CN101805817B - 一种用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超低氢钢的冶炼方法，是使用单嘴精炼炉脱氢的操作方法。本发明是使用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的冶炼方法。使用本方法冶炼出H≤1.5ppm超低氢钢，本发明通过控制出钢渣层厚度、到站钢水温度和到站氢含量等初始条件，在真空条件下调节单嘴炉浸渍管插入深度、真空度、和钢包偏心底吹氩气搅拌钢水来达到脱氢的目的。因此，本发明具有如下优点：1.钢水处理时间短，耐材消耗低、浸渍管结瘤小；2.冶炼时间短、喷溅小、密封圈消耗少、钢包侵蚀不严重、成本低廉、操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种超低氢钢的冶炼方法，是使用单嘴精炼炉脱氢的操作方法。
背景技术
目前大规模生产超低氢钢的方法主要为RH和VD的冶炼方法。
①RH(真空循环脱气法Ruhrstahl和Heraeus公司开发的)采用双吸嘴式浸渍管，钢包中钢水插入浸渍管后抽真空，真空下供氧和管壁侧吹供氩的方法冶炼超低氢钢。本方法由于采用双吸嘴式浸渍管，其环流量小、钢液流速快，造成钢水处理时间长、真空室结瘤严重、浸渍管耐材寿命短的问题。
②VD(真空罐内钢包吹氧脱氢法vacuum decarbruization)采用罐式真空环境，底吹氩气或氮气达到冶炼超低氢钢的目的，在控制出钢渣厚≤100mm、到站钢水温度1560℃～1680℃、到站0.0002％≤H≤0.0006％的条件下，钢包和钢水全部放置在真空罐中后抽真空，真空下控制底吹氩气搅拌钢水脱氢的方法冶炼超低氢钢。本方法由于是罐式真空，产生了喷溅严重，温降大，冶炼周期长，密封圈寿命低，钢包耐材寿命短的问题。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的采用双吸嘴式浸渍管，其环流量小造成钢水处理时间长、真空室结瘤严重、浸渍管耐材寿命短的问题等的技术问题；提供了一种钢水处理时间短，浸渍管耐材消耗低、真空室结瘤少的用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法。
本发明还有一目的是解决现有技术所存在的由于是罐式真空，产生了喷溅严重，冶炼周期长，密封圈寿命低，钢包耐材寿命短等的技术问题；提供了一种冶炼时间短、喷溅小、密封圈消耗少、钢包侵蚀不严重、成本低廉、操作简单的用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法，在控制出钢渣厚为30mm～200mm、到站钢水温度为1560℃～1680℃、到站氢含量H以质量百分比计(下同)为0.0002％～0.0008％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1.1：钢水到站后先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为3NL/min/吨钢～7.5NL/min/吨钢，待钢水裸露面积达到30％～80％；
步骤1.2：然后将单嘴炉浸渍管插入钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为200mm～550mm；
步骤1.3：抽真空使真空室真空度在尽可能短的时间内达到40Pa～100Pa，并在进行抽真空过程的同时进行钢包底吹氩，直至钢水脱氢处理结束。
在上述的一种用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法所述的步骤1.3中，所述的抽真空过程需在5min以内完成，使真空室真空度达到40Pa～100Pa后保持该真空度直至钢水脱氢处理结束。
在上述的一种用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法，所述的步骤1.3中，吹氩流量为0.3NL/min/吨钢～7NL/min/吨钢，氩气流量不变一直保持至钢水脱氢处理结束。
作为另一种方案，在上述的一种用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法，所述的步骤1.3中，所述的吹氩过程分为如下步骤：
步骤8.1，保持吹氩流量为0.3NL/min/吨钢～3NL/min/吨钢5～8分钟；
步骤8.2，完成步骤8.1后，选择吹氩流量1NL/min/吨钢～7.5NL/min/吨钢，直至钢水脱氢处理结束。
因此，本发明具有如下优点：1.钢水处理时间短，耐材消耗低、真空室结瘤少；2.冶炼时间短、喷溅小、密封圈消耗少、钢包侵蚀不严重、成本低廉、操作简单。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
控制出钢渣厚＝30mm、到站钢水温度1570℃、到站氢含量H＝0.0008％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1：先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为5NL/min/吨钢，使得钢水裸露面积达到50％；
步骤2：然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为400mm。
步骤3：抽真空3分钟达真空度为78Pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩流量为3NL/min/吨钢，氩气流量不变一直保持到钢水处理结束，吹氩时间为小于或者等于18min。
实施例2：
控制出钢渣厚＝50mm、到站钢水温度1615℃、到站氢含量H＝0.0004％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1：先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为4NL/min/吨钢，使得钢水裸露面积达到40％；
步骤2：然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为350mm。
步骤3：抽真空2分钟达真空度为68Pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩流量为2NL/min/吨钢，氩气流量不变一直保持到钢水处理结束，吹氩时间为16min。
实施例3：
控制出钢渣厚＝50mm、到站钢水温度1615℃、到站氢含量H＝0.0007％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1：先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为7NL/min/吨钢，使得钢水裸露面积达到60％
步骤2：然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为350mm。
步骤3：抽真空4分钟达真空度为68Pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩流量为3.7NL/min/吨钢，氩气流量不变一直保持到钢水处理结束，总吹氩时间为20min。
实施例4：
控制出钢渣厚＝90mm、到站钢水温度1635℃、到站氢含量H＝0.00033％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1：先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为4.5NL/min/吨钢，使得钢水裸露面积达到70％；
步骤2：然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为280mm。
步骤3：抽真空8分钟达真空度为47Pa。在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩步骤为：
步骤3.1：保持吹氩流量为2.35NL/min/吨钢，且吹氩时间为7分钟；
步骤3.2：完成步骤3.1后，选择吹氩流量4.7NL/min/吨钢直至钢水处理结束，吹氩总时间为20min。
实施例5：
控制出钢渣厚＝150mm、到站钢水温度1650℃、到站氢含量H＝0.00038％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1：先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为4.5NL/min/吨钢，使得钢水裸露面积达到76％；
步骤2：然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为500mm。
步骤3：抽真空7分钟达真空度为56Pa。在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩步骤为：
步骤3.1：保持吹氩流量为2.5NL/min/吨钢，且吹氩时间为6分钟；
步骤3.2：完成步骤3.1后，选择吹氩流量5.5NL/min/吨钢直至钢水处理结束，吹氩总时间为20min。
实施例6：
控制出钢渣厚＝150mm、到站钢水温度1650℃、到站氢含量H＝0.00055％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1：先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为6.5NL/min/吨钢，使得钢水裸露面积达到40％；
步骤2：然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为500mm。
步骤3：抽真空6分钟达真空度为56Pa。在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩步骤为：
步骤3.1：保持吹氩流量为2.8NL/min/吨钢，且吹氩时间为5分钟；
步骤3.2：完成步骤3.1后，选择吹氩流量6.7NL/min/吨钢直至钢水处理结束，吹氩总时间为20min。
实施例7：
控制出钢渣厚＝150mm、到站钢水温度1650℃、到站氢含量H＝0.025％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1：先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为6.5NL/min/吨钢，使得钢水裸露面积达到40％；
步骤2：然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为500mm；
步骤3：抽真空6分钟达真空度为56Pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩步骤为：
步骤3.1：保持吹氩流量为2.8NL/min/吨钢，且吹氩时间为8分钟；
步骤3.2：完成步骤3.1后，选择吹氩流量6.7NL/min/吨钢直至钢水处理结束，吹氩总时间为15min。
实施例8：
控制出钢渣厚＝50mm、到站钢水温度1615℃、到站氢含量H＝0.00026％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1：先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为6.8NL/min/吨钢，使得钢水裸露面积达到60％；
步骤2：然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为350mm；
步骤3：抽真空6分钟达真空度为68Pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩流量为3.7NL/min/吨钢，氩气流量不变一直保持到钢水处理结束，吹氩时间为18min。
在本发明中，能将初始氢含量H≤0.0008％的钢水冶炼至含氢0.00002％～0.00015％的超低氢钢，在上述实施例中，能分别将：
实例1.含初始氢为0.00051％的钢水冶炼至含氢0.00012％的超低氢钢；
实例2.含初始氢为0.00041％的钢水冶炼至含氢0.00010％的超低氢钢；
实例3.含初始氢为0.0007％的钢水冶炼至含氢0.00013％的超低氢钢；
实例4.含初始氢为0.00033％的钢水冶炼至含氢0.00009％的超低氢钢；
实例5.含初始氢为0.00038％的钢水冶炼至含氢0.00013％的超低氢钢；
实例6.含初始氢为0.00055％的钢水冶炼至含氢0.0001％的超低氢钢；
实例7.含初始氢为0.00025％的钢水冶炼至含氢0.00009％的超低氢钢；
实例8.含初始氢为0.00026％的钢水冶炼至含氢0.00010％的超低氢钢；
在本发明中，钢水处理结束标准为处理后的钢水中氢含量达到用户所需实际钢种要求脱氢的目标值。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (4)
1.一种用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法，在控制出钢渣厚为30mm～200mm、到站钢水温度为1560℃～1680℃、到站氢含量以质量百分比计为0.0002％～0.0008％的初始条件下，进行以下步骤：
步骤1.1：钢水到站后先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为1NL/min/吨钢～7.5NL/min/吨钢，待钢水裸露面积达到30％～80％；
步骤1.2：然后将单嘴炉浸渍管插入钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为200mm～550mm；
步骤1.3：抽真空并在进行抽真空过程的同时进行钢包底吹氩气，抽真空过程需在1min～5min内完成，使真空室真空度达到40Pa～100Pa后保持该真空度直至钢水脱氢处理结束。
2.根据权利要求1所述一种用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法，其特征在于所述的步骤1.2中，调节单嘴炉浸渍管插入深度为200-500mm。
3.根据权利要求1所述一种用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法，其特征在于所述的步骤1.3中，吹氩气流量为1NL/min/吨钢～7NL/min/吨钢，氩气流量不变直至钢水脱氢处理结束。
4.根据权利要求1所述一种用单嘴精炼炉冶炼超低氢钢的方法，其特征在于所述的步骤1.3中，所述的吹氩气过程分为如下步骤：
步骤5.1保持吹氩流量为1NL/min/吨钢～3NL/min/吨钢，且吹氩时间为5～8分钟；
步骤5.2完成步骤5.1后，选择吹氩气流量3NL/min/吨钢～7.5NL/min/吨钢，直至钢水脱氢处理结束。
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