一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法技术方案

本发明专利技术公开了一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法，属于钢水炉外精炼技术领域。本发明专利技术的步骤一：预处理，将钢包移动至钢包座上，并将浸渍管浸入钢液液面以下；步骤二：真空精炼，对RH真空精炼系统的RH真空炉进行抽真空，通过下层喷嘴和上层喷嘴向上升管中吹入氩气，钢液在氩气的作用下，由上升管中进入真空室，并由下降管中回流至钢包中，完成真空精炼；步骤三：合金化，由合金料斗向真空室的钢液中加入合金原料进行合金化；合金化完成之后，检测钢液成分，钢液达到目标成分则完成钢液精炼。本发明专利技术的真空精炼方法增大了钢液中气体流量的饱和点，不仅提高了循环流量，而且改善了气体在钢液流场中的分布，从而提高钢液的精炼效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢水炉外精炼
，更具体地说，涉及一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法。
技术介绍
RH是法西德鲁尔钢铁公司(Ruhrstahl)和赫拉欧斯(Hereaeus)共同设计开发的一种钢液炉外精炼方法[1]。RH法是炉外精炼的重要手段，其具有脱气、脱碳、脱氧以及均匀钢液成分与温度，促进非金属夹杂物上浮等作用。RH真空精炼炉下部设置有浸渍管，RH真空精炼炉精炼钢液的过程中，先将下部的浸入管插入钢包钢液面下部中，并对真空室进行抽真空，而后在上升管的下部向钢液中吹入氩气作为驱动气体，使得上升管中钢液的表观密度比下降管中的密度小，并在氩气气泡的带动下，上升管中的钢液随氩气气泡上升进入真空室，从而进行脱气、脱碳、脱氧反应，在真空室中精炼完成后，真空室中的钢水在重力作用下从下降管回流到钢包中。由于RH真空精炼过程中，钢液是由钢包中不断进入真空室再循环至钢包中进行循环精炼。因此，RH真空精炼炉的循环流量是衡量精炼效果的重要指标。循环流量直接影响着钢液脱气、脱碳、脱硫等精炼反应的速度与效果，并限制着钢液成分和温度均匀化，所以循环流量是限制RH真空精炼炉精炼效果的关键环节。现有的研究人员主要是通过提高精炼炉的循环流量来提高提高RH真空精炼炉的精炼效果。循环流量(Q)可由以下经验公式表示： Q = 114 × G 1 3 × d 4 3 × [ l n p 0 p ] 1 3 ]]>其中：G为供气流量(单位：m3/min)；d为浸渍管直径(单位：m)；Po为大气压力(单位：Pa)；P为真空室残余压力(单位：Pa)由经验公式可以得出，循环流量与供气流量和浸渍管直径成正相关，即循环流量随着供气流量和浸渍管直径的增大而增大；循环流量与真空室残余压力成负相关，循环流量随真空室残余压力的减小而增大。因此，增大供气流量、渍管直径和降低真空室残余压力是增大RH真空精炼炉循环流量的主要途径。但是，上述途径存在以下问题：1)增大供气流量虽然在一定程度上增大循环流量，但是当供气流量较大时，气体体积占的比例较大，使得气泡的抽引效率下降，反而降低钢液的循环流量；2)浸渍管直径受到钢包尺寸的限制，当钢包尺寸已经确定，那么浸渍管直径就难以进一步增大；3)真空室抽真空需要消耗大量的能源，如果继续通过降低真空室残余压力来提高循环流量是不经济的。上述的技术问题限制着RH真空精炼炉钢液循环流量的增大，迫切需要从技术和经济的角度上寻求适宜的解决方案，从而提高RH真空精炼炉的精炼效果，达到钢液高效率和低成本精炼的双重目的。经检索，已经有相关的技术方案公开。其中：RH真空精炼装置的一体式浸渍管(专利号：ZL201320106192.5，公告日：2013.07.31)[2]，通过取消浸渍管的上升管与下降管的耐火衬之间的间隙，使得在保持RH真空精炼装置的主体尺寸不变的条件下，增大上升管与下降管的内径，进而增大循环流量。但是，该方法对循环流量的增加极其有限。另外，专利技术创造的名称：RH真空精炼装置所用的浸渍管(专利号：ZL201410091028.0，公布日：2014.06.04)，RH真空精炼装置所用套筒式浸渍管(专利号：ZL201410090574.2，公告日：2014.06.18)[3-4]，上述技术方案将浸渍管设置为套筒式，从而来增大浸渍管的直径，以增加循环流量。由文献检索可以发现，为了提高RH真空精炼炉的精炼效果，现有的技术人员已经形成了通过增大浸渍管的直径来提高循环流量的思维定式。参考文献：[1]王鹏.RH炉外精炼的应用和研究[C]//中国金属学会青年学术年会.2010.[2]中冶赛迪工程技术股份有限公司.RH真空精炼装置的一体式浸渍管：中国，ZL201320106192.5[P].2013.07.31.[3]东北大学.RH真空精炼装置所用的浸渍管：中国，ZL201410091028.0[P].2014.06.04.[4]东北大学.RH真空精炼装置所用套筒式浸渍管：中国，ZL201410090574.2[P].2014.06.18.
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中，循环流量是限制RH真空精炼炉精炼效果的关键环节，现有的方法难以有效地提高RH精炼法的循环流量的不足，提供一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法，实现RH真空精炼过程中的循环流量显著增大，并提高RH真空精炼炉的精炼效果。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法，步骤一：预处理将钢包移动至钢包座上，并将浸渍管浸入钢液液面以下；步骤二：真空精炼对RH真空精炼系统的RH真空炉进行抽真空，通过下层喷嘴和上层喷嘴向上升管中吹入氩气，钢液在氩气的作用下，由上升管中进入真空室，并由下降管中回流至钢包中，完成真空精炼；步骤三：合金化由合金料斗向真空室的钢液中加入合金原料进行合金化；合金化完成之后，检测钢液成分，钢液达到目标成分则完成钢液精炼。更进一步地，步骤一：预处理的具体步骤如下：(1)打开下层供气阀，通过第一供气装置为下层喷嘴提供氩气；打开上层供气阀，通过第二供气装置为上层喷嘴提供氩气；(2)钢包随钢包座的推动不断抬升，并将浸渍管浸入钢液液面以下。更进一步地，步骤二：真空精炼的具体步骤如下：(1)打开抽气管的真空阀，采用真空泵对RH真空精炼炉的真空室进行抽真空处理；(2)继续抽真空，当RH真空精炼炉的真空室的压力为1500-2000Pa时，调节第一供气装置的氩气供气流量为：1.0-2.0m3/min；第二供气装置的氩气供气流量为：0.8-1.2m3/min；上升管上底面的面积大于下底面的面积，且上升管水平截面的面积沿着其轴向由下至上逐渐增大，钢液在氩气的驱动下由上升管中的不断的流入真空室，在重力的作用下真空室的钢液由下降管中不断地回流至钢包中，使钢水产生循环。上述技术方案的技术效果为：(1)上升管上底面的面积大于下底面的面积，从而在不改变现有RH真空精炼装置对钢包适应条件的情况下，增大RH真空精炼炉浸渍管钢液的流通面积，从而增大真空循环脱气装置RH的循环流量，以改善RH真空精炼炉的精炼效果。(2)由于下层喷嘴的喷气流量大于上层喷嘴，而且上升管水平截面的面积沿着其轴向由下至上逐渐增大，使得上层喷嘴喷入的较小氩气气泡，从而进一步增大了钢液中的气体饱和量，在增大气泡对钢液的推动力的同时，改善了气体在钢液流场中的分布，提高了钢液的循环流量。更进一步地，所述的RH真空精炼系统包括RH真空精炼炉、钢包座、第一供气装置、第二供气装置、真空泵和合金料斗，所述的RH真空精炼炉下部设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法，其特征在于：步骤一：预处理将钢包(501)移动至钢包座(500)上，并将浸渍管浸入钢液液面以下；步骤二：真空精炼对RH真空精炼系统的RH真空炉进行抽真空，通过下层喷嘴(111)和上层喷嘴(112)向上升管中吹入氩气，钢液在氩气的作用下，由上升管中进入真空室(400)，并由下降管中回流至钢包中，完成真空精炼；步骤三：合金化由合金料斗(800)向真空室(400)的钢液中加入合金原料进行合金化；合金化完成之后，检测钢液成分，钢液达到目标成分则完成钢液精炼。

【技术特征摘要】
1.一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法，其特征在于：步骤一：预处理将钢包(501)移动至钢包座(500)上，并将浸渍管浸入钢液液面以下；步骤二：真空精炼对RH真空精炼系统的RH真空炉进行抽真空，通过下层喷嘴(111)和上层喷嘴(112)向上升管中吹入氩气，钢液在氩气的作用下，由上升管中进入真空室(400)，并由下降管中回流至钢包中，完成真空精炼；步骤三：合金化由合金料斗(800)向真空室(400)的钢液中加入合金原料进行合金化；合金化完成之后，检测钢液成分，钢液达到目标成分则完成钢液精炼。2.根据权利要求1所述的一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法，其特征在于：步骤一：预处理的具体步骤如下：(1)打开下层供气阀(611)，通过第一供气装置(610)为下层喷嘴(111)提供氩气；打开上层供气阀(621)，通过第二供气装置(620)为上层喷嘴(112)提供氩气；(2)钢包(501)随钢包座(500)的推动不断抬升，并将浸渍管浸入钢液液面以下。3.根据权利要求1所述的一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法，其特征在于：步骤二：真空精炼的具体步骤如下：(1)打开抽气管(702)的真空阀(701)，采用真空泵(700)对RH真空精炼炉的真空室(400)进行抽真空处理；(2)继续抽真空，当RH真空精炼炉的真空室(400)的压力为1500-2000Pa时，调节第一供气装置(610)的氩气供气流量为：1.0-2.0m3/min；第二供气装置(620)的氩气供气流量为：0.8-1.2m3/min；上升管上底面的面积大于下底面的面积，且上升管水平截面的面积沿着其轴向由下至上逐渐增大，钢液在氩气的驱动下由上升管中的不断的流入真空室(400)，在重力的作用下真空室(400)的钢液由下降管中不断地回流至钢包(501)中，使钢水产生循环。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法，其特征在于：所述的RH真空精炼系统包括RH真空精炼炉、钢包座(500)、第一供气装置(610)、第二供气装置(620)、真空泵(700)和合金料斗(800)，所述的RH真空精炼炉下部设置有钢包座(500)，钢包座(500)上设置有钢包(501)，所述的RH真空精炼炉通过气体管道分别与第一供气装置(610)和第二供气装置(620)相连，所述的真空泵(700)通过抽气管(702)与RH真空精炼炉上部相连，所述的合金料斗(800)通过加料管与RH真空精炼炉顶部相连。5.根据权利要求4所述的一种采用RH真空精炼系统的钢液精炼方法，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳强，张成博，裴晓航，张炯，张龙，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34