喷粉精炼指的是用喷射装置,以隋性(氮气或氩气)为载体,将粉状熔剂均匀送入熔体内部,实现对熔体的净化处理。喷粉精炼主要是用喷射装置,以隋性(氮气或氩气)为载体,将粉状熔剂均匀送入熔体内部,实现对熔体的净化处理。兼有气体精炼和熔剂精炼的优点。
钢包喷粉是20世纪70年代发展起来的一种炉外精炼法。它是以压缩空气或惰性气体为载体,通过插入钢液的喷枪将粉状精炼剂喷射人钢液深部,利用气体的搅拌作用强化粉状精炼剂和钢液的接触,从而改善了冶金过程物理化学反应的动力学条件。此法可在很短的时间内有效地脱硫、脱氧并提高合金元素的收得率。
钢包喷射精炼是德国的梯森—莱茵公司首先在工业生产中采用的。后来瑞典的斯堪的那维亚钢铁公司和美国、法国、日本等都相继投入使用。我国从1977年起开始进行试验探索,到目前为止已取得了相当的成果,有不少钢厂都投入了生产。
喷射精炼具有设备简单、投资少、见效快等特点。目前,国外采用的钢包喷粉精炼主要有三种方法。
1、TN法(thyssenniederrhein法)
这种方法的主要特点是喷粉罐容积较小,装在可移动的悬臂上,喷粉罐到喷枪的距离短,压力损失小。喷枪有升降装置,操作方便,迅速可靠。喷粉罐有上下两个出料口,可根据粉料特性运用全流态或部分流态输送粉料,见图1。
2、SL法(scandinarianlancers法)
这种方法的主要特点是喷粉速度用上下压差控制,可以保证喷粉过程顺利进行。当喷嘴直径固定时,喷粉速度随压差变化。喷吹时采用恒压,有利于防止喷溅和堵塞。喷吹系统设有回收装置,送粉管中段设有三通阀,可保证均匀喷粉,可以回收喷出的粉料,当工艺上需要更换粉料时,可将喷粉器中残存粉料回收,见图2。
3、CLE法(clesidirsid法)
这种方法的特点是粉—气流的变化用压差调节法控制,在喉口下有调节装置以精确控制粉量,也可由更换喉口直径控制粉量。
喷粉设备由喷粉罐、喷枪与钢包盖的升降系统、粉料的回收系统、称量、测温及控制系统、载气汇流排及输送管道、喷枪的烘烤系统和辅助装置等构成,如图3所示。
喷粉罐(分配器):根据粉料的特征采用局部流态或全流态输送。对密度较大而流动性好的钙合金粉料,一般采用下出料口,喉口直径为7~8mm。
喷枪:
1、00t以下的钢包,采用单孔喷枪。喷吹管为内径16~19mm的钢管,出口孔根据喷粉速率选用直径8~12mm的不同喷嘴。喷枪外部保护材料用高铝砖或用整体浇注料浇注成形的外壳,见图4。
载气:氩气或氮气,吹人压力大于钢液静压力加钙蒸汽压力,要求保持压力稳定,罐压为0.39~0.59MPa,喷枪喷射压力为0.29MPa,气体流量为0.010~0013m/s。
1、对初炼炉钢液的要求
①钢液成分达到规范要求。
②钢液上部覆盖经适当还原的高碱度炉渣,渣量为钢液量的3%,黄色、流动性好。
③控制钢中残铝>0.03%。
④出钢温度比正常出钢温度提高20~40℃。
2、钢包喷粉主要工艺参数
①喷粉速率
喷粉速率与脱硫率有密切关系,随着喷人脱硫剂数量的增加,脱硫效果也有所改善。但喷粉速度过高,会导致粉剂在钢液中反应不完全,钙得不到充分利用。因此 ;喷粉速率一般控制在0.25~0.33kg/s。
②粉气比
粉气比应适当,以保证粉料能稳定地流态化,一般应控制在大于10。
③送粉量
预熔熔剂,每吨钢2~4kg;钙合金,每吨钢1.5~2.5kg。
④喷枪插入钢液深度
一般来说,喷枪在钢液中以插入深些为好,这样可以延长钙气泡在钢液中的停留时间,有利于脱硫,另一方面,钙气泡在上升过程中起搅拌钢液的作用,同时将夹杂物及脱硫产物吸附于气泡壁上带出钢液被熔渣吸收。但插入过深,射流对包底衬侵蚀作用加剧,故以喷枪头离包底300~400mm为宜。
⑤粉料种类及粒度要求
粉料一般需根据处理目的而定,常用的有Ca-Si、Ca-C、Al、CaO等,对粉料粒度也有一定要求。