利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮和高氮钢的精炼装置，属于冶金行业炼钢精炼设备技术领域。技术方案是包含钢包（4）、水冷炉盖（5）、石墨电极（6）、管道、电极夹持器（8）、电源和气源，水冷炉盖设置在钢包上，石墨电极穿过水冷炉盖进入钢包内，石墨电极为空心结构，具有电极中心通道（7），并设有电极夹持器（8），石墨电极（6）经电极夹持器8与电源连接，电极中心通道通过管道与气源连接。本实用新型专利技术通过采用空心电极加热，在常规LF上引入Ar/N2等离子气源，实现等离子可控气氛冶炼，扩充了现有LF的精炼功能，具备冶炼低氮钢(N120ppm)的功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，属于冶金行业炼钢精炼设备

技术介绍
目前应用最广的钢水精炼方法为LF，LF具有钢水合金化、深脱硫、去夹杂、升温、均匀钢水成分和温度等功能，市场上90%以上的钢种都需要经过LF精炼；由于精炼功能强大，冶炼周期灵活，是炼钢与连铸的有效缓冲环节，是冶金领域应用最广的精炼设备。然而，传统的LF在冶炼低氮钢和高氮钢时存在如下缺点LF在大气环境下工作，由于LF的精炼热源是靠电弧加热，电弧加热使空气中的氮气大量电离，电离的氮离子很容易渗入钢水中，造成钢水增氮和氮的可控性差，氮含量通常在40-90ppm之间波动，不适合冶炼氮含量小于 30ppm的低氮钢，也不能实现高氮钢(N含量>120ppm)的冶炼。
技术实现思路
本技术专利技术了ー种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，在传统LF炉的基础上，通过改造电极等方法，将LF炉的传统电弧改造成具有可控气氛的Ar/N2等离子弧，利用Ar等离子源可以冶炼氮含量小于30ppm以下的低氮钢，利用N等离子源的离子增氮效果，可以冶炼氮含量大于120ppm以上的高氮钢，解决了 LF不易冶炼低氮钢和氮的可控性差等缺点。本技术技术方案是ー种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，能完全兼容目前LF的所有功能，包含钢包、水冷炉盖、石墨电极、管道、电极夹持器、电源、气源，水冷炉盖设置在钢水包上，石墨电极穿过水冷炉盖进入钢包内，石墨电极为空心结构，具有电极中心通道，并设有电极夹持器，石墨电极经电极夹持器与电源连接，电极中心通道通过管道与气源连接。所说的气源是氮气瓶和氩气瓶或者氮气和氩气的外接气源管道。所说的管道上设置止回阀、流量计、减压阀，氮气瓶和氩气瓶连接的出口处分别设置电磁阀；气源的电磁阀分别与减压阀连接，减压阀与流量计连通，流量计与止回阀连接，止回阀与电极中心通道连通。所说的水冷炉盖上设有加料口和测温ロ，加料ロ与加料仓连接。钢包设置在钢包车上。所说的电源为低电压大电流三相交流电源。本技术的工作过程通过控制电磁阀实现氮气或者氩气的气源来源及其闭合，改变电极的等离子气源，以达到不同钢种的冶炼要求。在使用Ar作为等离子源时，精炼气氛为惰性保护性气氛，可避免电极和等离子弧直接与空气接触，避免电弧电离空气中的氮气造成钢水增氮；同时利用Ar等离子源达到类似真空脱气的效果，由Ar气泡构成的微小真空室实现钢水脱氮的目的，能实现钢水的低氮冶炼，可冶炼N含量<30ppm以下的低氮钢。当采用N2作为等离子源吋，则可以充分利用等离子弧对氮气的电离，发挥氮离子对钢水的渗氮能力，实现钢水增氮到120ppm以上，满足ー些需要高氮含量的钢种需求，替代用含氮合金增氮的方式，降低生产成本。本技术的特点本技术在传统LF炉的基础上，通过改造电极等方法，将LF炉的传统电弧改造成具有可控气氛的等离子弧，可以完全兼容目前LF炉的所有精炼功能；同吋，由于具备Ar/N2等离子源，可以分别采用Ar离子源冶炼低氮钢，采用N离子源冶炼高氮钢，能拓宽目前LF的精炼钢种范围，改善现有LF冶炼的钢水质量，降低生产成本。采用本精炼装置，利用Ar等离子源可以冶炼氮含量小于30ppm以下的低氮钢，还可利用N等离子源的离子增氮效果，冶炼氮含量大于120ppm以上的高氮钢，较传统冶炼高氮钢的合金增氮方法，采用本技术具有低成本的优势，同时能完全兼容炼传统LF的所有功能，具备冶炼低氣钢和闻氣钢的功能。 附图说明图I是本技术实施例示意图；图中1为钢包车,2为滑动水口，3为透气砖,4为钢包,5为水冷炉盖,6为石墨电极，7为电极中心通道,8为电极夹持器,9为接头与密封装置，10为管道,11为止回阀，12为流量计，13为减压阀，14为电磁阀，15为电磁阀，16为氮气瓶，17为氩气瓶，18为加料仓，19为加料ロ，20为测温ロ。具体实施方式以下通过实施例，对本技术作进ー步说明。ー种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，包含钢包4、水冷炉盖5、石墨电极6、管道、电极夹持器8、电源和起源，水冷炉盖设置在钢水包上，石墨电极穿过水冷炉盖进入钢水包内，石墨电极为空心结构，具有电极中心通道7，并设有电极夹持器8，石墨电极6经电极夹持器8与电源连接，电极中心通道通过管道与气源连接。所说的气源是氮气瓶16和氩气瓶17或者氮气和氩气的外接气源管道。所说的管道上设置止回阀11、流量计12、减压阀13，氮气瓶和氩气瓶连接的出口处分别设置电磁阀；氮气瓶和氩气瓶的电磁阀分别与减压阀13连接，减压阀13经管道与流量计12连通，流量计12与止回阀11连接，止回阀11经管道与电极中心通道连通。所说的水冷炉盖上设有加料ロ 19和测温ロ 20，加料ロ与加料仓18连接。钢水包设置在钢包车上。所说的电源为低电压大电流三相交流电源。本技术的具体操作如下带钢水的钢包4经钢包车I开至精炼エ位，水冷炉盖5降至工作位，测温、取样，将石墨电极6下降至渣面与钢液面之间，接通电源使电极起弧，最初通入小流量的载气，待等离子弧稳定后，増大供气量。可通过调节供电电压、气体流量来调节等离子弧长和加热强度。冶炼低氮钢时，与氩气瓶连接的电磁阀15打开，与氮气瓶连接的电磁阀14关闭，根据钢种成分温度和冶炼要求确定氩气的流量和加热时间。冶炼高 氮钢时，与氮气瓶连接的电磁阀14打开，与氩气瓶连接的电磁阀15关闭，根据钢水成分温度和冶炼要求确定氮气流量和加热时间。权利要求1.ー种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，包含钢包(4)、水冷炉盖(5)、石墨电极(6)、管道、电极夹持器(8)、电源和气源，水冷炉盖设置在钢水包上，石墨电极穿过水冷炉盖进入钢水包内，石墨电极为空心结构，具有电极中心通道(7)，并设有电极夹持器(8)，石墨电极(6)经电极夹持器(8)与电源连接，电极中心通道通过管道与气源连接。2.根据权利要求I所述之ー种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，所说的气源是氮气瓶(16)和氩气瓶(17)或者氮气和氩气的外接气源管道。3.根据权利要求2所述之ー种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，其特征在于所说的管道上设置止回阀(11)、流量计(12)、减压阀(13)，氮气瓶和氩气瓶连接的出口处分别设置电磁阀；氮气瓶和氩气瓶的电磁阀分别与减压阀(13)连接，减压阀(13)经管道与流量计(12)连通，流量计(12)与止回阀(11)连接，止回阀(11)经管道与电极中心通道连通。4.根据权利要求I或2所述之ー种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，其特征在于所说的水冷炉盖上设有加料ロ( 19)和测温ロ(20)，加料ロ与加料仓(18)连接。5.根据权利要求I或2所述之ー种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，其特征在于钢水包设置在钢包车上，所说的电源为低电压大电流三相交流电源。专利摘要本技术涉及一种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮和高氮钢的精炼装置，属于冶金行业炼钢精炼设备
技术方案是包含钢包(4)、水冷炉盖(5)、石墨电极(6)、管道、电极夹持器(8)、电源和气源，水冷炉盖设置在钢包上，石墨电极穿过水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用Ar/N2等离子源冶炼低氮钢和高氮钢的精炼装置，包含钢包（4）、水冷炉盖（5）、石墨电极（6）、管道、电极夹持器（8）、电源和气源，水冷炉盖设置在钢水包上，石墨电极穿过水冷炉盖进入钢水包内，石墨电极为空心结构，具有电极中心通道（7），并设有电极夹持器（8），石墨电极（6）经电极夹持器（8）与电源连接，电极中心通道通过管道与气源连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王义芳，胡志刚，赵英利，陈文，王凡，
申请(专利权)人：河北钢铁集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：