鋼水鈣處理工藝及其設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金工業(yè)中的鋼水處理技術(shù),具體地指一種鋼水鈣處理工藝及其設(shè) 備。
【背景技術(shù)】
[0002] 低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼廣泛地應(yīng)用在汽車、家電及工程等領(lǐng)域。鋁是一種強脫氧劑,是低碳 鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉生產(chǎn)中的一種重要脫氧劑。鋁脫氧的鋼液中存在A1 203夾雜,A1 203夾雜熔點 高,在鋼液中程固態(tài),連鑄生產(chǎn)中很容易在水口處聚集,引起水口堵塞,最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。 因此,如何控制鋁脫氧產(chǎn)物,使之在鋼液中程液態(tài),能大量上浮,不僅可以消除水口堵塞,保 證連鑄順行,而且有利于改善鋼液的潔凈度。生產(chǎn)中采用向鋁脫氧的鋼液中喂入鈣合金線 的方式來改變鋁氧化物夾雜的形態(tài)。鈣是強脫氧劑,進(jìn)入鋼液后很快熔化,在上浮過程中與 鋼中氧作用生成低熔點且液態(tài)的鈣鋁化合物,其密度變小,在鋼液中集聚上浮排入爐渣,進(jìn) 而改善鋼液澆鑄特性和鋼的質(zhì)量,這項工藝叫做鈣處理工藝。
[0003] 目前,鈣處理工藝試驗,通常利用硅鉬高溫爐或感應(yīng)爐來加熱需要鈣處理的鋼水, 鈣處理工藝處于開放環(huán)境中。而真空感應(yīng)爐則是在真空條件下,利用中頻感應(yīng)加熱原理,使 金屬熔化的真空冶煉設(shè)備,現(xiàn)有的真空感應(yīng)爐無法保證鈣處理的效率和均勻性,無法實現(xiàn) 爐內(nèi)鈣處理,常用于小批量的,高精度控制條件下的鋼鐵以及各種合金的熔化和冶煉。
[0004] 現(xiàn)有鈣處理工藝主要存在以下問題:1)鈣合金氧化燒損嚴(yán)重,收得率不高;2)攪 拌處理過程中會出現(xiàn)噴濺,現(xiàn)場環(huán)境惡劣,安全性差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的就是要提供一種鋼水鈣處理工藝及其設(shè)備,該工藝及設(shè)備大幅提高 了鈣合金收得率,鈣處理效果好,安全性高。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種鋼水鈣處理工藝,包括以下步 驟:
[0007] 1)升溫抽真空:將鋼鐵料加熱熔化成鋼水,待鋼水溫度升至1540~1580°C后保 溫,并同時抽真空至真空度為60~80Pa ;
[0008] 2)合金化:往鋼水中加入合金料,調(diào)整鋼水至設(shè)計成分;
[0009] 3)鈣處理:往鋼水中加入鈣鐵合金,并在真空密閉條件下對鋼水進(jìn)行攪拌,使鈣 鐵合金迅速熔入鋼水中,鈣與鋼水中的鋁氧化物反應(yīng)生成鈣鋁化物,然后靜置一段時間,使 鈣鋁化物積聚上浮而從鋼水中分離出來。
[0010] 進(jìn)一步地,所述步驟3)中,對鋼水進(jìn)行機械攪拌,在離心力作用下,鋼水液面形成 中心低四周高的漩渦,從而使鋼水上層的鈣鐵合金熔體迅速下移,并向四周擴散循環(huán),進(jìn)而 使鈣鐵合金迅速在鋼水中均勻分布。
[0011] 進(jìn)一步地,所述步驟3)中,對鋼水進(jìn)行旋轉(zhuǎn)攪拌,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為30~50r/min,攪拌 時間為2~3min。
[0012] 進(jìn)一步地,所述步驟1)中,待鋼水溫度升至1560~1580°C后保溫,并同時抽真空 至真空度為70~80Pa。
[0013] 進(jìn)一步地,所述步驟3)中,鈣鐵合金中鈣的重量含量為30%~40%,鐵的重量含 量為60%~70%。
[0014] 進(jìn)一步地,所述步驟3)中,將鋼水靜置4~6min,使鈣鋁化物充分積聚上浮。
[0015] -種為實現(xiàn)上述工藝而設(shè)計的鋼水鈣處理設(shè)備,包括真空感應(yīng)爐,所述真空感應(yīng) 爐包括真空室,所述真空室側(cè)壁上設(shè)有旋臂,所述真空室內(nèi)設(shè)有感應(yīng)爐,所述感應(yīng)爐與所述 旋臂固定連接,所述真空室頂部設(shè)有密封爐蓋,所述密封爐蓋上設(shè)有電機和攪拌桿,所述攪 拌桿的底端伸入所述感應(yīng)爐中,且所述攪拌桿的底端連有攪拌頭,所述攪拌桿的動力輸入 端與所述電機的動力輸出端連接。
[0016] 進(jìn)一步地,所述攪拌頭外緣設(shè)有攪拌葉片。
[0017] 更進(jìn)一步地,所述攪拌桿采用金屬材質(zhì),所述攪拌頭采用耐火材料。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0019] 其一,本發(fā)明在真空狀態(tài)下進(jìn)行鈣處理過程,并在密閉環(huán)境下完全隔絕氧氣,有效 地避免了合金的氧化燒損,提高了鈣鐵合金的收得率。
[0020] 其二,本發(fā)明中,機械攪拌產(chǎn)生的離心力可使熔化的鈣鐵合金迅速沉入鋼水中,并 均勻分布,提高了鈣處理均勻性,鈣處理效果好,同時也提高了鈣處理效率,并有效改善了 鋼水的澆鑄性能。
[0021] 其三,本發(fā)明顯著降低了鈣處理過程的劇烈程度,將鈣處理過程限制在真空環(huán)境 內(nèi),避免了鋼水噴濺操作人員,保證了生產(chǎn)安全性。
[0022] 其四,本發(fā)明采用真空感應(yīng)爐冶煉,并在真空感應(yīng)爐上頂裝機械攪拌結(jié)構(gòu),用攪拌 桿攪拌鋼水,從而利用攪拌后鋼水離心力形成的漩渦使鈣鐵合金迅速下沉,并均勻分布,高 效地完成鈣處理操作;機械攪拌帶動了感應(yīng)爐內(nèi)鋼水的循環(huán)流動,為鈣處理的均勻性創(chuàng)造 了良好的動力學(xué)條件,顯著提高了鋼液的鈣處理效果;本發(fā)明設(shè)備成分控制精確,操作簡 單。
【附圖說明】
[0023] 圖1為一種鋼水鈣處理設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖2為圖1中攪拌頭的放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖1中感應(yīng)爐的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明,便于更清楚地了解本 發(fā)明,但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0026] 圖1所示的鋼水鈣處理設(shè)備,包括真空感應(yīng)爐1,真空感應(yīng)爐1包括真空室1-1,真 空室1-1側(cè)壁上設(shè)有旋臂1-2和真空抽氣管1-10,真空室1-1內(nèi)設(shè)有感應(yīng)爐1-3和錠模 1-8,錠模1-8設(shè)于真空室1-1底部,感應(yīng)爐1-3與旋臂1-2固定連接,旋臂1-2支撐感應(yīng)爐 1-3使感應(yīng)爐1-3懸于錠模1-8上方,旋臂1-2可在旋臂控制系統(tǒng)的控制下帶動感應(yīng)爐1-3 旋轉(zhuǎn),真空室1-1頂部設(shè)有密封爐蓋1-4,密封爐蓋1-4上設(shè)有電機1-5,金屬材質(zhì)的攪拌桿 1-6及下料倉1-9,攪拌桿1-6的底端伸入感應(yīng)爐1-3中,且攪拌桿1-6的底端連有由耐火 材料制成的攪拌頭1-7,攪拌頭1-7外緣設(shè)有攪拌葉片1-71,(如圖2所示),攪拌桿1-6的 動力輸入端與電機1_5的動力輸出端連接,攪拌桿1-6在電機1-5的帶