CN106947847A - 一种压力循环脱气设备及其精炼钢水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金工程炼钢与精炼技术领域，尤其是一种压力循环脱气设备及其精炼钢水的方法,包括炉身，首先将压力循环脱气设备炉身内部烘烤，精炼准备阶段，打开第一阀门、第二阀门和第四阀门充入氩气，精炼开始时，炉身内液面达到一定高度后，具有一定温度的氩气进入上升管形成气泡群，精炼完成后，关闭第三阀门和第一阀门，打开第四阀门降压，最后打开压力密封锁，结束精炼工艺。免去了常规RH各级真空泵的抽真空等工序，投资与能耗大幅减少；压力循环脱气设备可以增大气泡在透气砖出口平面到炉身熔池表面之间钢水内的上升行程，在钢液内停留的时间长，压力循环脱气设备裙盖可隔绝空气和保温，降低热损失。
Description
技术领域
本发明涉及循环脱气设备技术领域，尤其涉及一种压力循环脱气设备及其精炼钢水的方法。
背景技术
在现代炼钢工艺流程中，RH真空处理设备也己经成为生产优质洁净钢，尤其是超低碳钢不可或缺的关键设备之一。1957年世界上第一台工业生产用RH真空脱气设备由德国鲁尔钢(Ruhrstahl)公司和赫拉乌斯(Heraeus)公司共同设计，1959年，在德国蒂森公司恒尼西钢厂建成投产并确立为RH法。
RH是精炼的重要设备，自问世以来得到了不断的发展。RH精炼的最初目的主要是去除钢液中的氢和非金属夹杂物，后来经不断探索和开发，各种RH真空精炼法相继产生，逐渐发展成为具有真空条件下脱气脱碳、喷粉脱硫、吹氧脱碳、温度补偿、均匀温度和成分等的多功能真空精炼技术，如RH-OB、RH-KTB、RH-IJ、RH-PTB、RH-MFB等，奠定了它在炉外精炼技术中的主导地位。
但各种RH精炼技术均是通过真空技术实现，需要庞大而复杂的多级真空泵系统完成抽真空操作，使得RH炉内和炉外产生压差，从而实现钢水由钢包内通过浸渍管提升进入炉内。因外部大气压的原因，一般RH的压差最多为0.1MPa，钢水提升高度存在极限。而通过新型的压力设备，可以提高炉子内外压差，实现压力条件下的钢水精炼操作。总之目前对RH精炼的研究均是在真空技术条件下，进行精炼炉的各种结构和功能方面的开发，而在压力条件下的钢水RH精炼研究还鲜见报道。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，各种RH精炼技术均是通过真空技术实现，需要庞大而复杂的多级真空泵系统完成抽真空操作，使得RH炉内和炉外产生压差，从而实现钢水由钢包内通过浸渍管提升进入炉内。因外部大气压的原因，一般RH的压差最多为0.1MPa，钢水提升高度存在极限。而通过新型的压力设备，可以提高炉子内外压差，实现压力条件下的钢水精炼操作。总之目前对RH精炼的研究均是在真空技术条件下，进行精炼炉的各种结构和功能方面的开发，而在压力条件下的钢水RH精炼研究还鲜见报道。而提出的一种压力循环脱气设备（简称RHP）及其精炼钢水的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种压力循环脱气设备，包括炉身，所述炉身呈圆柱形，所述炉身的一侧设有泄气装置，所述炉身的下端设有两根钢水循环用的上升管和下降管，所述炉身上设有裙盖，所述上升管和下降管穿过裙盖延伸至钢包的内部，所述钢包位于炉身的正下方，所述钢包路口外径和裙盖外径一致，所述裙盖的外侧边缘通过压力密封锁和钢包锁定，所述钢包内盛装有钢水；
所述裙盖上安装有充气装置，所述充气装置包括有安装于裙盖一侧的充气管路，所述充气管路位于裙盖的内腔中，所述充气管路呈倒T 字型，所述充气管路靠近下降管的一侧与上升管连通，所述充气管路远离裙盖的一侧安装有第一阀门，所述充气管路的下侧分别设有第二阀门和第三阀门，所述裙盖的另一侧安装有第二充气管路，所述第二充气管路上安装有第四阀门。
优选的，所述泄气装置包括有泄气管路，所述泄气管路上安装有自动泄气阀。
优选的，所述裙盖呈圆环形，且所述裙盖与上升管和下降管的连接口均通过耐高温密封圈密封。
本发明提出一种压力循环脱气设备精炼钢水的方法，包括如下步骤：
a、首先将压力循环脱气设备炉身内部烘烤，盛装高温钢水的钢包开至压力循环脱气设备下部，钢包上升使得炉子上升管和下降管插入钢水中，当钢包与炉子的裙盖接触后停止上升，通过压力密封锁将裙盖和钢包锁定；
b、精炼准备阶段，打开第一阀门、第二阀门和第四阀门充入氩气，将钢包上部空气基本洗净，然后关闭第四阀门，钢包上部压力逐渐增大，精炼准备阶段的钢包上部压力为0.3~0.65MPa，钢包液面下降，同时上升管和下降管内的钢水逐渐上升进入炉身内；
c、精炼开始时，炉身内液面达到一定高度后，关闭第二阀门，调节氩气流量值，打开第三阀门，具有一定温度的氩气进入上升管形成气泡群，气泡穿过钢水上升到达液面后破裂进入炉身，被驱动的钢水通过下降管回流至钢包内；精炼过程中，当炉身上部压力增大到一定值后，精炼过程中炉身平衡压力为0.10~0.24MPa，通过自动泄气阀可以泄气，始终保持一个炉身平衡压力；
d、精炼完成后，关闭第三阀门和第一阀门，打开第四阀门降压，最后打开压力密封锁，结束精炼工艺。
本发明提出的一种压力循环脱气设备及其精炼钢水的方法，有益效果在于：
（1）压力循环脱气设备结构简单，免去了常规RH各级真空泵的抽真空等工序，投资与能耗大幅减少；
（2）压力循环脱气设备可以增大气泡在透气砖出口平面到炉身熔池表面之间钢水内的上升行程，上浮气体所作的功多，在钢液内停留的时间长，利用效率高；
（3）压力循环脱气设备裙盖可隔绝空气和保温，降低热损失。
附图说明
图1为本发明提出的一种压力循环脱气设备结构示意图。
图中：炉身1、下降管2、裙盖3、第四阀门4、压力密封锁5、精炼渣6、钢包7、第二阀门8、第三阀门9、充气管路10、第一阀门11、上升管12、泄气管路13、自动泄气阀14、钢水15。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
参照图1，一种压力循环脱气设备,包括炉身1，炉身1呈圆柱形，炉身1的一侧设有泄气装置，泄气装置包括有泄气管路13，泄气管路13上安装有自动泄气阀14，便于操作，提高工作效率，不需要人工操作，带来安全隐患，炉身1的下端设有两根钢水循环用的上升管12和下降管2，炉身1上设有裙盖3，裙盖3呈圆环形，且裙盖3与上升管12和下降管2的连接口均通过耐高温密封圈密封，为了实现无缝连接，当上升管12和下降管2与裙盖3上下移动的时候，避免漏气，以便达到的效果更好。
上升管12和下降管2穿过裙盖3延伸至钢包7的内部，钢包7位于炉身1的正下方，钢包7路口外径和裙盖3外径一致，裙盖3的外侧边缘通过压力密封锁5和钢包7锁定，钢包7内盛装有钢水15；
裙盖3上安装有充气装置，充气装置包括有安装于裙盖3一侧的充气管路10，充气管路10位于裙盖3的内腔中，充气管路10呈倒T 字型，充气管路10靠近下降管2的一侧与上升管12连通，充气管路10远离裙盖3的一侧安装有第一阀门11，充气管路10的下侧分别设有第二阀门8和第三阀门9，裙盖3的另一侧安装有第二充气管路，第二充气管路上安装有第四阀门4。
本发明提出一种压力循环脱气设备精炼钢水的方法,包括如下步骤：
a、首先将压力循环脱气设备炉身内部烘烤，盛装高温钢水的钢包开至压力循环脱气设备下部，钢包上升使得炉子上升管和下降管插入钢水中，当钢包与炉子的裙盖接触后停止上升，通过压力密封锁将裙盖和钢包锁定；
b、精炼准备阶段，打开第一阀门、第二阀门和第四阀门充入氩气，将钢包上部空气基本洗净，然后关闭第四阀门，钢包上部压力逐渐增大，精炼准备阶段的钢包上部压力为0.35MPa，钢包液面下降，同时上升管和下降管内的钢水逐渐上升进入炉身内；
c、精炼开始时，炉身内液面达到一定高度后，关闭第二阀门，调节氩气流量值，打开第三阀门，具有一定温度的氩气进入上升管形成气泡群，气泡穿过钢水上升到达液面后破裂进入炉身，被驱动的钢水通过下降管回流至钢包内；精炼过程中，当炉身上部压力增大到一定值后，精炼过程中炉身平衡压力为0.15MPa，通过自动泄气阀可以泄气，始终保持一个炉身平衡压力；
d、精炼完成后，关闭第三阀门和第一阀门，打开第四阀门降压，最后打开压力密封锁，结束精炼工艺。
实施例2
参照图1，一种压力循环脱气设备,包括炉身1，炉身1呈圆柱形，炉身1的一侧设有泄气装置，泄气装置包括有泄气管路13，泄气管路13上安装有自动泄气阀14，便于操作，提高工作效率，不需要人工操作，带来安全隐患，炉身1的下端设有两根钢水循环用的上升管12和下降管2，炉身1上设有裙盖3，裙盖3呈圆环形，且裙盖3与上升管12和下降管2的连接口均通过耐高温密封圈密封，为了实现无缝连接，当上升管12和下降管2与裙盖3上下移动的时候，避免漏气，以便达到的效果更好。
上升管12和下降管2穿过裙盖3延伸至钢包7的内部，钢包7位于炉身1的正下方，钢包7路口外径和裙盖3外径一致，裙盖3的外侧边缘通过压力密封锁5和钢包7锁定，钢包7内盛装有钢水15；
裙盖3上安装有充气装置，充气装置包括有安装于裙盖3一侧的充气管路10，充气管路10位于裙盖3的内腔中，充气管路10呈倒T 字型，充气管路10靠近下降管2的一侧与上升管12连通，充气管路10远离裙盖3的一侧安装有第一阀门11，充气管路10的下侧分别设有第二阀门8和第三阀门9，裙盖3的另一侧安装有第二充气管路，第二充气管路上安装有第四阀门4。
本发明提出一种压力循环脱气设备精炼钢水的方法，包括如下步骤：
a、首先将压力循环脱气设备炉身内部烘烤，盛装高温钢水的钢包开至压力循环脱气设备下部，钢包上升使得炉子上升管和下降管插入钢水中，当钢包与炉子的裙盖接触后停止上升，通过压力密封锁将裙盖和钢包锁定；
b、精炼准备阶段，打开第一阀门、第二阀门和第四阀门充入氩气，将钢包上部空气基本洗净，然后关闭第四阀门，钢包上部压力逐渐增大，精炼准备阶段的钢包上部压力为0.4MPa，钢包液面下降，同时上升管和下降管内的钢水逐渐上升进入炉身内；
c、精炼开始时，炉身内液面达到一定高度后，关闭第二阀门，调节氩气流量值，打开第三阀门，具有一定温度的氩气进入上升管形成气泡群，气泡穿过钢水上升到达液面后破裂进入炉身，被驱动的钢水通过下降管回流至钢包内；精炼过程中，当炉身上部压力增大到一定值后，精炼过程中炉身平衡压力为0.15MPa，通过自动泄气阀可以泄气，始终保持一个炉身平衡压力；
d、精炼完成后，关闭第三阀门和第一阀门，打开第四阀门降压，最后打开压力密封锁，结束精炼工艺。
实施例3
参照图1，一种压力循环脱气设备,包括炉身1，炉身1呈圆柱形，炉身1的一侧设有泄气装置，泄气装置包括有泄气管路13，泄气管路13上安装有自动泄气阀14，便于操作，提高工作效率，不需要人工操作，带来安全隐患，炉身1的下端设有两根钢水循环用的上升管12和下降管2，炉身1上设有裙盖3，裙盖3呈圆环形，且裙盖3与上升管12和下降管2的连接口均通过耐高温密封圈密封，为了实现无缝连接，当上升管12和下降管2与裙盖3上下移动的时候，避免漏气，以便达到的效果更好。
上升管12和下降管2穿过裙盖3延伸至钢包7的内部，钢包7位于炉身1的正下方，钢包7路口外径和裙盖3外径一致，裙盖3的外侧边缘通过压力密封锁5和钢包7锁定，钢包7内盛装有钢水15；
裙盖3上安装有充气装置，充气装置包括有安装于裙盖3一侧的充气管路10，充气管路10位于裙盖3的内腔中，充气管路10呈倒T 字型，充气管路10靠近下降管2的一侧与上升管12连通，充气管路10远离裙盖3的一侧安装有第一阀门11，充气管路10的下侧分别设有第二阀门8和第三阀门9，裙盖3的另一侧安装有第二充气管路，第二充气管路上安装有第四阀门4。
本发明提出一种压力循环脱气设备精炼钢水的方法，包括如下步骤：
a、首先将压力循环脱气设备炉身内部烘烤，盛装高温钢水的钢包开至压力循环脱气设备下部，钢包上升使得炉子上升管和下降管插入钢水中，当钢包与炉子的裙盖接触后停止上升，通过压力密封锁将裙盖和钢包锁定；
b、精炼准备阶段，打开第一阀门、第二阀门和第四阀门充入氩气，将钢包上部空气基本洗净，然后关闭第四阀门，钢包上部压力逐渐增大，精炼准备阶段的钢包上部压力为0.5MPa，钢包液面下降，同时上升管和下降管内的钢水逐渐上升进入炉身内；
c、精炼开始时，炉身内液面达到一定高度后，关闭第二阀门，调节氩气流量值，打开第三阀门，具有一定温度的氩气进入上升管形成气泡群，气泡穿过钢水上升到达液面后破裂进入炉身，被驱动的钢水通过下降管回流至钢包内；精炼过程中，当炉身上部压力增大到一定值后，精炼过程中炉身平衡压力为0.18MPa，通过自动泄气阀可以泄气，始终保持一个炉身平衡压力；
d、精炼完成后，关闭第三阀门和第一阀门，打开第四阀门降压，最后打开压力密封锁，结束精炼工艺。
实施例4
参照图1，一种压力循环脱气设备,包括炉身1，炉身1呈圆柱形，炉身1的一侧设有泄气装置，泄气装置包括有泄气管路13，泄气管路13上安装有自动泄气阀14，便于操作，提高工作效率，不需要人工操作，带来安全隐患，炉身1的下端设有两根钢水循环用的上升管12和下降管2，炉身1上设有裙盖3，裙盖3呈圆环形，且裙盖3与上升管12和下降管2的连接口均通过耐高温密封圈密封，为了实现无缝连接，当上升管12和下降管2与裙盖3上下移动的时候，避免漏气，以便达到的效果更好。
上升管12和下降管2穿过裙盖3延伸至钢包7的内部，钢包7位于炉身1的正下方，钢包7路口外径和裙盖3外径一致，裙盖3的外侧边缘通过压力密封锁5和钢包7锁定，钢包7内盛装有钢水15；
裙盖3上安装有充气装置，充气装置包括有安装于裙盖3一侧的充气管路10，充气管路10位于裙盖3的内腔中，充气管路10呈倒T 字型，充气管路10靠近下降管2的一侧与上升管12连通，充气管路10远离裙盖3的一侧安装有第一阀门11，充气管路10的下侧分别设有第二阀门8和第三阀门9，裙盖3的另一侧安装有第二充气管路，第二充气管路上安装有第四阀门4。
本发明提出一种压力循环脱气设备精炼钢水的方法，包括如下步骤：
a、首先将压力循环脱气设备炉身内部烘烤，盛装高温钢水的钢包开至压力循环脱气设备下部，钢包上升使得炉子上升管和下降管插入钢水中，当钢包与炉子的裙盖接触后停止上升，通过压力密封锁将裙盖和钢包锁定；
b、精炼准备阶段，打开第一阀门、第二阀门和第四阀门充入氩气，将钢包上部空气基本洗净，然后关闭第四阀门，钢包上部压力逐渐增大，精炼准备阶段的钢包上部压力为0.55MPa，钢包液面下降，同时上升管和下降管内的钢水逐渐上升进入炉身内；
c、精炼开始时，炉身内液面达到一定高度后，关闭第二阀门，调节氩气流量值，打开第三阀门，具有一定温度的氩气进入上升管形成气泡群，气泡穿过钢水上升到达液面后破裂进入炉身，被驱动的钢水通过下降管回流至钢包内；精炼过程中，当炉身上部压力增大到一定值后，精炼过程中炉身平衡压力为0.2MPa，通过自动泄气阀可以泄气，始终保持一个炉身平衡压力；
d、精炼完成后，关闭第三阀门和第一阀门，打开第四阀门降压，最后打开压力密封锁，结束精炼工艺。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种压力循环脱气设备,包括炉身（1），所述炉身（1）呈圆柱形，其特征在于，所述炉身（1）的一侧设有泄气装置，所述炉身（1）的下端设有两根钢水循环用的上升管（12）和下降管（2），所述炉身（1）上设有裙盖（3），所述上升管（12）和下降管（2）穿过裙盖（3）延伸至钢包（7）的内部，所述钢包（7）位于炉身（1）的正下方，所述钢包（7）路口外径和裙盖（3）外径一致，所述裙盖（3）的外侧边缘通过压力密封锁（5）和钢包（7）锁定，所述钢包（7）内盛装有钢水（15）；
所述裙盖（3）上安装有充气装置，所述充气装置包括有安装于裙盖（3）一侧的充气管路（10），所述充气管路（10）位于裙盖（3）的内腔中，所述充气管路（10）呈倒T 字型，所述充气管路（10）靠近下降管（2）的一侧与上升管（12）连通，所述充气管路（10）远离裙盖（3）的一侧安装有第一阀门（11），所述充气管路（10）的下侧分别设有第二阀门（8）和第三阀门（9），所述裙盖（3）的另一侧安装有第二充气管路，所述第二充气管路上安装有第四阀门（4）。
2.根据权利要求1所述的一种压力循环脱气设备，其特征在于，所述泄气装置包括有泄气管路（13），所述泄气管路（13）上安装有自动泄气阀（14）。
3.根据权利要求1所述的一种压力循环脱气设备，其特征在于，所述裙盖（3）呈圆环形，且所述裙盖（3）与上升管（12）和下降管（2）的连接口均通过耐高温密封圈密封。
4.一种根据权利要求1所述的压力循环脱气设备精炼钢水的方法,其特征在于，包括如下步骤：
a、首先将压力循环脱气设备炉身内部烘烤，盛装高温钢水的钢包开至压力循环脱气设备下部，钢包上升使得炉子上升管和下降管插入钢水中，当钢包与炉子的裙盖接触后停止上升，通过压力密封锁将裙盖和钢包锁定；
b、精炼准备阶段，打开第一阀门、第二阀门和第四阀门充入氩气，将钢包上部空气基本洗净，然后关闭第四阀门，钢包上部压力逐渐增大，精炼准备阶段的钢包上部压力为0.3~0.65MPa，钢包液面下降，同时上升管和下降管内的钢水逐渐上升进入炉身内；
c、精炼开始时，炉身内液面达到一定高度后，关闭第二阀门，调节氩气流量值，打开第三阀门，具有一定温度的氩气进入上升管形成气泡群，气泡穿过钢水上升到达液面后破裂进入炉身，被驱动的钢水通过下降管回流至钢包内；精炼过程中，当炉身上部压力增大到一定值后，精炼过程中炉身平衡压力为0.10~0.24MPa，通过自动泄气阀可以泄气，始终保持一个炉身平衡压力；
d、精炼完成后，关闭第三阀门和第一阀门，打开第四阀门降压，最后打开压力密封锁，结束精炼工艺。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107419064A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-12-01 | 华北理工大学 | 浸入式喷气坝钢包装置及提高rh钢水循环量的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3689046A (en) * | 1969-03-14 | 1972-09-05 | Leybold Heraeus Verwaltung | Apparatus for purifying metallic melts in a vacuum |
| JPH06256838A (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-13 | Nippon Steel Corp | 低窒素鋼製造方法 |
| JPH10204521A (ja) * | 1997-01-23 | 1998-08-04 | Nkk Corp | 溶鋼の真空精錬用容器 |
| JP2014148701A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Eiko Yamada | 溶鋼の取鍋真空精錬装置 |
| CN206529493U (zh) * | 2017-03-25 | 2017-09-29 | 华北理工大学 | 一种压力循环脱气设备 |
-
2017
- 2017-03-25 CN CN201710185078.9A patent/CN106947847B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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