Rh下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置及应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金工程炉外精炼RH，特别是一种在RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置及应用方法。
【背景技术】
[0002]炉外精炼设备RH是重要的冶金精炼设备之一。RH在精炼低碳钢和超低碳钢工艺技术优势突出，RH在循环真空脱氢脱氮技术优势明显。RH在生产脱硫脱磷钢现在也具备生产能力。冶金工业不断进步纳米钢材也从理论上变为实际工业生产。
[0003]RH真空精炼装置，从RH吸嘴下降管处流到钢包的钢液，在从钢包钢液通过RH上升管到真空室，在钢包与RH真空室内形成循环区域。上升管RH提升气体为驱动力。RH真空循环精炼主要作用:1均匀充分及温度2脱氧合金化及去除夹杂物3脱气和脱碳。在RH吸嘴下降管处加装喷纳米粉粒耦合弥散装置，为生产纳米钢材提供设备保障。为RH精炼纳米钢材起到至关重要的作用。
[0004]中国专利公开(公告)号:CN100560742C，名称为“用于控制钢中微量元素精确加入的工艺方法”，该技术涉及一种炼钢的炉外精炼技术，特别涉及一种用于控制钢中微量元素精确加入的工艺方法，包括以下步骤:a、初脱氧:转炉内初炼钢水，在出钢过程中，向钢包中加入脱氧剂进行初脱氧，脱氧剂的加入量为1.5?3.5kg/t ;b、深脱氧:初脱氧结束后加铝对钢液进行深脱氧，并将钢液中酸溶铝控制在0.02?0.04% ;c、精炼:将钢包运到LF、RHXAS-OB或VD工位进行精炼；d、复合球体的加入:钢包运到RH工位，从RH下降管异侧的下料管中加入复合球体；e、连铸:连铸采用全程保护。本发明能显著提高微量元素在钢中稳定和有效的回收，收得率可达70%?90%，且节约成本、方便易于操作。但是这种提高钢材性能的方法已经无法达到纳米钢材的力学性能。工艺操作复杂。
[0005]中国专利公开(公告)号:CN101824511B，名称为“一种RH喷粉精炼装置及其应用”，提供一种RH喷粉精炼装置及其应用，该装置包括RH上升/下降管，在上升管和下降管的管壁上开有通孔，通过喷管与外部气源或送粉设备连接。用该装置去除细小夹杂物的方法是在脱氧合金化以后，通过喷管向下降管内吹入惰性气体，气体流量为10?500L/min，气压为1.0?15atm。或者向钢液中喷吹碳酸盐粉剂，粉剂的粒度< 3mm，送粉量为I?100kg/t钢，载体为Ar、N2或C02惰性气体，气体流量为10?800L/min，气压为1.0?20atm。本发明设备简单，操作方便；工艺合理，成本低，效果好。采用本发明可有效去除钢中微小夹杂，调控合金元素，生产细小氧化物弥散钢，实现脱碳、脱硫、脱磷和钢渣改质等目的。但是这种装置粉粒弥散均匀效果不好，颗粒易团聚不利于钢材力学性能。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于提供一种粉粒弥散均匀，颗粒不易团聚的RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置及应用方法。
[0007]本发明是这样实现的，一种RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置，包括RH吸嘴下降管，RH吸嘴下降管夹层管壁内为RH吸嘴耐火材料，多个RH多相流导入硬管均匀内置并贯通于RH吸嘴下降管夹层管壁内，RH多相流导入硬管通过金属软管连接至加料罐，RH多相流导入硬管的另一端为纳米颗粒喷孔，软管上设置压力流量调节阀，所述加料罐内置有旋转搅拌器，并在加料罐内设置喷纳米粉罐，气源通入加料罐底部带有固体纳米颗粒通过软管吹入RH多相流导入硬管经纳米颗粒喷孔吹入钢包内。
[0008]上述技术方案进一步地，在RH多相流导入硬管的入口处设置筛网。
[0009]上述技术方案进一步地，所述RH多相流导入硬管设置为3个。
[0010]本发明还提供了一种采用上述装置向钢包中加入微量元素的方法，在RH精炼处理后期打开RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置，根据不同钢包容积按照公式y = kx所计算的量进行喷入纳米颗粒，RH循环结束后不进行软吹，y为加入纳米粉粒量，单位:吨，k为影响因子，X为钢包容积，单位:吨；纳米粉粒经钝化后，直径范围为40nm?60nm，气体流量 1700NL/min 到 3000NL/min，气体压力为 600pa ?15atm。
[0011]本发明与现有技术相比，有益效果在于:RH在真空处理精炼中，钢液在真空室内由重力原因从RH吸嘴下降管流入钢包。在RH吸嘴下降管处纳米颗粒喷孔喷入纳米颗粒等纳米材料。在RH多相流导入硬管形成固体散粒流，保证气体连续流动有离散的固体纳米颗粒，固体纳米颗粒以气体为载体具有流体的物理性质，以气流在RH钢液重力带动下去流入钢包，在流入RH真空室，纳米颗粒均匀弥散分布在钢液中。纳米等纳米材料颗粒熔点比钢液高，在钢液凝固过程中纳米粒子形成核心点，细化晶粒提高钢材的强度，韧性，硬度。由于纳米颗粒容易产生团聚现象，很难用喷吹法和喂线法，应用本发明装置和方法纳米颗粒冲入并喷入钢包内，纳米颗粒不易团聚，弥散均匀效果好。弥散喷纳米粉粒装置结构简单和操作方便、制造成本低，同时能够保证精炼产品要求。
【附图说明】
[0012]图1是RH吸嘴下降管的横截面结构示意图。
[0013]图2是本发明实施例提供的RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置主视图；
[0014]图3是筛网放大示意图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]参见图1结合图2，一种RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置，包括RH吸嘴下降管1，RH吸嘴下降管I夹层管壁内为RH吸嘴耐火材料3，多个RH多相流导入硬管4均匀内置并贯通于RH吸嘴下降管I夹层管壁内，RH多相流导入硬管I通过金属软管6连接至加料罐8，RH多相流导入硬管4的另一端为纳米颗粒喷孔2，通过喷孔2将纳米颗粒喷入钢包内，软管6上设置压力流量调节阀7，所述加料罐8内置有旋转搅拌器10，旋转搅拌器10通过驱动电机9驱动，并在加料罐8内设置喷纳米粉罐11，气源通入加料罐8底部带有固体纳米颗粒通过软管6吹入RH多相流导入硬管4经纳米颗粒喷孔2吹入钢包内。参见图3，在RH多相流导入硬管4的入口处设置筛网5。本实施例中RH多相流导入硬管设置为3个。
[0017]本发明还提供了一种采用上述装置向钢包中加入微量元素的方法，在RH精炼处理后期打开RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置，根据不同钢包容积按照公式y = kx所计算的量进行喷入纳米颗粒，RH循环结束后不进行软吹，y为加入纳米粉粒量，单位:吨，k为影响因子，取值为0.1?2，根据钢包的容积有关，X为钢包容积，单位:吨；纳米粉粒经钝化后，直径范围为40nm?60nm，气体流量1700NL/min到3000NL/min，气体压力为600pa?15atm。
[0018]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置，其特征在于，包括RH吸嘴下降管，RH吸嘴下降管夹层管壁内为RH吸嘴耐火材料，多个RH多相流导入硬管均匀内置并贯通于RH吸嘴下降管夹层管壁内，RH多相流导入硬管通过金属软管连接至加料罐，RH多相流导入硬管的另一端为纳米颗粒喷孔，软管上设置压力流量调节阀，所述加料罐内置有旋转搅拌器，并在加料罐内设置喷纳米粉罐，气源通入加料罐底部带有固体纳米颗粒通过软管吹入RH多相流导入硬管经纳米颗粒喷孔吹入钢包内。
2.按照权利要求1所述的RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置，其特征在于，在RH多相流导入硬管的入口处设置筛网。
3.按照权利要求1所述的RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置，其特征在于，所述RH多相流导入硬管设置为3个。
4.一种采用权利要求1-3任意一项权利要求所述的装置向钢包中加入微量元素的方法，其特征在于， 在RH精炼处理后期打开RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置，根据不同钢包容积按照公式y = kx所计算的量进行喷入纳米颗粒，RH循环结束后不进行软吹，y为加入纳米粉粒量，单位:吨，k为影响因子，X为钢包容积，单位:吨；纳米粉粒经钝化后，直径范围为40nm ?60nm，气体流量 1700NL/min 到 3000NL/min，气体压力为 600pa ?15atm。
【专利摘要】本发明涉及冶金工程炉外精炼RH，特别是一种在RH下降管处喷纳米粉粒耦合弥散装置及应用方法。包括RH吸嘴下降管，RH吸嘴下降管夹层管壁内为RH吸嘴耐火材料，多个RH多相流导入硬管均匀内置并贯通于RH吸嘴下降管夹层管壁内，RH多相流导入硬管通过金属软管连接至加料罐，RH多相流导入硬管的另一端为纳米颗粒喷孔，软管上设置压力流量调节阀，所述加料罐内置有旋转搅拌器，并在加料罐内设置喷纳米粉罐，气源通入加料罐底部带有固体纳米颗粒通过软管吹入RH多相流导入硬管经纳米颗粒喷孔吹入钢包内。本发明纳米颗粒不易团聚，弥散均匀效果好。弥散喷纳米粉粒装置结构简单和操作方便、制造成本低，同时能够保证精炼产品要求。
【IPC分类】C21C7-10, C21C7-00
【公开号】CN104531955
【申请号】CN201410776094
【发明人】陈立峰, 高建伟, 吕焕友, 王勇, 李刚, 周扬, 曹晓光
【申请人】本钢板材股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月15日