一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置及方法与流程

本发明涉及钢铁精炼领域，尤其是一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置及方法。

背景技术

钢包精炼去除夹杂物的工艺主要有两种：钢包底吹氩和钢包电磁搅拌。钢包精炼最常用的就是钢包底吹氩，是高压的氩气通过钢包透气砖的狭缝产生大量细小气泡，增加气泡与钢液的接触面积，气泡与钢中夹杂物粘附后一起上浮，最后进入大包渣，达到去除夹杂的目的。大量气泡上浮使钢液产生循环流动，增加了气泡与夹杂物的碰撞几率，提高了夹杂物的去除率。

目前，钢包底吹氩采用的是选择不同钢包底吹透气砖布置方式、透气砖类型、吹氩流量提高夹杂物的去除率。然而，该方法在钢包底部喷吹氩气时，气泡不能在钢包熔池内均匀分布，同时会造成液面翻滚，在包渣处形成渣眼，易发生卷渣，污染钢液。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置及方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置及方法，其包括：机械搅拌喷吹耦合机构、搅拌桨和供气系统；所述机械搅拌喷吹耦合机构与搅拌桨连接，并驱动搅拌桨沿搅拌桨的转动轴线转动；所述搅拌桨本体由转动轴线向外周延伸；所述搅拌桨包括出气口，所述出气口沿径向分布；所述机械搅拌喷吹耦合机构与搅拌桨包括贯通的送气管道，送气管道位于搅拌桨的一端与所述出气口连通，另一端与所述供气系统连通。

优选的，所述搅拌桨的转动轴线为竖直方向，所述搅拌桨距钢包底部的距离不高于钢液深度的40％，所述搅拌桨的最大半径不小于钢包横截面半径的50％。

优选的，所述出气口由透气砖构成，所述出气口的出口位于搅拌桨的上表面。

优选的，所述供气系统通过蓄气室与送气管道连通；所述蓄气室还连接有抽气系统，所述送气管道设置有流量计。

优选的，所述搅拌桨包括4个均布的桨叶。

优选的，存在以搅拌桨转动轴线为中心的若干等距同心圆，每个圆上包括若干出气口。

进一步的，还包括测温取样装置。

本发明还提供一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的方法，其包括如下步骤：s1，根据钢种精炼要求，在钢包中盛钢液；

s2，将权利要求1所述的机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的搅拌桨嵌入钢液中；

s3，转动搅拌桨，对钢液进行搅拌；

s4，启动供气系统，气体通过出气口喷入钢液。

优选的，所述气体为氩气，气体喷吹流量0.144～0.420m³/h，通气时间为8～16min；所述搅拌桨的转速为50～200rpm。

优选的，还包括s5，关闭搅拌桨，关闭供气系统，控制钢液温度在钢种的液相线之上20～50℃，得到适于浇铸的浇铸钢液。

(三)有益效果

本发明提供一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置，钢包熔池中气泡分布均匀、细化，气泡对熔液中的夹杂物黏附效果好，还能增大渣金接触面积，促进渣金界面的反应，有利于钢液的脱硫，有利于夹杂物顺利进入渣中，防止渣眼的形成和弱化卷渣现象。可以提高精炼去夹杂效率，改善钢质量。

本发明提供一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的方法，去夹杂效率高、制造的钢液质量好。

附图说明

图1为一种机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的结构示意图。

【附图标记说明】

1：供气系统；2：蓄气空间；3：流量计；4：抽气系统；5：机械搅拌喷吹耦合机构；6：出气口；7：钢包；8：送气管道；9：搅拌桨；10：气泡；11：蓄气室；12：测温取样装置。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

如图1所示，机械搅拌喷吹耦合机构5的下端与搅拌桨9连接；机械搅拌喷吹耦合机构5的上端与蓄气室11固定连接，可以是焊接固定、也可以是法兰盘等拆卸的固定。

蓄气室11内的蓄气空间2与供气系统1连通，还与机械搅拌喷吹耦合机构5和搅拌桨9内部的送气管道8连通，蓄气室11还与抽气系统4连通。蓄气室11用于缓冲供气系统1的供气波动，向送气管道8内提供稳定的受控的气体。送气管道8靠近蓄气室11的位置设置流量计，用于测量、显示气体流量。

机械搅拌喷吹耦合机构5的外侧设置有耐火材料层，用于保护机械搅拌喷吹耦合机构5的本体。机械搅拌喷吹耦合机构5驱动搅拌桨9转动，优选的转动轴为竖直方向。

搅拌桨9本体由转动轴线向外周延伸，可以为斜叶桨，也可以为其他类型的桨形。搅拌桨9距钢包7底部的距离不高于钢液深度的40％，搅拌桨9的最大半径不小于钢包7横截面半径的50％。

搅拌桨9上沿径向设置有多个出气口6，出气口6设置在以搅拌桨9的转动轴线为中轴的一系列同轴圆柱上，进一步的为一系列同心圆上。同心圆并不是真实存在的结构，只是为了显示出气口6的位置。出气口6的出口可以朝向侧面或者搅拌桨9的下面，气泡10被打的更细更均匀。当然出气口6的出口也可以朝上。出气口6可以使用透气砖构成。

可以包括多个桨叶，多个桨叶可以位于同一平面，也可以位于相差一定高度的不同平面，或者桨叶倾斜设置，这样可以搅拌更均匀，气泡10打的更碎。多个桨叶上包括位于同一同心圆上的出气口6。也可以在桨叶之间设置有弧状的连通结构。搅拌桨9上总的出气口6数量可以参考钢包7的横截面面积而定。

还设置测温取样装置12，用于测量钢液的温度、或取样检测夹杂物的含量。

使用本实施例提供的机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的去夹杂步骤，

s1，根据钢种精炼要求，在钢包7中盛钢液；

s2，将机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的搅拌桨9嵌入钢液中；

s3，转动搅拌桨9，搅拌桨9的转速为50～200rpm，对钢液进行搅拌；

s4，启动供气系统1，气体通过出气口6喷入钢液，气体为氩气，气体喷吹流量0.144～0.420m³/h，通气时间为8～16min；

s5，关闭搅拌桨9，关闭供气系统1，控制钢液温度在钢种的液相线之上20～50℃，得到适于浇铸的浇铸钢液。

实施例2

s1，根据钢种精炼要求，在钢包7中盛钢液；

s2，将机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的搅拌桨9嵌入钢液中，嵌入深度为钢包7熔池深度的3/4，搅拌桨9的长度为钢包7底部半径的0.9倍；

s3，转动搅拌桨9，搅拌桨9的转速为200rpm，对钢液进行搅拌；

s4，启动供气系统1，气体通过出气口6喷入钢液，气体为氩气，气体喷吹流量0.144m³/h，通气时间为15min。

实施例3

s1，根据钢种精炼要求，在钢包7中盛钢液；

s2，将机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的搅拌桨9嵌入钢液中，嵌入深度为钢包7熔池深度的2/3，搅拌桨9的长度为钢包7底部半径的0.7倍；

s3，转动搅拌桨9，搅拌桨9的转速为100rpm，对钢液进行搅拌；

s4，启动供气系统1，气体通过出气口6喷入钢液，气体为氩气，气体喷吹流量0.2m³/h，通气时间为15min。

实施例4

s1，根据钢种精炼要求，在钢包7中盛钢液；

s2，将机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的搅拌桨9嵌入钢液中，嵌入深度为钢包7熔池深度的3/4，搅拌桨9的长度为钢包7底部半径的0.8倍；

s3，转动搅拌桨9，搅拌桨9的转速为100rpm，对钢液进行搅拌；

s4，启动供气系统1，气体通过出气口6喷入钢液，气体为氩气，气体喷吹流量0.420m³/h，通气时间为15min。

实施例5

s1，根据钢种精炼要求，在钢包7中盛钢液；

s2，将机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的搅拌桨9嵌入钢液中，嵌入深度为钢包7熔池深度的3/4，搅拌桨9的长度为钢包7底部半径的0.9倍；

s3，转动搅拌桨9，搅拌桨9的转速为200rpm，对钢液进行搅拌；

s4，启动供气系统1，气体通过出气口6喷入钢液，气体为氩气，气体喷吹流量0.420m³/h，通气时间为10min。

实施例5

s1，根据钢种精炼要求，在钢包7中盛钢液；

s2，将机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的搅拌桨9嵌入钢液中，嵌入深度为钢包7熔池深度的3/4，搅拌桨9的长度为钢包7底部半径的0.9倍；

s3，转动搅拌桨9，搅拌桨9的转速为200rpm，对钢液进行搅拌；

s4，启动供气系统1，气体通过出气口6喷入钢液，气体为氩气，气体喷吹流量0.420m³/h，通气时间为10min。

实施例6

s1，根据钢种精炼要求，在钢包7中盛钢液；

s2，将机械搅拌喷吹耦合去夹杂的装置的搅拌桨9嵌入钢液中，嵌入深度为钢包7熔池深度的4/5，搅拌桨9的长度为钢包7底部半径的0.9倍，包括均布的4片桨叶，每片桨叶设置3个出气口6；

s3，转动搅拌桨9，搅拌桨9的转速为150rpm，对钢液进行搅拌；

s4，启动供气系统1，气体通过出气口6喷入钢液，气体为氩气，气体喷吹流量0.420m³/h，通气时间为8min。

s5，关闭搅拌桨9，关闭供气系统1，控制钢液温度在钢种的液相线之上50℃，得到适于浇铸的浇铸钢液。

上实施例仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书不应理解为对本发明的限制。