CN102560009A - 一种rh真空精炼底吹喷粉装置 - Google Patents

Abstract

一种RH真空精炼底吹喷粉装置，包括驱动气体系统、真空室、钢包和底吹喷粉构件，真空室设置于钢包上方，驱动气体系统包括驱动气体通道和与其相连的空气压缩机，真空室底部设有上升管和下降管，上升管和下降管伸入钢液中，驱动气体通道与上升管相连通，底吹喷粉构件包括喷粉元件和蓄气室，喷粉元件外套装有钢套，蓄气室固定在喷粉元件下方，蓄气室端口的粉气流输送管与喷粉系统相连，喷粉元件上设有缝隙，所述底吹喷粉构件设置在钢包底部，数目为1或2个，底吹喷粉构件与钢包底部中心的距离为0~0.9倍钢包底部半径，喷粉元件贯穿钢包底部。该装置通过将真空精炼、钢水循环流动及底吹喷粉精炼结合，增强搅拌效果和改善钢质量。

Description

一种RH真空精炼底吹喷粉装置

技术领域

本发明属于钢铁精炼技术领域，特别涉及一种RH真空精炼底吹喷粉装置。

背景技术

钢铁精炼常规采用的是RH循环真空脱气法，该方法是将真空精炼与钢水循环流动结合起来，RH技术不断发展，衍生出两大工艺：一是与吹氧脱碳相结合，衍生出吹氧循环真空脱气(RH-OB)法；二是与喷粉冶金相结合附加喷粉功能，如新日铁的循环脱气喷粉(RH-PB)法。采用循环脱气喷粉可实现真空脱气，减少杂质，均匀成分和温度，并可实现喷粉脱硫、脱磷等功能，处理后钢中氢含量w[H]<0.0002%，去氢率50%~80%，氮含量w[N]<0.004%，去氮率15%~25%，氧含量w[o]=0.002%~0.004%，减少夹杂物65%以上，终点碳w[C]≤0.0035%，适用于对氢含量要求严格的钢种，如低碳薄板钢、超低碳深冲钢、厚板钢、硅钢、轴承钢和重轨钢，主要用于超低硫磷钢、薄板钢等的处理。

目前，常用的钢铁精炼处理方法主要是RH-Injection法和RH-PB法。如图1所示为RH-Injection法装置结构示意图，其喷枪A直接插入钢液中与钢液接触，作为消耗品的喷枪A，价格高，但使用寿命不长，导致精炼处理工艺的成本增加；喷枪A使用时，下降有可能触碰凸包，引起巨大震动，严重影响钢水处理计划和生产调度；喷枪行程一定，但钢水液面高度变化较大，使得喷枪A浸入或太深或太浅，影响操作的稳定性，不利于生产；喷枪A剥落或断裂进入钢液将严重影响钢液质量；如遇停电等事故，不但喷枪A可能损坏，整包钢水也有可能报废。如图2所示为RH-PB法装置结构示意图，该装置在真空室侧部设置粉末喷吹构件B，虽然克服了喷枪直接插入钢液的缺点，但喷嘴离液面近，容易引发喷溅，而且喷粉冶金效率低。

发明内容

为克服现有钢铁真空精炼装置的缺陷与不足，本发明提供一种RH真空精炼底吹喷粉装置，通过将真空精炼、钢水循环流动及底吹喷粉精炼结合起来，增强搅拌效果、提高喷入粉剂的收得率、缩短处理周期、提高生产能力、改善钢质量、安全稳定生产、降低高附加值优质钢的生产成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种RH真空精炼底吹喷粉装置，包括驱动气体系统、真空室、钢包和底吹喷粉构件，真空室设置于钢包上方，驱动气体系统包括驱动气体通道和与驱动气体通道相连的空气压缩机，真空室底部设有上升管和下降管，上升管和下降管伸入钢包内的钢液中且末端开口，驱动气体通道与上升管相连通，底吹喷粉构件包括喷粉元件和蓄气室，喷粉元件由耐火材料制成，喷粉元件外套装有钢套，钢套两侧设有凸出的连接部分，蓄气室通过上述连接部分固定连接在喷粉元件下方，蓄气室端口的粉气流输送管与喷粉系统相连，喷粉元件上设有直线缝隙或环形缝隙，所述底吹喷粉构件设置在钢包底部，数目为1或2个，底吹喷粉构件与钢包底部中心的距离为0~0.9倍钢包底部半径，喷粉元件贯穿钢包底部。

所述喷粉元件采用圆台形的缝隙式透气砖，直线缝隙以喷粉元件中心为圆心沿喷粉元件半径方向呈辐射状布置，环形缝隙与喷粉元件中心同心。

所述直线缝隙宽度为0.01~1mm，条数为10~80条；环形缝隙宽度为0.01~1mm，条数为2~60条。

本发明的有益效果是：

（1）该装置克服了传统真空精炼喷吹工艺喷枪易堵塞，使用寿命短，操作不稳定，喷枪易剥落污染钢液的缺陷，降低了生产成本，提高了操作安全性，提高了个钢生产质量，利于生产持续、可靠、稳定进行，而且喷粉精炼过程无喷溅，稳定可靠；

（2）采用该装置进行真空精炼喷吹工艺操作，加强了钢包的循环流动，基本上消除了钢包内钢温度和成分的不均匀性，加之喷粉的搅拌作用，加快了相间传质和传热速率，脱氧、脱硫、脱磷速率大大提高，合金收得率提高0.5~1.0%，渣料利用率提高10~35%；

（3）采用该装置可将钢包底吹工艺与RH真空精炼工艺相结合，生产周期短，生产能力高，并能减少电能消耗1~10%。

附图说明

图1是传统RH-Injection法装置结构示意图；

图2是传统RH-PB法装置结构示意图；

图3是本发明实施例1的底吹喷粉装置整体结构示意图；

图4是本发明实施例1的底吹喷粉构件布置示意图；

图5是本发明实施例1的底吹喷粉构件结构示意图； 

图6是本发明实施例1的底吹喷粉构件缝隙布置示意图；

图7是本发明实施例2的底吹喷粉构件布置示意图；

图8是本发明实施例3的底吹喷粉构件缝隙布置示意图；

图9是图8的  A-A剖视图；             

图中：A、喷枪；B、粉末喷吹构件；1、驱动气体通道；2、上升管；3、真空室；4、下降管；5、钢包；6、底吹喷粉构件；7、喷粉元件；8a、直线缝隙；8b、环形缝隙；9、钢套；10、连接螺栓；11、蓄气室；12螺孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的RH真空精炼底吹喷粉装置，包括驱动气体系统、真空室3、钢包5和底吹喷粉构件6，真空室3设置于钢包5上方，驱动气体系统包括驱动气体通道1和与驱动气体通道1相连的空气压缩机，真空室3底部设有上升管2和下降管4，上升管2和下降管4伸入钢包5内的钢液中且末端开口，驱动气体通道1与上升管2相连通，底吹喷粉构件6包括喷粉元件7和蓄气室11，喷粉元件7为耐火材料制成，喷粉元件7外套装有钢套9，钢套9两侧设有凸出的连接部分，连接部分设有螺孔12，蓄气室11通过连接部分和连接螺栓10固定连接在喷粉元件7下方，蓄气室11端口的粉气流输送管与喷粉系统相连，喷粉系统采用传统RH真空精炼工艺的喷粉系统，所述喷粉元件7采用圆台形的缝隙式透气砖，喷粉元件7上设有直线缝隙或环形缝隙，直线缝隙8a以喷粉元件7中心为圆心沿喷粉元件7半径方向呈辐射状布置，环形缝隙8b与喷粉元件7中心同心，所述底吹喷粉构件6设置在钢包5底部，数目为1或2个，底吹喷粉构件6与钢包5底部中心的距离为0~0.9倍钢包5底部半径，喷粉元件7贯穿钢包5底部。

采用本发明的RH真空精炼底吹喷粉装置进行钢液的喷吹精炼时，首先开启真空泵，将真空室3内抽真空，根据真空室3内液面高度的需要调节真空度大小，开启驱动气体系统，通过上升管2向真空室3内供气，使真空室3内形成钢液循环流，根据喷吹强度和粉气比，调节与喷粉元件7连接的喷粉系统参数，进行喷吹精炼。粉剂的喷入量为该种粉剂在本炉加入量的10~100wt%，粉剂粒度范围为200~400目，喷吹时载气压力为0.1~1.5MPa，粉气比为2~12。本发明在现有的底吹氩工艺基础上，控制喷吹压力0.1~1.5MPa，通过载干燥氩气吹入脱氧剂、脱硫剂、脱磷剂和合金粉剂等粉剂，使喷入的粉剂全部熔入钢液，同时利用钢液深度的全部行程，增加粉剂在钢液中的停留时间，提高利用率，缩短RH炉的处理时间，提高钢质量。

实施例1：

本实施例设计一种RH真空精炼底吹喷粉装置，如图3所示，包括驱动气体系统、真空室3、钢包5和底吹喷粉构件6，真空室3设置于钢包5上方，驱动气体系统包括驱动气体通道1和与驱动气体通道1相连的空气压缩机，真空室3底部设有上升管2和下降管4，上升管2和下降管4伸入钢包5内的钢液中且末端开口，驱动气体通道1与上升管2相连通，底吹喷粉构件6包括喷粉元件7和蓄气室11，喷粉元件7为耐火材料制成，喷粉元件7外套装有钢套9，钢套9两侧设有凸出的连接部分，连接部分设有螺孔12，蓄气室11通过连接部分和连接螺栓10固定连接在喷粉元件7下方，蓄气室11端口的粉气流输送管与喷粉系统相连，喷粉系统采用传统喷粉精炼工艺的喷粉系统；如图5、图6所示，所述喷粉元件7采用圆台形的缝隙式透气砖，透气砖出口直径为120mm，喷粉元件7上设有直线缝隙8a，直线缝隙8a条数为18条，缝隙宽度为0.15mm，直线缝隙8a以喷粉元件7中心为圆心沿喷粉元件7半径方向呈辐射状对称布置；如图4所示，所述底吹喷粉构件6设置在钢包5底部，数目为1个，底吹喷粉构件6与钢包5底部中心的距离为0.5倍钢包5底部半径，喷粉元件7贯穿钢包5底部。

采用该装置进行循环脱气底吹喷粉精炼，粉剂采用钝化石灰，粉剂粒度为200~400目，干燥氩气压力为0.5Mpa，粉气比为5，冶炼30min，处理后测定粉剂的穿透比为92%，处理后可实现w[H]<0.00015%，w[N]<0.004%，w[C]<0.003%，w[S]<0.001%，w[P]<0.002%，节约电能1~10%。

实施例2：

与实施例1基本相同，不同之处在于底吹喷粉构件6数目为2个，对称设置在钢包5底部，即双孔底吹喷粉精炼结构形式，即如图7所示；直线缝隙8a条数为16条。

采用该装置进行循环脱气底吹喷粉精炼，粉剂粒度为200~400目，干燥氩气压力为0.6Mpa，粉气比为8，冶炼20min，增强了钢包5的搅拌强度，熔池内温度成分均匀，，而且缩短了精炼周期，处理后测定粉剂的穿透比大于90%， 处理后可实现w[H]<0.00015%，w[N]<0.004%，w[C]<0.003%，w[S]<0.001%，w[P]<0.002%，节约电能1~10%。

实施例3：

与实施例1基本相同，不同之处在于底吹喷粉构件6的喷粉元件7上设有与喷粉元件7中心同心的环形缝隙8b，环形缝隙8b条数为2条，如图8、图9所示；缝隙宽度为0.14mm。

采用该装置进行循环脱气底吹喷粉精炼，粉剂粒度为200~400目，干燥氩气压力为0.6Mpa，粉气比为6，冶炼35min，处理后测定粉剂的穿透比为93%， 处理后可实现w[H]<0.00015%，w[N]<0.004%，w[C]<0.003%，w[S]<0.001%，w[P]<0.002%，节约电能1~10%。 

Claims (3)

1.一种RH真空精炼底吹喷粉装置，包括驱动气体系统、真空室、钢包和底吹喷粉构件，真空室设置于钢包上方，驱动气体系统包括驱动气体通道和与驱动气体通道相连的空气压缩机，真空室底部设有上升管和下降管，上升管和下降管伸入钢包内的钢液中且末端开口，驱动气体通道与上升管相连通，底吹喷粉构件包括喷粉元件和蓄气室，喷粉元件由耐火材料制成，喷粉元件外套装有钢套，钢套两侧设有凸出的连接部分，蓄气室通过上述连接部分固定连接在喷粉元件下方，蓄气室端口的粉气流输送管与喷粉系统相连，喷粉元件上设有直线缝隙或环形缝隙，其特征在于：所述底吹喷粉构件设置在钢包底部，数目为1或2个，底吹喷粉构件与钢包底部中心的距离为0~0.9倍钢包底部半径，喷粉元件贯穿钢包底部。

2.根据权利要求1所述的RH真空精炼底吹喷粉装置，其特征在于所述喷粉元件采用圆台形的缝隙式透气砖，直线缝隙以喷粉元件中心为圆心沿喷粉元件半径方向呈辐射状布置，环形缝隙与喷粉元件中心同心。

3.根据权利要求1或2所述的RH真空精炼底吹喷粉装置，其特征在于所述直线缝隙宽度为0.01~1mm，条数为10~80条；环形缝隙宽度为0.01~1mm，条数为2~60条。

Images