一种脱氧钢块及钢水脱氧方法

技术领域

本发明涉及钢水脱氧技术领域，具体为一种脱氧钢块及钢水脱氧方法。

背景技术

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400-600×10

申请号为CN200910272870.3的中国发明公开了一种钢水脱氧及合金化方法。

该发明虽然利用合金吹喷管对钢水内的氧进行脱除，但是需要同步通入氩气以及保护渣。

申请号为CN202110852163.2的中国发明公开了一种在LF精炼中对钢水进行脱氧、脱硫的方法及装置。

该发明采用镁蒸汽进行脱硫和脱氧，但其具体脱硫脱氧过程需要依靠多种气体按序完成脱硫脱氧操作。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种脱氧钢块及钢水脱氧方法，解决了以下技术问题：

1、现有利用合金吹喷管对钢水内的氧进行脱除，但是需要同步通入氩气以及保护渣；

2、现有采用镁蒸汽进行脱硫和脱氧，但其具体脱硫脱氧过程需要依靠多种气体按序完成脱硫脱氧操作。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种脱氧钢块，用于钢水的脱氧，所述钢块上设置有喷射结构，所述喷射结构内设置有镁；

所述镁在加热气化后能够推动钢块；

所述气化后的镁进入钢水后能够为钢水脱氧；

所述镁在加热气化后从喷射结构中喷出。

优选的，所述钢块外缘上圆周设置有多个喷射结构，所述喷射结构的喷射方向不与钢块的重心相交；

当喷射结构的镁被加热至气化后能够推动钢块进行旋转。

优选的，所述喷射结构为喷管，所述喷管的末端设置有封堵，所述封堵在被钢水加热熔化后能被气化的镁冲破。

优选的，所述喷射结构的喷射方向与钢块所在平面平行。

优选的，所述喷射结构的喷射方向与钢块所在平面不平行、且均倾斜向上。

优选的，所述钢块的顶部设置有向上喷射结构，所述向上喷射结构的喷射方向垂直向上，所述向上喷射结构内设置有镁。

优选的，所述钢块的底部设置有螺旋结构，所述螺旋结构能够在钢块在钢水中下沉时带动钢块转动。

一种钢水脱氧方法，包括一种脱氧钢块和如下步骤：

如钢块的密度大于钢水的密度：

S1A：将钢块放置在钢水表面，钢块能够在自身重力的作用下，下降并吸收钢水的热量后升温；

S2A:当钢块的喷射结构内的镁被加热气化后将从喷射结构中喷出，喷出的镁在钢水中进行脱氧反应，同时由于镁的喷出能够推动钢块在钢水中改变位置，也会改变喷射结构的喷射方向；

如钢块的密度小于钢水的密度：

S1B：将钢块放置在钢水表面，钢块将吸收钢水的温度后升温；

S2B：当钢块的喷射结构内的镁被加热气化后将从喷射结构中喷出，喷出的镁在钢水中进行脱氧反应，同时由于镁的喷出能够推动钢块在钢水中改变位置，也会改变喷射结构的喷射方向；

如钢块顶部的顶部设置有向上喷射结构：钢块顶部设置的向上喷射结构内的气化的镁被喷出后将提供反作用力来使钢块向钢水底部移动；

如钢块喷射结构的喷射方向与钢块所在平面不平行、且均倾斜向上：喷射结构喷射出镁蒸汽后垂直向上提供的分力将提供反作用力使钢块向钢水底部移动。

优选的，所述脱氧方法中根据脱氧需要的镁量在喷射结构以及向上喷射结构中添加镁。

(三)有益效果

本发明提供了一种脱氧钢块及钢水脱氧方法。具备以下有益效果：

(1)、该脱氧钢块及钢水脱氧方法采用圆周布置的喷射结构，在镁气体喷出时能够时钢块旋转，进而使镁气体在钢水中均匀扩散，进而有效对钢水中的氧进行脱除。

(2)、该脱氧钢块及钢水脱氧方法通过在钢块的顶部设置喷射结构的方式，可以基本上消除对于钢块密度(镁占比)的要求，顶部喷射结构所喷出的镁气体能够推动钢块向钢水底部移动。

附图说明

图1为本发明钢块俯视图；

图2为本发明钢块结构平剖图；

图3为本发明钢块结构侧视图(喷射结构喷射方向与钢块平面平行)；

图4为本发明钢块结构纵剖图；

图5为本发明钢块结构侧视图(喷射结构喷射方向与钢块平面不平行)；

图6为本发明钢块结构侧视图(底部连接有螺旋结构)；

图7为本发明钢块旋转状态示意图。

图中：1、钢块；2、喷射结构；3、向上喷射结构；4、封堵；5、螺旋结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：钢块1的密度大于钢水的密度

在钢块1的密度大于钢水的密度时，可以选择以下方案对钢水进行脱氧：

方案1：让钢块1在自身重力作用下在钢水中下沉

钢块1可以选用饼型(或其他质量均匀，利于旋转的形状)，制造时在钢块1的某个横截面上开设多个喷嘴结构，喷嘴结构的喷射方向最好能够形成一个切圆，这样镁气体喷射的时候可以带动钢块1均匀转动，并且在喷嘴结构中放入等量的镁，由于此时的钢块1的密度和钢水的密度差距不是很大，因此钢块1的下降过程较慢，最好在放置完镁之后将喷嘴的出口处进行一定程度的封堵，避免在钢块1的下降过程中镁被提前(沉入钢水底部前)加热为气体而导致钢块1过早旋转并将镁气体释放完毕。进行封堵后可以延缓镁气体的释放时间，因为镁被加热为气体后由于封堵的存在无法直接从喷嘴中喷出，需要再等待封堵被加热至无法承受镁气体的压力后破坏封堵，使镁气体喷出带动钢块1转动，而这个等待的时间可以让钢块1充分下沉，具体喷射时间点的下沉的深度本领域技术人员能够通过有限次实验得出封堵4应该有的厚度。

另外封堵的设置也可以防止镁熔化后直接从喷嘴中流入钢水进而导致无法在喷嘴内形成镁蒸汽。

方案2：使钢块1在钢水中加速下沉

在方案1的基础上，在钢块1的顶部设置向上喷射结构3，并且在向上喷射结构中加入镁，加工时可以在钢块1的顶部开设多个喷嘴，在使用时根据需要的下沉速度来选择其中几个喷嘴来加入镁，加入完镁后需要钢块1顶部的喷嘴进行封堵，避免镁熔化后直接流入钢水。

在钢块1下降的过程中，顶部喷嘴内的镁蒸汽冲破封堵后即可为钢块1提供加速下沉的动力。

除此之外，也可以在方案1的基础上，采用喷射结构2的喷射方向与钢块1所在平面不平行、且均倾斜向上(如图5)，这样在镁气体喷出时可以为钢块1提供一个向下的力，进而提高钢块1的下沉速度。

在本实施例1中为了提高钢块1的稳定性，以及在钢块1圆周上传热的均匀性，方案1和方案2中均可以在钢块1的底部设置螺旋结构5使钢块1下沉的过程中即可进行一定程度的转动。另外设置螺旋结构5可以使钢块1的重心下移，使钢块1在钢水中的下沉更为稳定。

实施例2：钢块1的密度小于钢水的密度

此时钢块1的密度小于了钢水的密度，因此不能依靠钢块1自身的重力来使钢块1在钢水中自主下沉。

因此实施例2中只能采用在钢块1的顶部设置向上喷射结构3，并且在向上喷射结构中加入镁，加工时可以在钢块1的顶部开设多个喷嘴，在使用时根据需要的下沉速度来选择其中几个喷嘴来加入镁，加入完镁后需要钢块1顶部的喷嘴进行封堵，避免镁熔化后直接流入钢水。

在钢块1下降的过程中，顶部喷嘴内的镁蒸汽冲破封堵后即可为钢块1提供加速下沉的动力。

或者采用采用喷射结构2的喷射方向与钢块1所在平面不平行、且均倾斜向上(如图5)，这样在镁气体喷出时可以为钢块1提供一个向下的分力，进而提高钢块1的下沉速度。

需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。