一种超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103602782103602782A(43)申请公布日2014.02.26(21)申请号201310562442.0(22)申请日2013.11.12(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人高金涛郭占成李军成(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.C21C7/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称一种超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法(57)摘要本发明提出一种超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法，属于特殊条件下的钢水洁净化技术领域。在钢铁生产流程中炼钢工序的出钢过程，直接使用椭圆形钢包替代普通钢包承接钢水，然后控制承载钢水的椭圆形钢包在水平方向上高速旋转，通过离心旋转产生的超重力实现钢水中非金属夹杂物的定向富集及去除。本发明用超重力技术实现了钢水中不同尺寸、不同类型的非金属夹杂物的定向富集及去除，显著提高了钢水的洁净度，改善了钢的强度、塑性、韧性等力学性能；同时本发明依托钢铁企业现有流程及装备，能有效的减轻炉外精炼工序的压力，缩短冶炼时间，加快全流程的生产节奏。CN103602782ACN1036278ACN103602782A权利要求书1/1页1.一种超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法，其特征在于：步骤一、在钢铁生产流程中炼钢工序的出钢过程中，利用椭圆形钢包（11）承接钢水；步骤二、将所述椭圆形钢包吊运至旋转平台的钢包支撑系统（12）上，通过电动机驱动钢包支撑系统（12）在旋转平台（14）上高速旋转，钢包支撑系统（12）带动椭圆形钢包（11）在水平方向上高速旋转，对钢水进行超重力分离，通过离心旋转产生的超重力实现钢水中非金属夹杂物的定向富集；步骤三、待超重力分离完成后关闭电动机，椭圆形钢包停止旋转，富集至钢包中心区域的非金属夹杂物聚集并上浮至钢水上表面；然后将钢包移出旋转平台，开启椭圆形钢包的下水口，使净化后的钢水经椭圆形钢包下水口流进另一个容器，使聚集并上浮的所述非金属夹杂物残留在椭圆形钢包内，最终实现钢水中非金属夹杂物的去除。2.如权利要求1所述超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法，其特征在于：所述炼钢工序可以是转炉炼钢工序、电炉炼钢工序或炉外精炼工序。3.如权利要求1所述超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法，其特征在于：所述炼钢工序可以是连铸工序，所述出钢过程位于中间包前或注锭前。4.如权利要求1所述超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法，其特征在于：其中，步骤二中的超重力系数大于200g，钢水温度控制在1600℃以上。5.如权利要求1所述超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法，其特征在于：步骤二中的超重力系数大于400g。6.如权利要求1所述超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法，其特征在于：步骤三中的超重力系数大于600g。7.一种应用于所述权利要求1-6任一超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法中的离心分离设备，其特征在于：所述离心分离设备包括椭圆形钢包（11）、钢包支撑系统（12）、轴承（13）、旋转平台（14）、传动轴（15）、调速电动机（16）、电动机支撑系统（17）；承载钢水的椭圆形钢包（11）经钢包支撑系统（12）支撑，电动机（16）通过连接的传动轴（15）驱动钢包支撑系统（12）在旋转平台（14）上高速旋转，再由钢包支撑系统（12）带动椭圆形钢包（11）实现离心旋转，通过离心旋转产生的超重力实现钢水中非金属夹杂物的定向富集。2CN103602782A说明书1/5页一种超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法技术领域[0001]本发明属于特殊条件下的钢水洁净化技术领域，具体涉及到一种超重力去除钢水中非金属夹杂物的方法。背景技术[0002]钢中的非金属夹杂物通常指氧化物、硫化物、磷化物以及一些高熔点的氮化物等非金属化合物，最显著的特点是其在钢中的存在状态不受一般热处理的显著影响。氧化物夹杂包括单一的金属氧化物、硅酸盐、尖晶石和各种钙铝酸盐；硫化物夹杂包括MnS、CaS等；磷化物夹杂包括CaP、BaP等还原脱磷产物；氮化物夹杂包括TiN、ZrN等，是钢水从大气中吸氮的产物。[0003]钢中非金属夹杂物的来源一般包括内生夹杂和外生夹杂两类。内生夹杂是由于炼钢脱氧操作时，向钢水中加入脱氧剂后形成的脱氧产物以及钢水凝固引起的夹杂物析出；外生夹杂主要包括炉渣卷入钢水形成的卷渣、钢水与炉衬耐材接触形成的侵蚀产物以及铁合金等炉料带入的夹杂等。钢水中非金属夹杂物的存在对钢的强度、塑性、韧性、切削性能、疲劳性能、焊接性能等均有着不同程度的危害。[0004]由于钢中非金属夹杂物对钢材性能的种种危