CN106119465B - 一种保持rh钢包顶渣还原性的装置及方法 - Google Patents
一种保持rh钢包顶渣还原性的装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体地,本发明涉及一种保持RH钢包顶渣还原性的装置及方法。本发明的装置,包括RH真空室(8)以及位于其下方的两个RH浸渍管(4),其中,所述装置还包括若干气体喷管(3)与CO气体通道(5);其中,每个RH浸渍管(4)周围均匀固定分布若干气体喷管(3)形成气体喷管组;每个气体喷管组中的若干气体喷管(3)的进气端并联连接于CO气体通道(5);所述气体喷管(3)的底部闭合,并且在距其底部1‑2cm的侧壁处开设若干气孔(7)。本发明对于部分走转炉‑LF精炼‑RH精炼‑连铸工艺的钢种可以省掉LF精炼工艺步骤,降低生产成本。本发明能补偿钢水的散热损失,煤气的升温成本约为铝升温成本的16%。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体地,本发明涉及一种保持RH钢包顶渣还原性的装置及方法。
背景技术
RH精炼炉有优良的脱[C]、[N]、[H]和去夹杂的功能,在炼钢生产中的应用率越来越高,但在RH精炼过程中,钢包上部由于插入了RH浸渍管,钢包上部位置空间狭小,操作空间有限,很难对炉渣进行脱氧操作,炉渣氧含量高对钢水中夹杂物、S的控制都有不利影响;并且RH无法进行电极通电升温,只能通过转炉高温出钢或RH加铝吹氧提温来控制钢水温度,钢水温度控制难度大,以上两点限制了RH直上连铸工艺的开发,目前大部分钢厂采用LF精炼炉控制炉渣中氧和钢水温度,采用RH炉进行深脱碳和脱[N]、[H],还没有一种非常经济的方法将两种精炼炉的冶金功能统一起来,生产高级别钢种时,只能联合两种精炼炉对钢水进行精炼,这样处理时间长,生产成本高。
发明内容
针对以上问题,本发明提供一种降低RH钢包顶渣氧化性并减少RH钢水温降的方法,为RH直上连铸技术的开发提供工艺基础。具体措施为:在两个浸渍管四周各布置一定数量的吹气喷管,吹气管道插入钢包顶渣中,向顶渣中吹CO还原气体,CO还原炉渣中的FeO、MnO,CO燃烧放出的热还能起到延缓钢水温降的作用。
本发明的保持RH钢包顶渣还原性的装置,包括RH真空室8以及位于其下方的两个RH浸渍管4,其中,所述装置还包括若干气体喷管3与CO气体通道5;
其中,每个RH浸渍管4周围均匀固定分布若干气体喷管3形成气体喷管组,所述气体喷管3可随浸渍管升降;每个气体喷管组中的若干气体喷管3的进气端并联连接于CO气体通道5;
所述气体喷管3的底部闭合,并且在距其底部1-2cm的侧壁处开设若干气孔7。浸渍管插入钢水中后,要保证喷吹气孔处于炉渣中,且通过孔洞向炉渣中沿水平方向喷吹还原性气体。
根据本发明的装置,其中优选地,每个气体喷管组中设置3~20个气体喷管3。作为优选,所述气体喷管3长度为5~100cm,每个气体喷管3的底部距RH浸渍管的底部上方32~45cm,以保证浸渍管插入钢水中后,喷管底部能插入炉渣中。所述气体喷管材质为耐高温钢管,至少是可以耐铁水高温的钢管。
根据本发明的装置,其中优选地,所述气孔7的数量为1~8个。进一步地,当所述气孔7的数量为2个以上时,所述气孔7均匀设置在气体喷管3的侧壁。
根据本发明的装置,优选地,所述气孔7的直径为0.5~5cm。
根据本发明的装置,在CO气体通道5进气端可以常规设置阀门6控制还原性气体的通入开关。
本发明提供的基于上述装置的保持RH钢包顶渣还原性的方法,包括以下步骤:
1)钢包进RH站后,进行测温定氧,测温定氧完成后,使RH浸渍管降下,RH浸渍管插入钢水中,气体喷管插入炉渣中;
2)向CO气体通道通入还原性气体,通过气体喷管底部气孔7向炉渣中喷吹还原性气体,进行还原反应;
3)RH环流结束后,RH浸渍管上升,气体喷管也随RH浸渍管上升,并停止通入还原性气体。
根据本发明的方法,还原性气体与炉渣中FeO、MnO反应,反应方程式为以下①②式,进行还原反应,在CO充足的情况下,在10分钟内可以把炉渣还原至W(FeO+MnO)<2%的水平,其中W(FeO+MnO)为炉渣中FeO和MnO的质量百分含量之和,处理过程中,精炼前期,增大还原性气体流量,保持炉渣不被吹出钢包;精炼中期减小还原性气体流量,使不暴露钢液;精炼后期进一步减小还原性气体流量,保持钢包顶部具有还原性气氛。
本发明所述还原性气体为纯CO气体、高炉煤气、转炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。
CO+FeO=Fe+CO2 ①
CO+MnO=Mn+CO2 ②
本发明解决了在狭窄的RH精炼工位如何脱除钢包顶渣中的FeO和MnO的难题,相比与在LF精炼工位通过铝粒、碳化钙、碳化硅等脱氧剂脱除钢包顶渣中的FeO和MnO的现有技术,向钢包顶渣中喷吹还原气体的方法成本更低,并且还原气体与炉渣反应属于气液反应,脱氧剂与炉渣的反应属于固液反应,气液反应比固液反应的动力学条件更好,反应更迅速;还原气体的喷吹位置、喷吹量也能达到精细化的操作,这是人工投放脱氧剂的方式所不能比拟的;本发明操作简单,在RH工位就可以进行脱[N]、脱[H]、脱炉渣中的FeO和MnO、钢水升温操作。对于部分钢种,采用本发明提供的技术后,单用RH精炼炉就可以实现原有LF精炼炉和RH精炼炉相结合的的精炼效果。
本发明的优点如下:
1、能还原钢包顶渣中的FeO和MnO,并可以保持炉渣顶部的还原气氛,起到白渣精炼的效果,对于部分走转炉-LF精炼-RH精炼-连铸工艺的钢种可以省掉LF精炼工艺步骤,降低生产成本。
2、能补偿钢水的散热损失,煤气燃烧放出的热能减少钢水温降,甚至提高钢水温度;并且煤气燃烧提温的温度成本远低于Al的化学反应提温的温度成本,煤气的升温成本约为铝升温成本的16%。
附图说明
图1为本发明的保持RH钢包顶渣还原性的装置示意图。
图2为图1A处放大图,放大比例为4:1。
附图标识
1、钢水 2、炉渣 3、气体喷管 4、RH浸渍管
5、CO气体管道 6、气体阀门 7、气孔 8、RH真空室
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,对本发明做进一步详细的说明。
如图1-2所示,本发明的保持RH钢包顶渣还原性的装置,包括RH真空室8以及位于其下方的两个RH浸渍管4,其中,所述装置还包括若干气体喷管3与CO气体通道5;其中,每个RH浸渍管4周围均匀固定分布若干气体喷管3形成气体喷管组,所述气体喷管3可随浸渍管升降;每个气体喷管组中的若干气体喷管3的进气端并联连接于CO气体通道5;所述气体喷管3的底部闭合,并且在距其底部1-2cm的侧壁处开设若干气孔7。浸渍管插入钢水中后,要保证喷吹气孔处于炉渣中,且通过孔洞向炉渣中沿水平方向喷吹还原性气体。每个气体喷管组中设置3~20个气体喷管3。作为优选,所述气体喷管3长度为5~100cm,每个气体喷管3的底部距RH浸渍管的底部上方32~45cm,以保证浸渍管插入钢水中后,喷管底部能插入炉渣中。所述气体喷管材质为耐高温钢管。其中优选地,所述气孔7的数量为1~8个。进一步地,当所述气孔7的数量为2个以上时,所述气孔7均匀设置在气体喷管3的侧壁。所述气孔7的直径为0.5~5cm。在CO气体通道5进气端可以常规设置阀门6
当使用本发明的保持RH钢包顶渣还原性的装置进行RH钢包顶渣还原时,钢包进RH站后,进行测温定氧,测温定氧完成后,使RH浸渍管4降下,RH浸渍管4的底部插入钢水中,例如可以选择钢水液面以下30cm处,气体喷管3插入炉渣中;向CO气体通道5通入还原性气体,通过气体喷管3底部气孔7向炉渣中喷吹还原性气体,进行还原反应;RH环流结束后,RH浸渍管4上升,气体喷管3也随RH浸渍管上升,并关闭阀门6停止通入还原性气体。
实施例1
本发明提供一种向RH钢包顶渣喷吹CO的装置,装置图如图1,在RH浸渍管4周围均匀安装一圈气体喷管3,气体喷管材质为耐高温钢管,气体喷管数量为7个,气体喷管3直径为10cm,气体喷管固定在RH浸渍管四周,气体喷管可随RH浸渍管升降,气体喷管长度为60cm,气体喷管底部在RH浸渍管底部上方约36cm,以保证RH浸渍管的底部插入钢水液面以下30cm处,气体喷管底部能插入炉渣中,气体喷管底部闭合,在距离气体喷管底部2cm的边部位置开4个气孔7,气孔直径为3cm,RH浸渍管的底部插入钢水液面以下30cm处,要保证气孔处于炉渣中,通过孔洞向炉渣中沿水平方向喷吹CO气体。
钢包进RH站后,先进行测温定氧等前期操作,测温定氧完成后,RH浸渍管4降下,RH浸渍管4的底部插入钢水1液面以下30cm处,气体喷管3插入炉渣2中,开通阀门6向炉渣中喷吹转炉煤气,气体与炉渣中FeO、MnO反应,进行还原反应,处理过程中,根据钢种的不同,CO气体流量可调,处理前期,采用大气体流量1000NL/min,要保证炉渣不被吹出钢包,中期气体流量适中,采用500NL/min,要不暴露钢液,后期小气量,采用300NL/min,以保持钢包顶部还原性气氛为目的,RH环流结束后,RH浸渍管上升,气体喷管也随RH浸渍管上升,关闭阀门。精炼结束,炉渣中W(FeO+MnO)由5%降低到1.5%,钢水减少温降5℃,生产实践表明,采用本发明所述的保持RH钢包顶渣还原性的装置及方法后,可以采用转炉-RH精炼炉-连铸工艺生产探伤类Q345、Q460、Q690等探伤类宽厚板产品,相比与转炉-LF精炼炉-RH精炼炉-连铸工艺,采用RH直上连铸工艺后降低生产成本约40元/吨钢,经济效益明显,并且产品质量水平稳定,未出现产品质量问题。
实施例2
本发明提供一种向RH钢包顶渣喷吹CO的装置,装置图如图1,在RH浸渍管4周围均匀安装一圈气体喷管3,气体喷管材质为耐高温钢管,气体喷管数量为12个,气体喷管直径为6cm,气体喷管固定在RH浸渍管四周,气体喷管可随RH浸渍管升降,气体喷管长度为50cm,气体喷管底部在RH浸渍管底部上方约38cm,以保证RH浸渍管的底部插入钢水液面以下30cm处,气体喷管底部能插入炉渣中,气体喷管底部闭合,在距离气体喷管底部2cm的边部位置开5个气孔7,气孔直径为2cm,RH浸渍管的底部插入钢水液面以下30cm处,要保证气孔处于炉渣中,通过孔洞向炉渣中沿水平方向喷吹CO气体。
钢包进RH站后,先进行测温定氧等前期操作,然后RH浸渍管4降下,RH浸渍管4的底部插入钢水1液面以下30cm处,气体喷管3插入炉渣2中,开通阀门6向炉渣中喷吹高炉煤气,气体与炉渣中FeO、MnO反应,进行还原反应,处理过程中,根据钢种的不同,CO气体流量可调,处理前期,气体流量1200NL/min,中期气体流量600NL/min,后期气量350NL/min,RH环流结束后,RH浸渍管上升,气体喷管也随RH浸渍管上升,关闭阀门。精炼结束,炉渣中W(FeO+MnO)由6%降低到2%,钢水减少温降6℃,生产实践表明,采用本发明所述的保持RH钢包顶渣还原性的装置及方法后,可以采用转炉-RH精炼炉-连铸工艺生产探伤类Q345、Q460、Q690等探伤类宽厚板产品,相比与转炉-LF精炼炉-RH精炼炉-连铸工艺,采用RH直上连铸工艺后降低生产成本约40元/吨钢,经济效益明显,并且产品质量水平稳定,未出现产品质量问题。
实施例3
本发明提供一种向RH钢包顶渣喷吹CO的装置,装置图如图1,在RH浸渍管4周围均匀安装一圈气体喷管3,气体喷管材质为耐高温钢管,气体喷管数量为3个,气体喷管3直径为20cm,气体喷管固定在RH浸渍管四周,气体喷管可随RH浸渍管升降,气体喷管长度为100cm,气体喷管底部在RH浸渍管底部上方约45cm,以保证RH浸渍管的底部插入钢水液面以下30cm处,气体喷管底部能插入炉渣中,气体喷管底部闭合,在距离气体喷管底部2cm的边部位置开8个气孔7,气孔直径为5cm,RH浸渍管的底部插入钢水液面以下30cm处时,要保证气孔处于炉渣中,通过孔洞向炉渣中沿水平方向喷吹CO气体。
钢包进RH站后,先进行测温定氧等前期操作,测温定氧完成后,RH浸渍管4的底部插入钢水1液面以下30cm处,气体喷管3插入炉渣2中,开通阀门6向炉渣中喷吹转炉煤气,气体与炉渣中FeO、MnO反应,进行还原反应,处理过程中,根据钢种的不同,CO气体流量可调,处理前期,采用大气体流量1300NL/min,要保证炉渣不被吹出钢包,中期气体流量适中,采用700NL/min,要不暴露钢液,后期小气量,采用300NL/min,以保持钢包顶部还原性气氛为目的,RH环流结束后,RH浸渍管上升,气体喷管也随RH浸渍管上升,关闭阀门。精炼结束,炉渣中W(FeO+MnO)由8%降低到2%,钢水减少温降8℃,生产实践表明,采用本发明所述的保持RH钢包顶渣还原性的装置及方法后,可以采用转炉-RH精炼炉-连铸工艺生产探伤类Q345、Q460、Q690等探伤类宽厚板产品,相比与转炉-LF精炼炉-RH精炼炉-连铸工艺,采用RH直上连铸工艺后降低生产成本约40元/吨钢,经济效益明显,并且产品质量水平稳定,未出现产品质量问题。
实施例4
本发明提供一种向RH钢包顶渣喷吹CO的装置,装置图如图1,在RH浸渍管4周围均匀安装一圈气体喷管3,气体喷管材质为耐高温钢管,气体喷管数量为20个,气体喷管直径为1cm,气体喷管固定在RH浸渍管四周,气体喷管可随RH浸渍管升降,气体喷管长度为5cm,气体喷管底部在RH浸渍管底部上方约2cm,以保证RH浸渍管的底部插入钢水液面以下30cm处时,气体喷管底部能插入炉渣中,气体喷管底部闭合,在距离气体喷管底部1cm的边部位置开1个气孔7,气孔直径为0.5cm,RH浸渍管的底部插入钢水液面以下30cm处时,要保证气孔处于炉渣中,通过孔洞向炉渣中沿水平方向喷吹CO气体。
钢包进RH站后,先进行测温定氧等前期操作,然后RH浸渍管4降下,RH浸渍管4的底部插入钢水1液面以下30cm处,气体喷管3插入炉渣2中,开通阀门6向炉渣中喷吹高炉煤气,气体与炉渣中FeO、MnO反应,进行还原反应,处理过程中,根据钢种的不同,CO气体流量可调,处理前期,气体流量800NL/min,中期气体流量500NL/min,后期气量300NL/min,RH环流结束后,RH浸渍管上升,气体喷管也随RH浸渍管上升,关闭阀门。精炼结束,炉渣中W(FeO+MnO)由4%降低到1.5%,钢水减少温降4℃,生产实践表明,采用本发明所述的保持RH钢包顶渣还原性的装置及方法后,可以采用转炉-RH精炼炉-连铸工艺生产探伤类Q345、Q460、Q690等探伤类宽厚板产品,相比与转炉-LF精炼炉-RH精炼炉-连铸工艺,采用RH直上连铸工艺后降低生产成本约40元/吨钢,经济效益明显,并且产品质量水平稳定,未出现产品质量问题。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (23)
1.一种保持RH钢包顶渣还原性的装置,包括RH真空室(8)以及位于其下方的两个RH浸渍管(4),其特征在于,所述装置还包括若干气体喷管(3)与CO气体通道(5);
其中,每个RH浸渍管(4)周围均匀固定分布若干气体喷管(3)形成气体喷管组;每个气体喷管组中的若干气体喷管(3)的进气端并联连接于CO气体通道(5);
所述气体喷管(3)的底部闭合,并且在距其底部1-2cm的侧壁处开设若干气孔(7);浸渍管插入钢水中后,要保证喷吹气孔处于炉渣中,且通过孔洞向炉渣中沿水平方向喷吹还原性气体。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,每个气体喷管组中设置3~20个气体喷管(3)。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述气体喷管(3)长度为5~100cm,每个气体喷管(3)的底部距RH浸渍管的底部上方32~45cm。
4.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述气孔(7)的数量为1~8个。
5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述气孔(7)的数量为1~8个。
6.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述气孔(7)的数量为2个以上,所述气孔(7)均匀设置在气体喷管(3)的侧壁。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述气孔(7)的数量为2个以上,所述气孔(7)均匀设置在气体喷管(3)的侧壁。
8.根据权利要求1、2、5-7中任一所述的装置,其特征在于,所述气孔(7)的直径为0.5~5cm。
9.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述气孔(7)的直径为0.5~5cm。
10.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述气孔(7)的直径为0.5~5cm。
11.一种基于权利要求1、2、5-7、9、10中任一所述装置的保持RH钢包顶渣还原性的方法,包括以下步骤:
1)钢包进RH站后,进行测温定氧,测温定氧完成后,使RH浸渍管降下,RH浸渍管插入钢水中,气体喷管插入炉渣中;
2)向CO气体通道通入还原性气体,通过气体喷管底部气孔向炉渣中喷吹还原性气体,进行还原反应;
3)RH环流结束后,RH浸渍管上升,气体喷管也随RH浸渍管上升,并停止通入还原性气体。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述步骤2),在精炼前期,增大还原性气体流量,保持炉渣不被吹出钢包;在精炼中期减小还原性气体流量,使不暴露钢液;在精炼后期进一步减小还原性气体流量,保持钢包顶部具有还原性气氛。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述还原性气体为纯CO气体、高炉煤气、转炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。
14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述还原性气体为纯CO气体、高炉煤气、转炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。
15.一种基于权利要求3所述装置的保持RH钢包顶渣还原性的方法,包括以下步骤:
1)钢包进RH站后,进行测温定氧,测温定氧完成后,使RH浸渍管降下,RH浸渍管插入钢水中,气体喷管插入炉渣中;
2)向CO气体通道通入还原性气体,通过气体喷管底部气孔向炉渣中喷吹还原性气体,进行还原反应;
3)RH环流结束后,RH浸渍管上升,气体喷管也随RH浸渍管上升,并停止通入还原性气体。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述步骤2),在精炼前期,增大还原性气体流量,保持炉渣不被吹出钢包;在精炼中期减小还原性气体流量,使不暴露钢液;在精炼后期进一步减小还原性气体流量,保持钢包顶部具有还原性气氛。
17.根据权利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述还原性气体为纯CO气体、高炉煤气、转炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。
18.一种基于权利要求4所述装置的保持RH钢包顶渣还原性的方法,包括以下步骤:
1)钢包进RH站后,进行测温定氧,测温定氧完成后,使RH浸渍管降下,RH浸渍管插入钢水中,气体喷管插入炉渣中;
2)向CO气体通道通入还原性气体,通过气体喷管底部气孔向炉渣中喷吹还原性气体,进行还原反应;
3)RH环流结束后,RH浸渍管上升,气体喷管也随RH浸渍管上升,并停止通入还原性气体。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述步骤2),在精炼前期,增大还原性气体流量,保持炉渣不被吹出钢包;在精炼中期减小还原性气体流量,使不暴露钢液;在精炼后期进一步减小还原性气体流量,保持钢包顶部具有还原性气氛。
20.根据权利要求18或19所述的方法,其特征在于,所述还原性气体为纯CO气体、高炉煤气、转炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。
21.一种基于权利要求8所述装置的保持RH钢包顶渣还原性的方法,包括以下步骤:
1)钢包进RH站后,进行测温定氧,测温定氧完成后,使RH浸渍管降下,RH浸渍管插入钢水中,气体喷管插入炉渣中;
2)向CO气体通道通入还原性气体,通过气体喷管底部气孔向炉渣中喷吹还原性气体,进行还原反应;
3)RH环流结束后,RH浸渍管上升,气体喷管也随RH浸渍管上升,并停止通入还原性气体。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述步骤2),在精炼前期,增大还原性气体流量,保持炉渣不被吹出钢包;在精炼中期减小还原性气体流量,使不暴露钢液;在精炼后期进一步减小还原性气体流量,保持钢包顶部具有还原性气氛。
23.根据权利要求21或22所述的方法,其特征在于,所述还原性气体为纯CO气体、高炉煤气、转炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。
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