CN109504820A - 一种rh精炼旋转喷粉脱磷方法 - Google Patents

一种rh精炼旋转喷粉脱磷方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法，1)旋转喷粉枪插入钢水液面下400‑650mm，开始旋转喷粉；2)所述的旋转喷粉枪的转速为130‑150r/min；所述的旋转喷粉装置的载气流量30‑90Nm3/h，载气压力为0.5‑0.8MPa，喷粉速率为0.1‑4.5kg/s，使用载气为Ar气；3)所述的旋转喷粉装置的喷吹时间为10‑20min，喷吹结束后旋转喷粉枪提出钢水液面，转速降到5‑10r/min以下，提出钢水液面以上300‑500mm，再次加快旋转10‑30s，转数为50‑80r/min。

Description

一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，特别涉及一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法。
背景技术
目前，RH真空室喷吹技术，将精炼粉剂高压旋转喷入真空室熔池中，精炼粉剂与熔池中化学元素发生反应，同时生成细小微气泡将熔池中存在夹杂物捕获上浮，可以起到净化钢液同时去除钢中有害元素的作用。
公告号CN101323895B提出了一种去除钢液中细小夹杂物的工艺方法，该方法通过将配制粉剂喷入钢液中，利用粉剂与钢液中元素反应产生微小气泡起到除去钢液中夹杂物的目的，该方法应用于LF、RH、VD等工艺。但该方法仅应用于LF、RH、VD等精炼工艺后，将粉剂喷入钢水罐中，输送气体压力为0.01～1.5MPa，属于常规压力的喷吹工艺，该方法虽然采用喷吹工艺，但是通过常规压力喷入钢包，粉剂在钢液内随着气泡扩散至表面，粉剂与钢液中元素发生化学反应几率极低，多数粉剂会随气泡扩散到空气中，因此粉剂利用率极低。
公告号CN101440422A提出一种RH真空精炼顶枪喷粉装置及顶枪喷粉方法，该方法通过调节顶枪位置，提高粉剂穿透比，提高生产效率，节约生产成本。但是该方法通过顶枪将粉剂喷吹到真空室液面上，粉剂并没有与真空室内的钢液接触，粉剂与钢液中元素发生化学反应几率极低，多数粉剂会扩散到空气中，因此粉剂利用率极低，达不到理想精炼效果。
公告号CN201410093812.5提出一种钢水脱磷的方法，该方法在钢水出钢到钢包中，向钢包中加入预精炼剂，并进行吹氩精炼，其中，所述预精炼剂包括活性石灰和萤石；将吹氩精炼后得到的钢水进行RH真空处理，其中，在RH真空处理过程中加入脱磷剂，其中脱磷剂包括活性石灰和氧化铁皮，实现钢水脱磷。但是该方法直接将脱磷剂加入钢水中，会造成渣钢界面传质速度慢，脱磷剂在钢液内不易扩散，使得粉剂的利用率较低，生产成本较高。
发明内容
针对目前现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法。
本发明目的是通过下面的技术方案实现的：
一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法，其特征在于：利用RH精炼旋转喷粉装置进行旋转喷吹脱磷，所述的RH精炼旋转喷粉装置包括真空室，与真空室连通的上升管和下降管，上升管设有RH提升气源输送管道，还包括旋转喷粉枪，所述的旋转喷粉枪的上部与旋转电机连接，旋转电机驱动旋转喷粉枪旋转，旋转电机上方设有旋转接头，旋转接头连通输送料仓，输送管道将高压气源输送至料仓，通过输送料仓完成精炼粉剂的填装；所述的旋转喷粉枪连接驱动升降装置；所述的旋转喷枪的枪身为中空管，枪头为倒T形旋转头插入到真空室内钢水液面以下且下降管的上方；在倒T形旋转头的两侧设有喷吹孔，用于向RH真空室钢液内部喷吹精炼粉剂，整个旋转喷粉枪枪身及倒T形旋转头包裹耐火材料；
具体步骤如下：1)旋转喷粉枪插入钢水液面下400-650mm，开始旋转喷粉；2)所述的旋转喷粉枪的转速为130-150r/min；所述的旋转喷粉装置的载气流量30-90Nm3/h，载气压力为0.5-0.8MPa，喷粉速率为0.1-4.5kg/s，使用载气为Ar气；3)所述的旋转喷粉装置的喷吹时间为10-20min，喷吹结束后旋转喷粉枪提出钢水液面，转速降到5-10r/min以下，提出钢水液面以上300-500mm，再次加快旋转10-30s，转数为50-80r/min。
所述的喷粉为脱磷粉剂，其成分按重量百分比为CaO 45-60％，FeO 15-30％、CaF210-25％、MnO 8-15％，脱磷剂的粒度为0.04-0.06mm。
所述的旋转喷粉枪枪总长度为2500-4500mm，倒T形旋转头长度500-800mm，倒T形旋转头直径为200-400mm，喷吹孔直径为6-15mm，中空管直径为80-150mm。
所述的真空室直径为1500-2500mm，真空室高度4500-5500mm，上升管直径500-800mm，下降管直径与上升管直径相同。
所述的上升管距真空室底部600-900mm位置设置提升气体喷吹孔，喷吹孔数量为8-12个，提升气体为氩气。
本发明可以将RH精炼粉剂输送至RH真空室的钢液内部，伴随着RH工作时真空室内钢液的循环流动，旋转喷粉装置将粉剂旋转喷入钢液中，粉剂在钢液内部充分扩散并与钢液中的元素发生化学反应，同时注入的粉剂经过钢液整体循环，被带入钢水罐内部参与循环并发生化学反应，本装置利用了RH本身的钢液循环功能，粉剂得到充分利用。在粉剂旋转喷入真空室钢液的过程中，精炼粉剂伴随微气泡受离心力和上浮力的共同作用，沿螺旋线向液面漂浮，在离心力作用下，气泡向粉剂喷出方向区域运动，使精炼粉剂更好的弥散分布，同时在钢液内形成涡流缓慢上升，从而增加了精炼溶剂在钢液内的停留时间，提高了钢液内反应进行的动力学条件，促进钢液中Al2O3夹杂与细小颗粒碰撞、聚集和长大，弥散的气泡伴随夹杂物充分上浮，提高了钢液的纯净度及精炼粉剂的利用率。可在RH精炼生产中实现脱磷操作，从而达到净化钢液的目的。
附图说明
图1是RH精炼旋转喷粉装置示意图；
其中，1.输送管道；2.输送料仓；3.旋转电机；4.真空室；5.旋转喷粉枪；6.RH提升气源输送管道；7.钢水罐；8上升管；9下降管；10旋转接头。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明：
实施例1
实施方案在180t钢水罐上进行，钢水罐上口直径3200mm，底部直径2620mm，内部高度4300mm。真空室直径为1760mm，真空室高度5120mm，上升管直径600mm，下降管直径与上升管直径相同。提升气体喷吹孔距真空室底部630mm，喷吹孔数量为10个。
旋转喷粉枪枪总长度为2600mm，倒T形旋转头长度560mm，搅拌头直径为220mm，喷吹孔直径为10mm，中空管直径为90mm。
所述的脱磷粉剂的主要成分含有CaO55％、FeO25％、CaF28％、MnO9％。脱磷剂的粒度为0.05mm。
使用该装置的钢水精炼旋转喷吹的脱磷步骤如下：1)RH精炼装置工作后，真空室内钢水液位达到1200mm，旋转喷粉枪接到工作指令由待机位开始下降，插入钢水液面下500mm，开始旋转喷粉。2)所述的旋转喷粉枪的转速设定为135r/min。3)所述的旋转喷粉装置的载气流量50Nm3/h，载气压力为0.6MPa，喷粉速率为3kg/s，使用载气为Ar气。4)所述的旋转喷粉装置的喷吹时间为13min，喷吹结束后旋转喷粉枪提出钢水液面，转速降到10r/min以下，提出钢水液面以上300mm，再次加快旋转20s，转数为50r/min。
实施钢种精炼前初始磷含量为0.017％，经过旋转喷吹脱磷工序处理后成品磷含量为0.0028％，脱磷率为83.5％，温降为21℃。
实施例2
实施方案在180t钢水罐上进行，钢水罐上口直径3120mm，底部直径2600mm，内部高度4280mm。真空室直径为1750mm，真空室高度5100mm，上升管直径610mm，下降管直径与上升管直径相同。提升气体喷吹孔距真空室底部650mm，喷吹孔数量为12个。
旋转喷粉枪枪总长度为2750mm，倒T形旋转头长度600mm，搅拌头直径为260mm，喷吹孔直径为11mm，中空管直径为100mm。
使用的脱磷粉剂的主要成分含有CaO50％、FeO23％、CaF212％、MnO10％，脱磷剂的粒度为0.055mm。
使用该装置的钢水精炼旋转喷吹的脱磷步骤如下：1)RH精炼装置工作后，真空室内钢水液位达到1050mm，旋转喷粉枪接到工作指令由待机位开始下降，插入钢水液面下500mm，开始旋转喷粉。2)所述的旋转喷粉枪的转速设定为140r/min。3)所述的旋转喷粉装置的载气流量70Nm3/h，载气压力为0.8MPa，喷粉速率为3.4kg/s。4)所述的旋转喷粉装置的喷吹时间为13min，喷吹结束后旋转喷粉枪提出钢水液面，转速降到10r/min以下，提出钢水液面以上300mm，再次加快旋转25s，转数为50r/min。
实施钢种精炼前初始磷含量为0.016％，经过旋转喷吹脱磷工序处理后成品磷含量为0.0028％，脱磷率为82.5％，温降为23℃。
实施例3
实施方案在180t钢水罐上进行，钢水罐上口直径3130mm，底部直径2580mm，内部高度4280mm。真空室直径为1750mm，真空室高度5100mm，上升管直径580mm，下降管直径与上升管直径相同。提升气体喷吹孔距真空室底部650mm，喷吹孔数量为10个。
旋转喷粉枪枪总长度为2650mm，倒T形旋转头长度580mm，搅拌头直径为290mm，喷吹孔直径为9mm，中空管直径为110mm。
使用的脱磷粉剂的主要成分含有CaO53％、FeO25％、CaF210％、MnO9％，脱磷剂的粒度为0.06mm。
使用该装置的钢水精炼旋转喷吹的脱磷步骤如下：1)RH精炼装置工作后，真空室内钢水液位达到1080mm，旋转喷粉枪接到工作指令由待机位开始下降，插入钢水液面下460mm，开始旋转喷粉。2)所述的旋转喷粉枪的转速设定为150r/min。3)所述的旋转喷粉装置的载气流量60Nm3/h，载气压力为0.7MPa，喷粉速率为3.3kg/s。4)所述的旋转喷粉装置的喷吹时间为15min，喷吹结束后旋转喷粉枪提出钢水液面，转速降到10r/min以下，提出钢水液面以上250mm，再次加快旋转25s，转数为50r/min。
实施钢种精炼前初始磷含量为0.015％，经过旋转喷吹脱磷工序处理后成品磷含量为0.0032％，脱磷率为78.7％，温降为24℃。
实施例4
实施方案在180t钢水罐上进行，钢水罐上口直径3210mm，底部直径2630mm，内部高度4320mm。真空室直径为1720mm，真空室高度5100mm，上升管直径600mm，下降管直径与上升管直径相同。提升气体喷吹孔距真空室底部600mm，喷吹孔数量为10个。
旋转喷粉枪枪总长度为2650mm，倒T形旋转头长度600mm，搅拌头直径为290mm，喷吹孔直径为10mm，中空管直径为100mm。
使用的脱磷粉剂的主要成分含有CaO50％、FeO24％、CaF212％、MnO10％，脱磷剂的粒度为0.055mm。
使用该装置的钢水精炼旋转喷吹的脱磷步骤如下：1)RH精炼装置工作后，真空室内钢水液位达到1100mm，旋转喷粉枪接到工作指令由待机位开始下降，插入钢水液面下490mm，开始旋转喷粉。2)所述的旋转喷粉枪的转速设定为140r/min。3)所述的旋转喷粉装置的载气流量70Nm3/h，载气压力为0.7MPa，喷粉速率为3.4kg/s。4)所述的旋转喷粉装置的喷吹时间为15min，喷吹结束后旋转喷粉枪提出钢水液面，转速降到10r/min以下，提出钢水液面以上250mm，再次加快旋转25s，转数为50r/min。
实施钢种精炼前初始磷含量为0.017％，经过旋转喷吹脱磷工序处理后成品磷含量为0.0035％，脱磷率为79.4％，温降为26℃。
实施例5
实施方案在180t钢水罐上进行，钢水罐上口直径3180mm，底部直径2580mm，内部高度4300mm。真空室直径为1700mm，真空室高度5100mm，上升管直径610mm，下降管直径与上升管直径相同。提升气体喷吹孔距真空室底部650mm，喷吹孔数量为10个。
旋转喷粉枪枪总长度为2800mm，倒T形旋转头长度580mm，搅拌头直径为230mm，喷吹孔直径为10mm，中空管直径为90mm。
使用的脱磷粉剂的主要成分含有CaO46％、FeO25％、CaF215％、MnO10％，脱磷剂的粒度为0.06mm。
使用该装置的钢水精炼旋转喷吹的脱磷步骤如下：1)RH精炼装置工作后，真空室内钢水液位达到1280mm，旋转喷粉枪接到工作指令由待机位开始下降，插入钢水液面下600mm，开始旋转喷粉。2)所述的旋转喷粉枪的转速设定为145r/min。3)所述的旋转喷粉装置的载气流量60Nm3/h，载气压力为0.8MPa，喷粉速率为3.2kg/s，使用载气为Ar气。4)所述的旋转喷粉装置的喷吹时间为12min，喷吹结束后旋转喷粉枪提出钢水液面，转速降到10r/min以下，提出钢水液面以上300mm，再次加快旋转20s，转数为50r/min。
实施钢种精炼前初始磷含量为0.015％，经过旋转喷吹脱磷工序处理后成品磷含量为0.0034％，脱磷率为77.3％，温降为25℃。
对比例
在180t钢水罐上应用RH真空室固定喷枪生产超低磷钢，实施钢种的转炉出钢温度为1610℃，精炼前初始磷含量为0.013％，碳控制在0.05％以下，采用未脱氧、挡渣塞挡渣处理出钢。顶枪距离真空室液面500mm，使用载气喷吹脱磷剂，载气流量60Nm3/h，载气压力为0.8MPa，喷粉速率为3.2kg/s，使用载气为Ar气。使用的脱磷粉剂的主要成分含有CaO46％、FeO25％、CaF215％、MnO10％。脱磷剂的粒度为0.06mm，处理时间为15min。喷吹处理后磷含量0.0053％，脱磷率为59.2％，温降为28℃。应用本发明方法进行精炼脱磷生产与常规RH精炼相比，脱磷率提高20％，精炼脱磷效果明显。

Claims (5)

1.一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法，其特征在于：利用RH精炼旋转喷粉装置进行旋转喷吹脱磷，所述的RH精炼旋转喷粉装置包括真空室，与真空室连通的上升管和下降管，上升管设有RH提升气源输送管道，还包括旋转喷粉枪，所述的旋转喷粉枪的上部与旋转电机连接，旋转电机驱动旋转喷粉枪旋转，旋转电机上方设有旋转接头，旋转接头连通输送料仓，输送管道将高压气源输送至料仓，通过输送料仓完成精炼粉剂的填装；所述的旋转喷粉枪连接驱动升降装置；所述的旋转喷枪的枪身为中空管，枪头为倒T形旋转头插入到真空室内钢水液面以下且下降管的上方；在倒T形旋转头的两侧设有喷吹孔，用于向RH真空室钢液内部喷吹精炼粉剂，整个旋转喷粉枪枪身及倒T形旋转头包裹耐火材料；
具体步骤如下：1)旋转喷粉枪插入钢水液面下400-650mm，开始旋转喷粉；2)所述的旋转喷粉枪的转速为130-150r/min；所述的旋转喷粉装置的载气流量30-90Nm3/h，载气压力为0.5-0.8MPa，喷粉速率为0.1-4.5kg/s，使用载气为Ar气；3)所述的旋转喷粉装置的喷吹时间为10-20min，喷吹结束后旋转喷粉枪提出钢水液面，转速降到5-10r/min以下，提出钢水液面以上300-500mm，再次加快旋转10-30s，转数为50-80r/min。
2.根据权利要求1所述的一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法，其特征在于：所述的喷粉为脱磷粉剂，其成分按重量百分比为CaO 45-60％，FeO 15-30％、CaF2 10-25％、MnO 8-15％，脱磷剂的粒度为0.04-0.06mm。
3.根据权利要求1所述的一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法，其特征在于：所述的旋转喷粉枪枪总长度为2500-4500mm，倒T形旋转头长度500-800mm，倒T形旋转头直径为200-400mm，喷吹孔直径为6-15mm，中空管直径为80-150mm。
4.根据权利要求1所述的一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法，其特征在于：所述的真空室直径为1500-2500mm，真空室高度4500-5500mm，上升管直径500-800mm，下降管直径与上升管直径相同。
5.根据权利要求1所述的一种RH精炼旋转喷粉脱磷方法，其特征在于：所述的上升管距真空室底部600-900mm位置设置提升气体喷吹孔，喷吹孔数量为8-12个，提升气体为氩气。
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