CN107354272A - 一种采用净化剂包芯线的rh精炼***及其精炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用净化剂包芯线的RH精炼***及其精炼方法，属于RH精炼技术领域。本发明RH精炼炉包括钢包、真空室和抽真空机构，所述真空室设置于钢包的上部，真空室下部的上升管和下降管***钢包中；喂线单元包括驱动机构、稳定轮组和喂线导管，驱动机构的驱动轮和从动轮对应设置，驱动机构用于驱动净化剂包芯线，稳定轮组设置于驱动机构和喂线导管之间；喂线导管的导管出口设置于上升管的上部；净化剂包芯线通过喂线单元喂入RH精炼炉净化钢液。本发明净化剂包芯线在上升管的上部与钢液进行接触，从而促进了净化剂包芯线与钢液的混合效果，净化剂包芯线可以促进夹杂物的长大、上浮、去除，进而提高钢液洁净度。

Description

一种采用净化剂包芯线的RH精炼***及其精炼方法

技术领域

本发明属于RH精炼技术领域，更具体地说，涉及一种采用净化剂包芯线的RH精炼***及其精炼方法。

背景技术

钢的性能主要取决于钢的化学成分和组织。钢中夹杂物的存在，破坏了钢基体的连续性，造成钢的组织的不均匀性，对钢的延展性、强度、韧性、疲劳性能、光洁度、耐腐蚀性能、焊接性能以及电磁性能都会产生很大的影响。连铸过程中还会造成水口结瘤，水口结瘤对连铸过程的生产和铸坯质量有很大的影响。因此，各国钢铁研究者投入较大精力致力于钢中夹杂物去除的研究，在夹杂物方面研究方面也取得了巨大成果。

包芯线技术是80年代在喷射冶金技术基础上发展起来的一种炉外精炼手段。包芯线适用于炼钢和铸造。包芯线有利于调整和控制易氧化元素和微量元素的含量，能较大幅度提高合金收得率，降低冶炼成本，缩短冶炼时间，精确控制成分。喂线所需的机械设备简单可靠，占地面积少，包芯线实现了钢液加入物质的精确控制。本发明开发出了一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，进而可以提高钢液精炼的效果。

经检索，发明创造的名称为：用于钢液合金化的包芯线及方法(申请号：201110120993.2申请日：2011-05-11)，该发明的技术方案可提高钒回收率，防止卡线和断线的发生，便于包芯线的喂入。该包芯线包括芯层和外皮，芯层含有氮化钒合金和硅钙合金。该方法主要是在包芯线的芯层内添加硅钙合金，然后将包芯线喂入钢液。通过在芯层内加入硅钙合金，可降低钢液中的自由氧含量，减少了钒与氧结合的可能性，从而使更多的钒参与合金化，进而提高了钒的回收率。但是该方法对钢液的净化效果有限，未降低钢中微细夹杂物的熔点，不能很好的促进夹杂物的长大、上浮、去除，不利于进一步提高钢产品的品质。

此外，发明创造的名称为：用于钢水脱硫的RH真空精炼***及脱硫方法(申请号：201410203660.X申请日：2014-05-14)，包括真空室以及上升管和下降管，上升管设置有至少一个提升气喷管；至少一个喷吹罐，其内装有脱硫粉剂，喷吹罐具有进料口和出料口，进料口高于出料口，出料口通过管道与提升气喷管连接，出料口设置有出料阀；提升气发送装置，与所述管道连接以向RH真空精炼装置中喷吹气体，喷吹罐内的脱硫粉剂通过提升气发送装置喷吹的气体被吹入RH真空精炼装置。根据本发明的用于钢水脱硫的RH真空精炼***可以显著提高钢水的脱硫效率。虽然该方法具有较好的脱硫效果，但是对钢液的净化效果有限。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中，现有的精炼方法难以有效的净化钢液的不足，提供一种采用净化剂包芯线的RH精炼***及其精炼方法，

其中的一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，通过净化剂包芯线通过喂线单元喂入RH精炼炉净化钢液，净化剂内芯用于净化钢液；净化剂包芯线可以促进夹杂物的长大、上浮、去除，进而提高钢液洁净度；

其中的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，钢液在转炉冶炼完成后，RH精炼的过程中，向钢液中加入脱氧剂和合金调节钢液成分，RH精炼末期通过喂线单元向钢液中喂入净化剂包芯线，净化剂包芯线可以促进夹杂物的长大、上浮、去除，进而提高钢液洁净度。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，包括RH精炼炉，该RH精炼炉包括钢包、真空室和抽真空机构，所述真空室设置于钢包的上部，真空室下部的上升管和下降管***钢包中，抽真空机构设置于真空室的上部，抽真空机构用于为真空室提供真空环境；以及喂线单元，喂线单元包括驱动机构、稳定轮组和喂线导管，驱动机构的驱动轮和从动轮对应设置，驱动机构用于驱动净化剂包芯线，稳定轮组设置于驱动机构和喂线导管之间；所述喂线导管伸入真空室内，该喂线导管的导管出口设置于上升管的上部；净化剂包芯线通过喂线单元喂入RH精炼炉净化钢液。

优选地，所述的净化剂包芯线包括净化剂内芯、金属丝网和钢带外壳层，所述钢带外壳层包覆于净化剂内芯的外部，钢带外壳层用于保护和固定净化剂内芯，该钢带外壳层上设置有微孔，所述钢带外壳层与净化剂内芯之间设置有一层金属丝网，所述的净化剂内芯用于净化钢液。

优选地，所述的净化剂包芯线的横截面为椭圆形。

优选地，净化剂内芯中包括净化剂，净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1；所述的有效组分包括金属铝、石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛和生物质；所述的粘合组分包括高岭土和磺化酚醛树脂。

本发明的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，钢液在转炉冶炼完成后，运送至RH精炼工艺，RH进站钢液温度1600～1640℃，RH的真空度≤67Pa，循环气体流量为150-300Nm³/h；RH精炼的过程中，向钢液中加入脱氧剂和合金调节钢液成分，RH精炼末期通过喂线单元向钢液中喂入净化剂包芯线，净化剂的加入量为钢液质量的0.05-1.5％。

优选地，所述的净化剂包芯线包括净化剂内芯、金属丝网和钢带外壳层，所述钢带外壳层包覆于净化剂内芯的外部，钢带外壳层用于保护和固定净化剂内芯，该钢带外壳层上设置有微孔，所述钢带外壳层与净化剂内芯之间设置有一层金属丝网，所述的净化剂内芯用于净化钢液。

优选地，净化剂内芯中包括净化剂，净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1；所述的有效组分包括金属铝、石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛和生物质；所述的粘合组分包括高岭土和磺化酚醛树脂。

优选地，所述的有效组分按照如下质量份组成：金属铝50～70份，石灰粉20～40份，石墨粉0～30份，二氧化钛5～20份，碳化硅粉5～15份，生物质2～4份，赤玉土0～1份，镁锰合金0-2份。

优选地，加入钢液净化剂后循环搅拌，混合搅拌的时间为：

k为温度系数，k＝2.5×10⁵～3.0×10⁵；

γ为净化剂的加入量；

T为RH进站钢液温度；

v为循环气体流量。

优选地，脱碳处理循环气体流量为150-250Nm³/h，脱碳处理后循环气体流量为250-300Nm³/h。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，通过净化剂包芯线通过喂线单元喂入RH精炼炉净化钢液，净化剂内芯用于净化钢液，喂线导管的导管出口设置于上升管的上部，净化剂包芯线在上升管的上部与钢液进行接触，并溶于钢液，上升管的上部与钢液的流动较好，从而促进了净化剂包芯线与钢液的混合效果，净化剂包芯线可以促进夹杂物的长大、上浮、去除，进而提高钢液洁净度；

(2)本发明的一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，净化剂包芯线的钢带外壳层包覆于净化剂内芯的外部，钢带外壳层用于保护和固定净化剂内芯，该钢带外壳层上设置有微孔，钢带外壳层与净化剂内芯之间设置有一层金属丝网，净化剂内芯用于净化钢液，钢带外壳层上设置有微孔，可以有效减小包芯线中夹杂的空气对钢液的影响，从而有效提高了钢液的质量；

(3)本发明的一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，通过将净化剂混合料黏合、制粒得到颗粒状的净化剂，有效组分和黏合组分的配合作用可以促进钢中夹杂物脱除、且不会对钢液产生二次污染，经过本净化剂处理后的钢液中残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，通过有效组分和黏合组分的配合作用，可以改善钢液的净化效果；

(4)本发明的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，在精炼过程中精炼渣中的(FeO+MnO)与制备得到的净化剂包芯线反应产生的Fe和Mn通过钢渣界面进入钢液，Al₂O₃、SiO₂被精炼渣吸收，从而降低精炼渣对钢液的氧化，洁净钢冶炼过程中，碳化硅能与钢液中的溶解氧和氧化物发生反应，降低钢液中氧含量，且反应产生的CO气体降低了固态氧化物的产生，CO气体上浮去除对钢液的搅拌作用进一步促进了夹杂物的上浮去除；

(5)本发明的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，在精炼过程中能使绝大部分固体簇状氧化铝夹杂变成低熔点富CaO低熔点的铝酸钙夹杂，降低了钢中高熔点的簇状Al₂O₃夹杂的含量，进而将高熔点脆性Al₂O₃夹杂通过改性生成低熔点的夹杂物，促进夹杂物上浮，并把易聚集长大MnS夹杂部分或全部改性成细小CaS夹杂，从而净化钢液。

附图说明

图1为本发明的净化剂包芯线的截面示意图；

图2为本发明实施例1的试样扫描电镜图片；

图3为本发明的一种采用净化剂包芯线的RH精炼***的结构示意图；

图4为本发明实施例4的净化剂包芯线的截面示意图；

图5为本发明实施例4的RH精炼***结构示意图。

附图中的标号说明：

100、RH精炼炉；110、钢包；120、真空室；131、上升管；132、下降管；140、鼓气机构；141、喷嘴；150、合金加料机构；160、抽真空机构；

200、喂线单元；210、驱动机构；211、驱动轮；212、从动轮；220、定位管；230、稳定轮组；240、喂线导管；241、导管出口；250、加热部件；

300、净化剂包芯线；310、净化剂内芯；320、金属丝网；330、钢带外壳；340、微孔。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并 不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1和图3所示，本实施例的一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，包括RH精炼炉100和喂线单元200，所述该RH精炼炉100包括钢包110、真空室120和抽真空机构160，所述真空室120设置于钢包110的上部，真空室120下部的上升管131和下降管132***钢包110中，抽真空机构160设置于真空室120的上部，抽真空机构160用于为真空室120提供真空环境；RH精炼炉100还包括鼓气机构140，该鼓气机构140的喷嘴141设置于上升管131的下部，鼓气机构140通过喷嘴141向上升管131中鼓入氩气，促进钢液在上升管131中上升。真空室120上设置有合金加料机构150，合金加料机构150设置于真空室120靠近上升管131一侧的侧壁上；该合金加料机构150用于向钢液中加入合金料，净化剂包芯线300的横截面为圆形。

本实施例的喂线单元200包括驱动机构210、稳定轮组230和喂线导管240，驱动机构210的驱动轮211和从动轮212对应设置，驱动机构210用于驱动净化剂包芯线300，稳定轮组230设置于驱动机构210和喂线导管240之间，驱动机构210与稳定轮组230设置有定位管220，定位管220用于定位净化剂包芯线300；喂线导管240的导管出口241设置于上升管131的上部；净化剂包芯线300通过喂线单元200喂入RH精炼炉100净化钢液，从而提高了钢液与净化剂包芯线300的混合效果，提高了净化剂包芯线300对钢液的净化效果。其中，喂线导管240上设置有加热部件250。所述的净化剂包芯线300包括净化剂内芯310、金属丝网320和钢带外壳层330，所述钢带外壳层330包覆于净化剂内芯310的外部，钢带外壳层330用于保护和固定净化剂内芯310，该钢带外壳层330上设置有微孔340，所述钢带外壳层330与净化剂内芯310之间设置有一层金属丝网320，所述的净化剂内芯310用于净化钢液。

本申请的申请人在之前已经申请了发明专利：一种用于钢液脱夹杂的钢液净化剂(专利申请号：2017103896965)，该专利的净化剂可以提高钢液的净化效果，具有显著地作用。但是，在使用的过程中申请人发现，颗粒状或者球状的净化剂在加入钢液的过程中难以有效的控制，且加入时机也得不到有效的控制；因此，本发明的申请人通过长一系列的研究，将净化剂制备得到净化剂包芯线，并创造性的提出了采用净化剂包芯线的RH精炼***，可有效、精确控制净化剂包芯线的加入量与加入时机。不仅如此，由于钢带外壳层330上设置有微孔 340，可以有效减小包芯线中夹杂的空气对钢液的影响，从而有效提高了钢液的质量。微孔340与金属丝网320的共同作用，既避免了净化剂散落，又可以避免包芯线中夹杂的气体进入钢液，进而影响钢液的净化效果。

本发明的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，RH处理前要求真空槽温度≥1300℃，真空设备必须完好，真空度能达到67Pa以下方可冶炼。RH进站钢液温度1600～1640℃，RH的真空度≤67Pa，本实施例RH进站钢液温度为1610℃，RH的真空度为60Pa；循环气体流量为150-300Nm³/h，具体操作为脱碳处理时，脱碳处理前期的循环气体流量为150-200Nm³/h，本实施例优选180Nm³/h，时间为8min；脱碳处理后期的循环气体流量为200-250Nm³/h，本实施例优选220Nm³/h，时间为5min；脱碳处理后循环气体流量为250-300Nm³/h，本实施例优选300Nm³/h。

RH精炼的过程中，向钢液中加入脱氧剂和合金调节钢液成分，脱氧剂为铝粒或者硅铁，或者两者的混合物；本实施例采用的为铝粒；合金为金属合金入合金必须提前进行烘烤处理，烘烤时间大于30min。RH精炼末期向钢液中加入净化剂，净化剂的加入量为钢液质量的0.05-1.5％，优选0.8-1.2％，本实施例为1％，加入钢液净化剂后循环搅拌3～10min。经过进一步的研究，申请人优化了搅拌的时间控制，具体的混合搅拌的时间为：

k为温度系数，k＝2.5×10⁵～3.0×10⁵，℃·m³，本实施例选2.7×10⁵；

γ为净化剂的加入量；

T为RH进站钢液温度；

v为循环气体流量，300Nm³/h＝5.0m³/min。

本实施例的净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1，本实施例优选8:1，有效组分包括金属铝、石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛和生物质，有效组分的按如下质量份金属铝50～70份，石灰粉20～40份，二氧化钛5～20份，碳化硅粉5～15份，生物质2～4份，本实施例选：金属铝60kg，石灰粉30kg，二氧化钛18kg，碳化硅粉15kg，生物质3kg。

值得注意的是：有效组分中的各组分均为粉状，且粒度≤0.1mm，即金属铝、石灰粉、二氧化钛、碳化硅粉为粉状，且金属铝、石灰粉、二氧化钛、生物质的粒度≤0.1mm，碳化硅粉的粒度≤0.05mm。值得注意的是：本实施例的生物质为农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物。

本实施例的金属铝中的Al含量大于92％，本实施例为93％；本实施例的石灰为活性石 灰，其是在煅烧温度1100℃而获得的晶粒小、孔隙率高、体积密度小的石灰，且本实施例所采用的石灰的活性度在330ml/4N-HCl。碳化硅粉由硅与碳元素以共价键结合的非金属碳化物。

本实施例的粘合组分包括高岭土和磺化酚醛树脂，粘合组分按如下质量份组成：高岭土60～80份，磺化酚醛树脂20～40份；本实施例选：高岭土70kg，磺化酚醛树脂30kg。

将净化剂加入到钢液中，净化剂对钢液净化的反应机理可能如下：精炼末期精炼渣中(FeO+MnO)含量大概在1～3％，当渣中的FeO、MnO含量较高时，将产生非金属夹杂物，不利于提高钢液的洁净度。在洁净钢冶炼过程中，为减少精炼中(FeO+MnO)与钢液中合金元素氧化反应的发生，因此有必要进一步降低精炼渣的氧化性。在钢液中加入净化剂，净化剂在钢液中可发生以下反应：

Al+3/2(FeO)＝1/2(Al₂O₃)+3/2[Fe]

Al+3/2(MnO)＝1/2(Al₂O₃)+3/2[Mn]

SiC+3(FeO)＝SiO₂+CO↑+3[Fe]

SiC+3[O]＝SiO₂+CO↑+3[Fe]

3(TiO₂)+C＝[Ti₃O₅]+CO

精炼渣中的(FeO+MnO)与净化剂反应产生的Fe和Mn通过钢渣界面进入钢液，Al₂O₃、SiO₂被精炼渣吸收，从而降低精炼渣对钢液的氧化。洁净钢冶炼过程中，碳化硅能与钢液中的溶解氧和氧化物发生反应，降低钢液中氧含量，且反应产生的CO气体降低了固态氧化物的产生，CO气体上浮去除对钢液的搅拌作用进一步促进了夹杂物的上浮去除。而且，钢渣中的氧化物在高温下促进并氧化生物质和磺化酚醛树脂分解生成H₂、CH₄、CO，且生物质反应速度迅速，促进了后续反应的进行，提高了反应的效率；H₂、CH₄可对渣中的[O]反应，从而直接降低钢液中的[O]含量，而且减少了脱氧夹杂物的产生，产生的气体对钢液进行搅拌，并在钢液中形成小的真空室，从而促进了夹杂物的上浮，提高了钢液的洁净度；且粘结组分中的磺化酚醛树脂可以在后期作为钢液搅拌的促进剂，提高了钢液的净化效果。且生物质中可与TiO₂反应，上述反应产生的Ti₃O₅是稳定的大离子半径的原子团，可以吸附其他的夹杂物，易上浮被精炼渣吸附去除。此外，本发明通过采用石灰粉对夹杂物进行变性处理，石灰粉在炼钢温度下比金属钙更稳定，且不容易挥发、不分解，而且不会产生由于喷吹法引起的钢液增氮，可以在原始钢液氧势很高的情况下，仍保持脱氧后总氧含量较低。

石灰粉的加入能使绝大部分固体簇状氧化铝夹杂变成低熔点富CaO低熔点的铝酸钙夹杂，降低了钢中高熔点的簇状Al₂O₃夹杂的含量，进而将高熔点脆性Al₂O₃夹杂通过改性生成低熔点的夹杂物，促进夹杂物上浮，并把易聚集长大MnS夹杂部分或全部改性成细小CaS夹杂，从而净化钢液，提高钢材质量。本发明的净化剂金属铝、碳化硅粉、生物质可以降低 钢液及渣中的氧化性，且碳化硅粉、生物质反应生成的气体对钢液进行搅拌，促进了钢液中的夹杂物上浮，促进钢中夹杂物上浮至钢渣界面，与此同时净化剂对钢液中的夹杂物进行改性，在本发明净化剂各组分共同作用下，降低了了钢液中的氧化性，能够有效促进钢液中夹杂物脱除和夹杂物改性，改性后的夹杂物成为多层球体，夹杂物细小、且分布均匀，高熔点夹杂物能够向低熔点夹杂物转变，有利于夹杂物的去除，且在气体搅拌的作用下钢液中残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，不会对钢铁制品性能产生影响，从而提高了钢液的质量。在RH精炼后期，将净化剂包芯线通过喂线机喂入钢液中，从而对钢液进行净化处理，检测改性之后钢液中的全氧含量，并记录如表1所示；钢样的扫描电镜图片如图2所示。

分析发现未采用净化剂的钢中夹杂物数量较多，夹杂物类型主要为高熔点的簇状Al₂O₃夹杂，夹杂物尺寸大于3μm的占70％以上，大于10μm的占夹杂物总量的20％左右。经钢液净化剂处理后钢中的夹杂物数量较少，夹杂物尺寸较小，尺寸小于3μm的占夹杂物总量80％，夹杂物类型主要为镁铝尖晶石和硅酸盐类夹杂物，钢中单独存在的Al₂O₃夹杂较少。试验研究表明采用钢液净化剂处理后的钢中夹杂物含量显著降低，钢中夹杂物发生了变性，钢液的净化效果明显。采用实施例1的净化剂处理后的钢液中残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，不会对钢铁制品性能产生影响。

对比例1

本对比例的基本内容同实施例1，不同之处在于：本发明的净化剂为球形颗粒状，颗粒直径为5～10mm；检测改性之后钢液中的全氧含量，并记录如表1所示。

表1 加入净化剂前后钢液中的全氧含量/ppm

如表1和图2所示，对比例1与是实施例1进行对比可以发现，采用包芯线净化剂，可以进一步的降低钢液中的全氧含量，这是由于包芯线可精确控制净化剂包芯线的加入时机和加入量，且包芯线的微孔4与金属丝网2的共同作用，既避免了净化剂散落，又可以避免包芯线中夹杂的气体进入钢液，进而影响钢液的净化效果。

本实施例净化剂包芯线300的制备方法，具体步骤如下：

步骤一：制备黏合组分

按质量份称取高岭土70kg和磺化酚醛树脂30kg在干燥箱中干燥，干燥完成后在搅拌机 中混合搅拌15～20min，本实施例为18min，混合均匀得到黏合组分；

步骤二：制备有效组分

按质量份称取金属铝60kg、石灰粉30kg、二氧化钛18kg、碳化硅粉15kg和生物质3kg在干燥箱中干燥，干燥完成后在搅拌机中混合搅拌25～30min，本实施例为30min，混合均匀得到有效组分；

步骤三：净化剂混合料

将黏合组分加入到有效组分的搅拌机中，且有效组分和黏合组分的质量比为8:1，混合完成得到净化剂混合料；

步骤四：包覆包芯线

将净化剂混合料包覆于钢带外壳层330内部，所述钢带外壳层330内层设置有金属丝网320，再将的钢带外壳层330上开设微孔340得到净化剂包芯线，而后将净化剂在密闭条件下70℃下保温1h；而后将净化剂包芯线在干燥箱中干燥，冷却密封待用。

混合的过程中CaO对生物质进行改质处理，进而提高了净化剂颗粒的强度，避免颗粒粉化，且生物质在高温条件在在金属元素的促进下生物质的分解，碳化硅粉、生物质和金属铝共同作用降低了钢液中的氧含量，产生气体加快了反应的进行，碳化硅粉、生物质可进一步产生气体促进夹杂物上浮，石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛改善钢液去夹杂过程中夹杂上浮去除的动力学条件，并对对夹杂物进行改性或者吸附，从而促进了钢液中的夹杂物上浮，进一步地促进夹杂物的去除，减少钢中非金属夹杂物的含量，提高了钢液的质量。

本发明的净化剂对钢液中夹杂物脱除、且不会二次污染钢液的研究，经过本发明脱除的钢液中的残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，不会对钢制品性能产生影响。

实施例2

本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：净化剂为颗粒状，净化剂为球形颗粒状，颗粒直径为5～10mm；净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1，本实施例优选5:1。

本实施例净化剂中的有效组分还包括石墨粉、赤玉土和镁锰合金；有效组分按照如下质量份组成，金属铝50～70份，石灰粉20～40份，石墨粉0～30份，二氧化钛5～20份，碳化硅粉5～15份，生物质2～4份，赤玉土0～1份，镁锰合金0-2份；本实施例为金属铝50kg，石灰粉20kg，石墨粉10kg，二氧化钛5kg，碳化硅粉5kg，生物质4kg，赤玉土1kg，镁锰合金2kg。

本发明进一步提高了脱氧效果，这可能是由于金属铝、石墨粉、生物质、碳化硅、赤玉 土和镁锰合金粉共同作用促进了钢液中的氧的脱除，镁锰合金粉一方面具有较好的脱氧效果，而且镁锰合金粉进一步的促进了金属铝、生物质和碳化硅等物质进行脱氧，且石墨粉、生物质和碳化硅粉反应生成的气体对钢液进行搅拌，赤玉土和二氧化钛共同的反应产物对夹杂物进行吸附，促进了夹杂物的上浮，进而提高了钢液的质量，实验结果基本同实施例1。

实施例3

本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：净化剂的黏合组分还包括淀粉和高岭土，黏合组分按照如下质量份组成：高岭土60～80份，磺化酚醛树脂20～40份，淀粉0-10份，油砂0-5份。本实施例按照如下质量组成：高岭土80kg，磺化酚醛树脂40kg，淀粉5kg，油砂2kg。有效组分和黏合组分的质量比为6:1，混合完成得到净化剂混合料。实验结果基本同实施例1。

实施例4

本实施例的基本内容同实施例2，不同之处在于：净化剂为颗粒状，净化剂为球形颗粒状，颗粒直径为5～10mm；净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1，本实施例优选10:1。

本实施例净化剂中的有效组分还包括尿素，所述的尿素为颗粒状；本实施例为金属铝70kg，石灰粉40kg，石墨粉30kg，二氧化钛20kg，碳化硅粉15kg，生物质2kg，赤玉土1kg，镁锰合金1kg，尿素0.2kg。如图4所示，所述的净化剂包芯线300的横截面为椭圆形，椭圆形不仅增大了钢液与净化剂包芯线300，而且促进了净化剂包芯线300与钢液的溶解、混合，提高了净化效果。椭圆形短轴与长轴的比为2/3～3/4。

如图5所示，净化剂包芯线300的横截面为椭圆形，所述的上升管131顶部的内径大于上升管131底部的内径，上升管131的内径由下至上逐渐增大。所述喂线导管240通过真空室120的顶部伸入真空室120内；所述喂线导管240上设置有加热部件250，且加热部件250与真空室120的顶部相接触。

将净化剂在钢液中，而后检测改性之后钢液中的全氧含量，实验结果基本同实施例1。处理后的钢液中残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，不会对钢铁制品性能产生影响。本发明进一步提高了脱氧效果，这可能是由于金属铝、石墨粉、生物质、碳化硅、赤玉土、镁锰合金粉和尿素共同作用促进了钢液中的氧的脱除，镁锰合金粉一方面具有较好的脱氧效果，而且镁锰合金粉进一步的促进了金属铝、生物质和碳化硅等物质进行脱氧，且石墨粉、生物质和碳化硅粉反应生成的气体对钢液进行搅拌，特别是尿素在受热时会迅速分解生成分解物，分解物中的氨类物质具有较强的还原性，提高了脱氧效果，且反应产物产生的气体对钢液进行搅拌，提高了夹杂物的上浮。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、(例如各个实施例之间的)组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。例如，在本发明中，术语“优选地”不是排他性的，这里它的意思是“优选地，但是并不限于”。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (10)

1.一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，其特征在于：包括

RH精炼炉(100)，该RH精炼炉(100)包括钢包(110)、真空室(120)和抽真空机构(160)，所述真空室(120)设置于钢包(110)的上部，真空室(120)下部的上升管(131)和下降管(132)***钢包(110)中，抽真空机构(160)设置于真空室(120)的上部，抽真空机构(160)用于为真空室(120)提供真空环境；以及

喂线单元(200)，喂线单元(200)包括驱动机构(210)、稳定轮组(230)和喂线导管(240)，驱动机构(210)的驱动轮(211)和从动轮(212)对应设置，驱动机构(210)用于驱动净化剂包芯线(300)，稳定轮组(230)设置于驱动机构(210)和喂线导管(240)之间；所述喂线导管(240)伸入真空室(120)内，该喂线导管(240)的导管出口(241)设置于上升管(131)的上部；

净化剂包芯线(300)通过喂线单元(200)喂入RH精炼炉(100)净化钢液。

2.根据权利要求1所述的一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，其特征在于，所述的净化剂包芯线(300)包括净化剂内芯(310)、金属丝网(320)和钢带外壳层(330)，所述钢带外壳层(330)包覆于净化剂内芯(310)的外部，钢带外壳层(330)用于保护和固定净化剂内芯(310)，该钢带外壳层(330)上设置有微孔(340)，所述钢带外壳层(330)与净化剂内芯(310)之间设置有一层金属丝网(320)，所述的净化剂内芯(310)用于净化钢液。

3.根据权利要求1所述的一种采用净化剂包芯线的RH精炼***，其特征在于，所述的净化剂包芯线(300)的横截面为椭圆形。

4.根据权利要求2或3所述的一种炼钢用的净化剂包芯线，其特征在于：净化剂内芯(310)中包括净化剂，净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1；所述的有效组分包括金属铝、石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛和生物质；所述的粘合组分包括高岭土和磺化酚醛树脂。

5.一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，其特征在于：钢液在转炉冶炼完成后，运送至RH精炼工艺，RH进站钢液温度1600～1640℃；RH精炼的过程中，向钢液中加入脱氧剂和合金调节钢液成分，RH精炼末期通过喂线单元(200)向钢液中喂入净化剂包芯线(300)，净化剂的加入量为钢液质量的0.05-1.5％。

6.根据权利要求5所述的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，其特征在于：所述的净化剂包芯线(300)包括净化剂内芯(310)、金属丝网(320)和钢带外壳层(330)，所述钢带外壳层(330)包覆于净化剂内芯(310)的外部，钢带外壳层(330)用于保护和固定净化剂内芯(310)，该钢带外壳层(330)上设置有微孔(340)，所述钢带外壳层(330)与净化剂内芯(310)之间设置有一层金属丝网(320)，所述的净化剂内芯(310)用于净化钢液。

7.根据权利要求5所述的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，其特征在于：净化剂内芯(310)中包括净化剂，净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1；所述的有效组分包括金属铝、石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛和生物质；所述的粘合组分包括高岭土和磺化酚醛树脂。

8.根据权利要求7所述的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，其特征在于：所述的有效组分按照如下质量份组成：金属铝50～70份，石灰粉20～40份，石墨粉0～30份，二氧化钛5～20份，碳化硅粉5～15份，生物质2～4份，赤玉土0～1份，镁锰合金0-2份。

9.根据权利要求7所述的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，其特征在于：加入钢液净化剂后循环搅拌，搅拌的时间为：

<mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&amp;gamma;</mi> <mi>k</mi> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mo>-</mo> <mn>1500</mn> <mo>)</mo> <mi>v</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>

k为温度系数，k＝2.5×10⁵～3.0×10⁵；

γ为净化剂的加入量；

T为RH进站钢液温度；

v为循环气体流量。

10.根据权利要求7所述的一种采用净化剂包芯线RH精炼***的精炼方法，其特征在于：脱碳处理循环气体流量为150-250Nm³/h，脱碳处理后循环气体流量为250-300Nm³/h。