；

图5是根据本实用新型一个实施例的分离高温熔体夹杂物的方法流程示意图；

图6是根据本实用新型再一个实施例的分离高温熔体夹杂物的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种分离高温熔体夹杂物的系统。根据本实用新型的实施例，参考图1～4该系统包括：氧气转炉100、立式高温熔体离心设备200、中间包300和铸轧设备400。其中，氧气转炉100具有原料入口101与钢液出口102；立式高温熔体离心设备200具有钢液入口201、纯化钢液出口202和夹杂物出口203，钢液入口201与钢液出口102相连；中间包300具有熔体入口301和熔体出口302，熔体入口301与纯化钢液出口202相连；铸轧设备400与熔体出口302相连。

由此，根据本实用新型实施例的分离高温熔体夹杂物的系统通过利用立式高温熔体离心设备对氧气转炉中冶炼得到的钢液进行分离处理，从而可以有效地分离除去钢液中粒径大于10μm的夹杂物，经分离纯化后的钢液流入中间包，并经由中间包供给至铸轧设备进行后续铸轧处理。

下面参考图1～4对根据本实用新型的实施例分离高温熔体夹杂物的系统进行详细描述：

根据本实用新型的实施例，氧气转炉100具有原料入口101与钢液出口102，氧气转炉100适于冶炼得到钢液。根据本实用新型的实施例，冶炼得到的钢液中一般含有较多的夹杂物并混有氮气、氧气等气体，而高品质钢种对钢中的非金属夹杂物(主要是氧化物、硫化物)等的数量、尺寸、分布等都有严格的要求，钢液中存在的夹杂物会严重影响着钢材的品质和性能，制约着钢材的使用，因此，有必要采取措施对钢中的夹杂物进行去除，以改善钢材的品质和性能。

根据本实用新型的实施例，氧气转炉100冶炼得到的钢液可以通过钢包转运至立式高温熔体离心设备200，钢包下部设有开口及一级阀门，钢包下部的开口及阀门与立式高温分离设备的下料口气动阀门相对接，下料管设有两级阀门。通过开启钢包及离心设备的阀门，可以使高温熔体沿下料管注入高温熔体离心分离器中，同时可以采用下料管二级气动阀控制高温熔体流量。

根据本实用新型的实施例，立式高温熔体离心设备200具有钢液入口201、纯化钢液出口202和夹杂物出口203，钢液入口201与钢液出口102相连，立式高温熔体离心设备200适于对氧气转炉100冶炼得到的钢液进行分离处理，以便得到纯化钢液和夹杂物。

具体地，参考图2～4，立式高温熔体离心设备200包括：转鼓210、筒状筛板220和驱动组件230。其中，转鼓210具有钢液入口201和纯化钢液出口202；筒状筛板220同轴套设在转鼓210内，并将转鼓210分隔成位于筒状筛板220内的钢液腔室221和位于筒状筛板220外的纯化钢液腔室222；驱动组件230与转鼓210相连。

另外，立式高温熔体离心设备200还包括：进料管1、伞状分料器2、圆盘4、操作平台5、高温熔体排出通道6和夹杂物排出通道7等组件。

根据本实用新型的实施例，可以通过进料管1将待除杂钢液供给至转鼓210内，通过伞状分料器2对钢液进行均分，钢液在重力作用下落至转鼓下表面。根据本实用新型的实施例，通过采用伞状分料器对钢液进行全均分，可以避免钢液液流因分布不均造成转鼓离心偏离的现象，同时还可以降低钢液液流对转鼓底部的冲击和侵蚀。

根据本实用新型的实施例，伞状分料器2与转鼓210相互独立，并且伞状分料器2内均匀分布有沟槽，沟槽之间通过隔板分开，钢液可以经伞状分料器均匀分布到转鼓下表面上，伞状分料器2与进料管1相连，进料管1与伞状分料器2连接处装有气动阀门，以便控制高温熔体的流量。

根据本实用新型的实施例，筒状筛板220同轴套设在转鼓210内，并将转鼓210分隔成位于筒状筛板220内的钢液腔室221和位于筒状筛板220外的纯化钢液腔室222，筒状筛板220适于将钢液与夹杂物进行分离。具体地，根据本实用新型的实施例，钢液进入转鼓220的钢液腔室221后，通过驱动组件230驱动转鼓转动，转鼓内钢液进行离心运动，钢液接触到筒状筛板220时，粒径大于10μm的夹杂物被筒状筛板220阻隔，经提纯后的钢液通过筒状筛板220进入纯化钢液腔室222，进而纯化钢液可以通过高温熔体排出通道6排出转鼓，夹杂物可以通过夹杂物排出通道7排出转鼓，另外，高温熔体排出通道6和夹杂物排出通道7中需要氩气保护，且保证通道内为微正压，以防止高温熔体被氧化。

根据本实用新型的具体实施例，转鼓210可以设置在圆盘4上，并通过操作平台5与驱动组件230相连，具体地，圆盘与操作平台之间可以通过滑轨连接，通过将转鼓设置在圆盘上，可以利用圆盘对转鼓起到一定的支撑平衡作用。

根据本实用新型的具体实施例，转鼓与筒状筛板可以由高温耐火材料制成，并且转鼓的外表面还可以进一步设置有保温材料层，由此，可以进一步提高系统的耐高温性能。

根据本实用新型的具体实施例，驱动组件230还可以进一步包括：驱动电机231和驱动轴232，驱动轴232与转鼓210相连，以驱动转鼓转动。

根据本实用新型的具体实施例，可以通过驱动组件驱动转鼓以1500～4000r/min转速转动，由此可以进一步提高筒状筛板分离夹杂物的效率。

根据本实用新型的具体实施例，筒状筛板的孔径大小可以为8～10μm，由此可以进一步提高筒状筛板分离夹杂物的效率。

根据本实用新型的实施例，转鼓210的内壁上还设置有加热组件240，由此，可以在对高温熔体进行分离处理之前进行预热，从而提高高温熔体的流动性，提高分离处理的效果。具体地，加热组件可以为电加热丝。

根据本实用新型的具体实施例，可以通过预热组件240将立式高温熔体离心设备预热至1500～1800摄氏度，由此可以进一步提高分离处理的效果。

根据本实用新型的实施例，立式高温熔体离心设备进一步包括：抽真空组件250，抽真空组件250与转鼓210相连，抽真空组件250适于将转鼓抽真空。具体地，可以先向转鼓内充满氩气，然后再将转鼓抽真空，由此可以通过氩气将转鼓内的空气排尽，从而避免空气中氧气和氮气对钢液进行二次污染。同时，钢液在离心过程中，其中的混有的气体将会从钢液中溢出，进而可以通过抽真空组件250将钢液中混有的气体排出转鼓，达到净化钢液的作用。

根据本实用新型的具体实施例，可以通过抽真空组件250将转鼓抽真空至70～600Pa。由此，可以进一步提高钢液的品质。

根据本实用新型的实施例，中间包300具有熔体入口301和熔体出口302，熔体入口301与纯化钢液出口202相连，中间包300适于将纯化后钢液转运至铸轧设备400。

根据本实用新型的实施例，铸轧设备400与熔体出口302相连，以便接收来自中间包300的纯化后钢液，并进行后续铸轧处理。

由此，根据本实用新型实施例的分离高温熔体夹杂物的系统通过利用立式高温熔体离心设备对氧气转炉中冶炼得到的钢液进行分离处理，从而可以有效地分离除去钢液中粒径大于10μm的夹杂物，具体地，待纯化钢液进入立式高温熔体离心设备后，经伞状分料器均分至转鼓内的钢液腔室，在转鼓的离心转动下，钢液通过筒状筛板进入纯化钢液腔室，实现与夹杂物的分离，另外，钢液中混有的气体可以通过抽真空组件除去，经分离纯化后的钢液流入中间包，并经由中间包供给至铸轧设备进行后续铸轧处理。

为了方便理解，下面参考图5～6对采用本实用新型实施例的分离高温熔体夹杂物的系统分离高温熔体夹杂物的方法进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该方法包括：

S100：预热

该步骤中，将立式高温熔体离心设备进行预热处理。

根据本实用新型的实施例，可以通过设置在高温熔体离心设备转鼓内壁的加热组件对立式高温熔体离心设备进行预热处理。由此可以提高进入设备的高温熔体的流动性，提高分离处理的效果。具体地，加热组件可以为电加热丝。

根据本实用新型的实施例，可以通过预热组件将立式高温熔体离心设备预热至1500～1800摄氏度，由此可以进一步提高分离处理的效果。

S200：抽真空

该步骤中，将转鼓进行抽真空。具体地，可以先向转鼓内充满氩气，然后再将转鼓抽真空，由此可以通过氩气将转鼓内的空气排尽，从而避免空气中氧气和氮气对钢液进行二次污染。同时，钢液在离心过程中，其中的混有的气体将会从钢液中溢出，进而可以通过抽真空组件将钢液中混有的气体排出转鼓，达到净化钢液的作用。

根据本实用新型的具体实施例，可以通过抽真空组件250将转鼓抽真空至70～600Pa。由此，可以进一步提高钢液的品质。

S300：分离处理

该步骤中，将氧气转炉冶炼得到的钢液供给至立式高温熔体离心设备进行分离处理，以便得到纯化钢液和夹杂物。

根据本实用新型的实施例，冶炼得到的钢液中一般含有较多的夹杂物并混有氮气、氧气等气体，而高品质钢种对钢中的非金属夹杂物(主要是氧化物、硫化物)等的数量、尺寸、分布等都有严格的要求，钢液中存在的夹杂物会严重影响着钢材的品质和性能，制约着钢材的使用，因此，有必要采取措施对钢中的夹杂物进行去除，以改善钢材的品质和性能。

根据本实用新型的实施例，氧气转炉冶炼得到的钢液可以通过钢包转运至立式高温熔体离心设备，钢包下部设有开口及一级阀门，钢包下部的开口及阀门与立式高温分离设备的下料口气动阀门相对接，下料管设有两级阀门。通过开启钢包及离心设备的阀门，可以使高温熔体沿下料管注入高温熔体离心分离器中，同时可以采用下料管二级气动阀控制高温熔体流量。

根据本实用新型的实施例，立式高温熔体离心设备包括：转鼓、筒状筛板和驱动组件。其中，转鼓具有钢液入口和纯化钢液出口；筒状筛板同轴套设在转鼓内，并将转鼓分隔成位于筒状筛板内的钢液腔室和位于筒状筛板外的纯化钢液腔室；驱动组件与转鼓210相连。

另外，立式高温熔体离心设备200还包括：进料管、伞状分料器、圆盘、操作平台、高温熔体排出通道和夹杂物通道等组件。

根据本实用新型的实施例，可以通过进料管将待除杂钢液供给至转鼓内，通过伞状分料器对钢液进行均分，钢液在重力作用下落至转鼓下表面。根据本实用新型的实施例，通过采用伞状分料器对钢液进行全均分，可以避免钢液液流因分布不均造成转鼓离心偏离的现象，同时还可以降低钢液液流对转鼓底部的冲击和侵蚀。

根据本实用新型的实施例，伞状分料器与转鼓相互独立，并且伞状分料器内均匀分布有沟槽，沟槽之间通过隔板分开，钢液可以经伞状分料器均匀分布到转鼓下表面上，伞状分料器与进料管相连，进料管与伞状分料器连接处装有气动阀门，以便控制高温熔体的流量。

根据本实用新型的实施例，筒状筛板同轴套设在转鼓内，并将转鼓分隔成位于筒状筛板内的钢液腔室和位于筒状筛板外的纯化钢液腔室，筒状筛板适于将钢液与夹杂物进行分离。具体地，根据本实用新型的实施例，钢液进入转鼓的钢液腔室后，通过驱动组件驱动转鼓转动，转鼓内钢液进行离心运动，钢液接触到筒状筛板时，粒径大于10μm的夹杂物被筒状筛板阻隔，经提纯后的钢液通过筒状筛板进入纯化钢液腔室，进而纯化钢液可以通过高温熔体排出通道排出转鼓，夹杂物可以通过夹杂物排出通道排出转鼓，另外，高温熔体排出通道和夹杂物排出通道中需要氩气保护，且保证通道内为微正压，以防止高温熔体被氧化。

根据本实用新型的具体实施例，转鼓可以设置在圆盘上，并通过操作平台与驱动组件相连，具体地，圆盘与操作平台之间可以通过滑轨连接，通过将转鼓设置在圆盘上，可以利用圆盘对转鼓起到一定的支撑平衡作用。

根据本实用新型的具体实施例，转鼓与筒状筛板可以由高温耐火材料制成，并且转鼓的外表面还可以进一步设置有保温材料层，由此，可以进一步提高设备的耐高温性能。

根据本实用新型的具体实施例，驱动组件还可以进一步包括：驱动电机和驱动轴，驱动轴与转鼓相连，以驱动转鼓转动。

根据本实用新型的具体实施例，可以通过驱动组件驱动转鼓以1500～4000r/min转速转动，由此可以进一步提高筒状筛板分离夹杂物的效率。

根据本实用新型的具体实施例，筒状筛板的孔径大小可以为8～10μm，由此可以进一步提高筒状筛板分离夹杂物的效率。

根据本实用新型的实施例，转鼓的内壁上还设置有加热组件，由此，可以在对高温熔体进行分离处理之前进行预热，从而提高高温熔体的流动性，提高分离处理的效果。

根据本实用新型的具体实施例，可以通过预热组件将立式高温熔体离心设备预热至1500～1800摄氏度，由此可以进一步提高分离处理的效果。

根据本实用新型的实施例，立式高温熔体离心设备进一步包括：抽真空组件，抽真空组件与转鼓相连，抽真空组件适于将转鼓抽真空。具体地，可以先向转鼓内充满氩气，然后再将转鼓抽真空，由此可以通过氩气将转鼓内的空气排尽，从而避免空气中氧气和氮气对钢液进行二次污染。同时，钢液在离心过程中，其中的混有的气体将会从钢液中溢出，进而可以通过抽真空组件将钢液中混有的气体排出转鼓，达到净化钢液的作用。

根据本实用新型的具体实施例，可以通过抽真空组件将转鼓抽真空至70～600Pa。由此，可以进一步提高钢液的品质。

S400：铸轧处理

该步骤中，通过中间包将纯化钢液供给至铸轧设备进行铸轧处理。

由此，根据本实用新型实施例的分离高温熔体夹杂物的方法通过利用立式高温熔体离心设备对氧气转炉中冶炼得到的钢液进行分离处理，从而可以有效地分离除去钢液中粒径大于10μm的夹杂物，具体地，待纯化钢液进入立式高温熔体离心设备后，经伞状分料器均分至转鼓内的钢液腔室，在转鼓的离心转动下，钢液通过筒状筛板进入纯化钢液腔室，实现与夹杂物的分离，另外，钢液中混有的气体可以通过抽真空组件除去，经分离纯化后的钢液流入中间包，并经由中间包供给至铸轧设备进行后续铸轧处理。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。

实施例

(1)对高温熔体分离设备进行预热及抽真空，预热温度1700℃，转鼓内先通满氩气后抽真空至600Pa。运行高温熔体分离设备，转速为3000r/min。

(2)打开离心设备进料阀门，使钢液沿下料管注入转鼓内，经伞状分料器对钢液进行均分，钢液在重力作用下落至转鼓下表面。

(3)钢液在离心力的作用下，与筒状筛板接触，进行过滤，固体夹杂物经过滤之后通过固体夹杂物排出通道排出，经分离后的钢液在收集室进行收集后经高温熔体排出通道排出转鼓。

(4)钢液经高温熔体排出通道流入中间包，通过中间包供给至铸轧设备进行铸轧处理。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。