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(chē)、家電及工程等領(lǐng)域。鋁是一種強(qiáng)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(diǎn) 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(xiàn) 的方式來(lái)改變鋁氧化物夾雜的形態(tài)。鈣是強(qiáng)脫氧劑，進(jìn)入鋼液后很快熔化，在上浮過(guò)程中與 鋼中氧作用生成低熔點(diǎn)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(xiàng)工藝叫做鈣處理工藝。
[0003] 目前，鈣處理工藝試驗(yàn)，通常利用硅鉬高溫爐或感應(yīng)爐來(lái)加熱需要鈣處理的鋼水， 鈣處理工藝處于開(kāi)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(wú)法保證鈣處理的效率和均勻性，無(wú)法實(shí)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(wèn)題：1)鈣合金氧化燒損嚴(yán)重，收得率不高；2)攪 拌處理過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)噴濺，現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(shí)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(jì)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(duì)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(shí)間，使 鈣鋁化物積聚上浮而從鋼水中分離出來(lái)。
[0010] 進(jìn)一步地，所述步驟3)中，對(duì)鋼水進(jìn)行機(jī)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(kuò)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(duì)鋼水進(jìn)行旋轉(zhuǎn)攪拌，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為30~50r/min，攪拌 時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)上述工藝而設(shè)計(jì)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(jī)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(dòng)力輸入 端與所述電機(jī)的動(dòng)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(diǎn)：
[0019] 其一，本發(fā)明在真空狀態(tài)下進(jìn)行鈣處理過(guò)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(jī)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(shí)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(guò)程的劇烈程度，將鈣處理過(guò)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(jī)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(jī)械攪拌帶動(dòng)了感應(yīng)爐內(nèi)鋼水的循環(huán)流動(dòng)，為鈣處理的均勻性創(chuàng)造 了良好的動(dòng)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(jiǎn) 單。
【附圖說(shuō)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(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，便于更清楚地了解本 發(fā)明，但它們不對(duì)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(dòng)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(jī)1-5,金屬材質(zhì)的攪拌桿 1-6及下料倉(cāng)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(dòng)力輸入端與電機(jī)1_5的動(dòng)力輸出端連接，攪拌桿1-6在電機(jī)1-5的帶