一种钢水脱氧及合金化方法，首先，测定每炉钢水的实际含氧量，然后准确计算脱氧及合金化所需要的合金量，再将粒度适中的合金通过喷吹管及惰性气体输送到钢包的钢水中，使铁合金在上浮到钢水表面之前完全熔化，在几乎没有损耗的情况下起到脱氧及合金化作用。本发明专利技术中的合金量计算精确，且在钢水中能得到充分搅拌，使其脱氧及合金化作用明显，同时避免了脱氧及合金化过程中的氧化损失，从而大大提高了钢水质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金工艺领域，特别是一种。
技术介绍
在钢水的冶炼过程中，钢液中含有大量氧，钢水在转炉内的氧百分含量为 400-600 X 10_6，如果不将钢水中的氧百分含量降低到一定程度(比如80-10 X 10_6)，将会严 重影响钢材的质量和性能，所以钢水必须进行脱氧和合金化。现有工艺中广泛采用的合金 有硅铁、锰铁、铝铁、硅钙(铁)、硅锰(铁)、硅钡(铁)、硅铝(铁)等。合金含有一定比例 的硅、锰、铝、硅钙元素，这些元素称做脱氧元素。目前，普遍采用以下公式计算脱氧及合金 化所需要的合金量加入的合金量=(合金在钢水中的目标含量-钢水中现有合金量)X出钢量/脱 氧元素百分量％ X合金收得率％。现有工艺中，采用以下方法加入合金当钢水从冶炼炉出钢到钢包中时，钢水出到 1/4时开始加入，出到3/4时加完。出钢过程中加挡渣帽、挡渣球挡渣，以避免下渣。出完钢 后将包内钢水进行吹氩处理，保证吹氩时间在4min以上。现有转炉出钢脱氧及合金化方法存在以下问题首先，合金加入量只是大致估算， 导致合金加入量计算不准确。其次，合金从加料漏斗中在没有氧化保护的情况下加入到钢 水中，而大部分合金比重远远小于钢水比重，使其漂浮在钢水和渣的上面，大量被氧化，导 致脱氧效果不好，合金收得率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有效的脱氧及合金化方法，使其能够对钢液所需的脱氧 剂进行精确计算，同时，有效改进提高合金的加入方法，提高收得率，提高钢液质量，降低生 产成本。本专利技术的目的由以下技术方案来实现在钢铁生产中，钢水脱氧和合金化是密不可分的。加入钢水中的合金一部分起脱 氧作用，在脱氧过程中消耗掉了，转化为脱氧产物被排除，剩下的部分则保留在钢液中，起 合金化的作用。所以，脱氧元素的量等于脱氧所消耗的脱氧元素加上成品钢水中所需脱氧 元素量之和。本专利技术将针对每炉钢水的出钢时的实际氧含量来分别准确计算脱氧和合金化 所需要的合金。同时在合金加入过程中采用喷吹管，利用惰性气体将合金直接送到钢包下 部。本专利技术中的钢包脱氧及合金化方法包括以下步骤一、计算合金加入量1).当合金中含有一个脱氧元素时，在转炉吹炼完毕出钢前到钢水通过出钢槽送 到钢包期间，通过实验分析、定氧探头或者其它方法测定钢水中的氧百分含量0J。同 时，计算成品钢水中氧含量，脱氧反应式如(1)所示，其平衡常数如公式(2)所示。在一定 条件下，平衡常数可以通过炼钢物理化学手册查到，而成品钢水中合金元素的重量百分浓4度为已知，利用公式(2)可计算与成品钢液中脱氧元素相平衡的氧百分含量02]。x+y = Mx0y (1)式中，M为脱氧合金中的脱氧元素，0为氧，MxOy为脱氧元素与氧生成的氧化物。 x，y分别为方程式中脱氧元素M和0的系数。其平衡常数为 式中，KM为平衡常数，MJ为成品钢中脱氧元素的百分浓度，02]为平衡条 件下的氧的百分含量。2)、计算需要钢水中需要去除的氧百分含量(重量)。计算方法见公式(3)， = (3)3)、计算脱去所消耗的脱氧元素的百分含量，计算方法见公式(4)， 式中，a为合金中脱氧元素的原子量。 4)、计算合金加入量 式中wM为合金加入量，ffs为钢水总重，n为合金中脱氧元素重量百分比.当采用二种合金，即合金中分别含有脱氧元素A和B时5)、计算脱氧元素A和B需要的百分含量，联立方程式(6)和(7)可得到合金中脱 氧元素A和脱氧元素B需要加入的百分含量(重量)。公式(6)通过A、B合金复合脱氧平 衡图查阅确定。 = k (6) 式中，和分别为脱氧元素A和脱氧元素B需加入的百分含量(重 量)，K为系数，可通过A、B合金复合脱氧平衡图查阅得到。0J禾日02]分别为出钢 后测定的氧百分含量(重量)和成品钢水中的氧百分含量(重量)。yA和xA分别为脱氧元素A与氧的化学反应方程式中氧和脱氧元素A的系数；a为脱氧元素A的原子量。yB和xB分别为脱氧元素B与氧的化学反应方程式中氧 和脱氧元素B的系数；b为脱氧元素B的原子量。6)、计算合金加入量含有脱氧元素A的合金加入量可通过下式进行计算 式中含有脱氧元素A的合金的加入量，Ws为钢水总重，n为合金中脱氧元素 A的重量百分比。同理，将脱氧元素B的百分含量及n代入(8)式，可计算含有脱氧元素B的合金加入量。将二者计算结果相加即为总的合金加入量。二、将铁合金通过喷吹管加入到钢包中当钢水出钢完毕，将上述计算得到的脱氧 及合金化所需要的铁合金通过插入喷吹管直接加入到钢包中，同时通过喷吹管通入惰性气 体，将铁合金吹到钢包底部上方。上述铁合金密度远小于钢液，为了保证送入钢包下部的铁合金能够在浮出钢水液 面之前完全熔化，铁合金粒度应当在5mm-10mm之间。采用挡渣出钢，为了充分保护钢液表面不受空气氧化，同时为了保护部分漂浮到 钢水液面的铁合金不被氧化，在钢包表面添加保护渣，保护渣厚度为50mm-100mm，可采用人 工配置的炭化稻壳作为保护渣。所述插入的喷吹管，其下端口距钢包底部的距离为200mm-350mm。所述通入的惰性气体为氩气，喷吹压力为1. OMPa-1. 2MPa。本专利技术的有益效果本专利技术中的脱氧及合金化方法将会极大地提高铁合金加入量 的准确性，避免了铁合金烧损，提高了铁合金收得率，比现有的脱氧及合金化方法可提高收 得率5% _8%，可取得明显的经济效益。同时，由于通过惰性气体将合金输送到钢包底部， 钢液得到了充分的搅拌，钢液成分均勻，各种夹杂物上浮快，提高了钢水质量。附图说明 附图是本专利技术的钢包脱氧示意图。图中，各标号的具体含义为1_合金喷吹管；2-保护渣；3-钢包；4-钢液；5-铁合 金；6-氩气。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述具体实施例已知碳含量0. 1 %，出钢温度1600°C，硅铁脱氧，冶炼终点时钢液氧 含量0. 025%，成品钢液中含硅0. 27%，硅铁含硅50%。1、计算硅铁加入量脱氧消耗的硅0. 013%成品钢液中的硅0. 27%每吨钢水脱氧及合金化所需要的硅0. 013% +0. 27%= 0. 283%每吨钢脱氧及合金化应加入的硅铁量为5. 66kg2、转炉挡渣塞或者挡渣球出钢，出钢完毕，钢包表面加入钢包保护渣，吨钢水用量 lkg 1. 5kg03、将合金喷吹管插入钢包，采用惰性气体(此处为氩气)进行喷吹，喷吹压力 l.OMPa，喷吹量按照计算确定，有多种合金时，按照脱氧能力大小，由小到大依次喷吹进入 钢包。4、合金喷吹完毕后，继续喷吹惰性气体1分钟左右，以使夹杂物上浮，成分均勻。5、喷吹效果对比如下本
技术实现思路
传统脱氧合金化合金加入量5. 66kg/T 6. 75kg/T成品钢硅含量 0.27%0. 271%合金收得率 95%以上 80%可见，本专利技术的效果优于现有技术的效果。权利要求一种，其特征在于工艺步骤包括一、计算合金加入量1).当合金中含有一个脱氧元素时，钢水冶炼完毕出钢，通过实验分析、定氧探头或者其它方法可测定出钢水中的氧的重量百分含量；同时，根据下面脱氧反应式(1)及平衡常数公式(2)，可计算与成品钢水中脱氧元素相平衡的氧的重量百分含量；x+y＝MxOy (1)式中，M为脱氧合金中的脱氧元素，O为氧，MxOy为脱氧元素与氧生成的氧化物；x，y分别为公式中脱氧元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢水脱氧及合金化方法，其特征在于：工艺步骤包括：一、计算合金加入量： １）．当合金中含有一个脱氧元素时，钢水冶炼完毕出钢，通过实验分析、定氧探头或者其它方法可测定出钢水中的氧的重量百分含量［％Ｏ１］；同时，根据下面脱氧反应式（１）及平衡常数公式（２），可计算与成品钢水中脱氧元素相平衡的氧的重量百分含量［％Ｏ↓［２］］； ｘ［Ｍ］＋ｙ［Ｏ］＝Ｍ↓［ｘ］Ｏ↓［ｙ］ （１） 式中，Ｍ为脱氧合金中的脱氧元素，Ｏ为氧，ＭｘＯｙ为脱氧元素与氧生成的氧化物；ｘ，ｙ分别为公式中脱氧有脱氧元素Ｂ的合金加入量；将二者计算结果相加即可得出总的合金加入量； 二、将铁合金通过喷吹管加入到钢包中：当钢水出钢完毕，将上述计算得到的脱氧及合金化所需要的铁合金通过插入喷吹管直接加入到钢包中，喷吹管中通入惰性气体，将铁合金送到钢包底部上方。元素Ｍ和Ｏ的系数； 其平衡常数为： Ｋ↓［Ｍ］＝１／［％Ｍ↓［１］］↑［ｘ］［％Ｏ↓［２］］↑［ｙ］－－－（２） 式中，Ｋ↓［Ｍ］为平衡常数，［％Ｍ↓［１］］为成品钢中脱氧元素的重量百分浓度，［％Ｏ↓［２］］为平衡条件下的氧的重量百分含量； ２）．计算钢水中需要去除的氧的重量百分含量［％Ｏ↓［３］］，根据公式（３）， ［％Ｏ↓［３］］＝［％Ｏ↓［１］］－［％Ｏ↓［２］］ （３） ３）．计算脱去［％Ｏ↓［３］］所消耗的脱氧元素的重量百分含量［％Ｍ↓［２］］，根据公式（４）， ［％Ｍ↓［２］］＝［％Ｏ↓［３］］.ｘ.ａ／ｙ.１６－－－（４） 式中，ａ为合金中脱氧元素的原子量； ４）．计算合金加入量： Ｗ↓［Ｍ］＝Ｗ↓［ｓ］.（［％Ｍ↓［１］＋％Ｍ↓［２］］）／η－－－（５） 式中，Ｗ↓［Ｍ］为合金加入量，Ｗ↓［Ｓ］为钢水总重，η为合金中脱氧元素重量百分比； ５）．当采用二种合金，即合金中分别含有脱氧元素Ａ和Ｂ时，分别计算脱氧元素Ａ和Ｂ需要的重量百分含量，联立方程式（６）和（７）可得到合金中脱氧元素Ａ和脱氧元素Ｂ需要加入的重量百分含量；公式（６）通过Ａ、Ｂ合金复合脱氧平衡图查阅确定； ［％Ａ］＝ｋ［％Ｂ］ （６） ［％Ａ］.ｙ↓［Ａ］.１６／ｘ↓［Ａ］.ａ＋［％Ｂ］.ｙ↓［Ｂ］.１６／ｘ↓［Ｂ］.ｂ＝［％Ｏ↓［１］］－［％Ｏ↓［２］］－－－（７） 式中，［％Ａ］和［％Ｂ］分别为脱氧元素Ａ和脱氧元素Ｂ需加入的重量百分含量，Ｋ为系数，可通过Ａ、Ｂ合金复合脱氧平衡图查阅得到，［％Ｏ↓［１］］...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄诚，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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