本發(fā)明涉及煉鋼，尤其涉及一種納米粒子易于在鋼中均勻彌散分布的粉劑加入方法。

背景技術(shù)：

1、在鋼水冶煉過(guò)程中，常會(huì)向鋼中加入一定量粉劑對(duì)鋼水進(jìn)行合金化、夾雜物變性處理，或者進(jìn)行脫硫等去除雜質(zhì)元素的操作。由于粉劑的粒度細(xì)小，而且密度通常小于鋼水密度，同時(shí)冶煉過(guò)程中鋼水溫度高、鋼水表面通常覆蓋有一層渣料等原因，通常需要采取特殊的方式和設(shè)備添加粉劑，以達(dá)到能夠?qū)⒎蹌┘尤氲戒撍胁⑶揖哂休^高的收得率的目的。

2、目前，向鋼中加入粉劑的方式通常有以下兩種：

3、一種是采用包芯線(xiàn)的方式，即將需要加入的粉劑用薄鋼帶或其它金屬薄帶包裹起來(lái)做成線(xiàn)材，形成芯部為所需加入的粉劑、外層為具有一定強(qiáng)度的金屬層的包芯線(xiàn)，然后通過(guò)喂線(xiàn)設(shè)備將包芯線(xiàn)從鋼水上部以一定的速度喂入鋼水中。由于外層金屬薄帶具有一定的強(qiáng)度，并且包芯線(xiàn)以一定的速度喂入鋼水中，因此包芯線(xiàn)可插入鋼水中一定的深度，從而實(shí)現(xiàn)將粉劑加入到鋼水中的目的。但由于包芯線(xiàn)內(nèi)的粉劑聚集在一起，并且在制作包芯線(xiàn)時(shí)會(huì)將粉劑壓實(shí)，因此加入鋼水中后粉劑容易燒結(jié)、聚集在一起，不易均勻、彌散分布在鋼水中，導(dǎo)致向鋼中加入粉劑的實(shí)際效果較差。

4、另一種是采用噴吹的方式，即將需要加入的粉劑通過(guò)噴吹裝置，采用高壓氣體將粉劑從熔煉鋼水爐口上部噴吹入鋼水中。雖然采用該方式可以將粉劑噴吹入鋼中，但由于噴吹的氣體壓強(qiáng)有限，或者因氣體壓強(qiáng)過(guò)大容易造成鋼水噴濺等原因，粉劑噴入鋼水中的深度受到限制，造成粉劑噴入鋼水中后大部分迅速上浮并進(jìn)入渣中，粉劑的收得率較低，同樣不易使粉劑均勻、彌散分布在鋼水中，導(dǎo)致向鋼中加入粉劑的實(shí)際效果較差。

5、申請(qǐng)公布號(hào)為cn?109777920?a的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了“一種轉(zhuǎn)爐出鋼噴粉精煉脫硫方法及裝置”，可在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中，通過(guò)噴槍以ar(或n2)為粉料的噴出載氣，向出鋼過(guò)程的鋼液流股噴吹粉狀脫硫劑，使其伴隨著鋼液流股進(jìn)入鋼包內(nèi)，并在鋼包底部底吹氬攪拌的作用下實(shí)現(xiàn)充分混合，提高粉狀脫硫劑與鋼液的接觸比表面積、增加相間傳質(zhì)速率和鋼液脫硫反應(yīng)速率，提高粉狀脫硫劑的有效利用效率、加快脫硫精煉生產(chǎn)節(jié)奏、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的高效精煉處理。粉狀脫硫劑可替換為碳粉、脫硫粉劑、脫磷粉劑或合金粉劑等，可實(shí)現(xiàn)多功能精煉，不僅適于鋼液的脫硫精煉工藝，還可以適用其他精煉工藝。但該方式僅適合顆粒較大粉劑的加入，對(duì)于納米級(jí)或微米級(jí)的細(xì)小顆粒，在加入時(shí)粉劑容易分散到周?chē)諝庵校斐蓢?yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，而且粉劑的收得率也比較低。

6、授權(quán)公告號(hào)為cn?111593252?b的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了“一種稀土鋼冶煉方法”，通過(guò)嚴(yán)控稀土加入前各工序的操作參數(shù)，頂渣成分和鋼液中的氧、硫含量，為稀土金屬的加入提供一個(gè)良好的條件。對(duì)使用稀土金屬的純度、粒度和加入時(shí)的包裝容器進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保證稀土的收得率和在鋼中的均勻分布。同時(shí)保證加入的稀土能夠快速穿過(guò)渣層進(jìn)入鋼液中，并在鋼液中達(dá)到一定的深度，使得稀土金屬能夠在鋼液中快速熔化，并通過(guò)軟吹氬的作用在鋼液中均勻分布。但其是將所加入的稀土粉劑全部裝入一個(gè)密閉容器內(nèi)再加入鋼中，在鋼中熔化后容易造成粉劑燒結(jié)成塊，不易均勻、彌散分布在鋼中。

7、申請(qǐng)公布號(hào)為cn?101319259?a的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了“一種細(xì)小氧化物彌散鋼的制備方法”，包括以下步驟(i)脫氧產(chǎn)物的去除:當(dāng)鋼液脫氧后，通過(guò)噴粉、喂線(xiàn)、射丸或球體直接喂入的方法，在lf、rh、vd或cas-ob工位向鋼液喂入粉劑、包芯線(xiàn)、復(fù)合球丸或復(fù)合球體；(ii)彌散氧化物的生成:當(dāng)鋼液氧含量在o.0001％～o.008％時(shí)，向鋼液中添加脫氧元素ti、zr、re、y、al、ca、mg和ba中的任意一種。該方法是直接向鋼水中添加有益氧化物及添加反應(yīng)物質(zhì)，短時(shí)間內(nèi)快速的去除鋼中的脫氧產(chǎn)物，并且添加一定數(shù)量的脫氧劑和氧源從而生產(chǎn)細(xì)小氧化物彌散鋼，從而對(duì)鋼液中氧化物夾雜的控制更為有效和安全，并可以穩(wěn)定而快速的大量生產(chǎn)氧化物粒徑小于1μm的細(xì)小氧化物彌散鋼。但其采用的噴粉、喂線(xiàn)、射丸或球體直接喂入的方式向鋼液喂入粉劑、包芯線(xiàn)、復(fù)合球丸或復(fù)合球體，仍然屬于上述兩種常規(guī)的加入方法，容易造成粉劑加入時(shí)燒結(jié)成塊，或者不易均勻、彌散分布在鋼水中。

8、到目前為止，還沒(méi)有一種有效的方法，既能保證加入的粉劑在鋼水中不燒結(jié)、聚集在一起，又能保證粉劑能夠均勻、彌散地分布在鋼水中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種納米粒子易于在鋼中均勻彌散分布的粉劑加入方法，適用于向鋼中加入納米級(jí)或微米級(jí)的粉劑，并且能夠使加入的粉劑粒子均勻、彌散地分布在鋼水中；從根本上解決了其它粉劑加入方式易產(chǎn)生的粉劑粒子燒結(jié)、聚集，不易彌散分布在鋼水中的問(wèn)題，從而避免了環(huán)境污染，提高了粉劑的收得率。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種納米粒子易于在鋼中均勻彌散分布的粉劑加入方法，采用脈沖氣壓控制的方式，通過(guò)載氣將粉劑自煉鋼爐/精煉爐的底部噴吹入鋼水中，所述粉劑由納米級(jí)的粒子組成。

4、所述粉劑中的納米粒子帶有同種電荷。

5、進(jìn)一步的，所述載氣為氬氣、氮?dú)?、二氧化碳?xì)怏w中的一種，或者兩種以上的混合氣體。

6、進(jìn)一步的，所述載氣的氣體壓強(qiáng)為0.1～3.0mpa。

7、進(jìn)一步的，脈沖氣壓波形的控制參數(shù)為：0.5mpa≤脈沖幅度pm≤2.9mpa，0.01s≤脈沖上升時(shí)間tr≤0.1s，0.01s≤脈沖下降時(shí)間tf≤0.1s，0.1s≤脈沖寬度tw≤1s，0.20s≤脈沖周期t≤2.00s，0.5hz≤脈沖頻率f≤5hz。

8、一種納米粒子易于在鋼中均勻彌散分布的粉劑加入方法，通過(guò)一種粉劑加入裝置實(shí)現(xiàn)；所述粉劑加入裝置包括粉劑料倉(cāng)、混合倉(cāng)、電荷加載器及載氣噴吹管；所述粉劑料倉(cāng)的底部設(shè)粉劑出口；所述混合倉(cāng)設(shè)粉劑入口、載氣入口及混合物出口，其中粉劑入口與粉劑料倉(cāng)的粉劑出口相連，載氣入口連接帶壓載氣氣源，混合物出口通過(guò)載氣噴吹管依次連接電荷加載器及煉鋼爐/精煉爐的底部噴吹口；所述電荷加載器為橄欖球狀，其內(nèi)部開(kāi)設(shè)混合物流道供載氣與粉劑的混合物通過(guò)；混合物流道的內(nèi)壁上無(wú)規(guī)則地密集設(shè)置大量橡膠材質(zhì)的半球形凸起，載氣攜帶粉劑高速通過(guò)混合物流道時(shí)，通過(guò)與半球狀凸起的摩擦使納米粒子帶上同種電荷，由于同種電荷相互排斥，當(dāng)粉劑加入到鋼水中后納米粒子能夠在鋼水中均勻、彌散地分布。

9、進(jìn)一步的，所述電荷加載器中部最大直徑≤300mm，兩端開(kāi)口直徑與載氣噴吹管的直徑相適應(yīng)。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

11、1)采用脈沖氣壓控制的方式，可使載氣更容易攜帶細(xì)小的粉劑粒子噴射入鋼水中，有利于粉劑粒子在鋼中的擴(kuò)散，提高粉劑粒子與鋼液的接觸比表面積、增加相間傳質(zhì)速率和與鋼液的反應(yīng)速率，提高粉劑粒子的有效利用效率和收得率。并且，與常規(guī)的固定氣壓方式相比，不易堵塞煉鋼爐或精煉爐底部的噴吹氣體通道，有利于保證氣體通道的暢通。

12、2)采用粉劑加入裝置時(shí)，粉劑在噴入鋼水前先通過(guò)電荷加載器。當(dāng)載氣攜帶著由納米粒子組成的粉劑高速通過(guò)時(shí)，粉劑與電荷加載器內(nèi)壁上大量的橡膠材質(zhì)的半球形凸起產(chǎn)生摩擦，使納米粒子帶上同種電荷，由于同種電荷互相排斥，粉劑加入到鋼水中后納米粒子更容易擴(kuò)散，不會(huì)聚集或燒結(jié)在一起，最終實(shí)現(xiàn)納米粒子均勻、彌散地分布在鋼水中。

13、3)采用本發(fā)明的加入方法，可使納米級(jí)或微米級(jí)的細(xì)小粉劑粒子更容易加入到鋼水中，并且可使加入的粉劑粒子均勻、彌散地在鋼中分布，達(dá)到更好的加入效果，提高粉劑的收得率。

14、4)本發(fā)明所述方法特別適用于向鋼中加入納米級(jí)或微米級(jí)的細(xì)小、超細(xì)小粉劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼水進(jìn)行合金化、脫除雜質(zhì)元素以及對(duì)鋼中夾雜物進(jìn)行有效控制等鋼水冶煉過(guò)程。

15、5)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，有利于推廣應(yīng)用。