CN111518992B - 一种罐式单嘴精炼炉及真空精炼方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种罐式单嘴精炼炉及真空精炼方法，罐式单嘴精炼炉包括：真空罐体和真空罐盖组成的真空罐；真空罐体上设有真空抽气管道；盛有待处理钢液的钢包可置于真空罐内；单嘴浸渍管，一端与真空罐盖形成一体，在真空罐内吊入钢包后，降下真空罐盖时可使单嘴浸渍管下端伸入钢包内；单嘴浸渍管的上端设有使浸渍管与真空罐连通的通气孔。该案中浸渍管罩在钢液上方或插入钢液中，使得浸渍管中出现溢渣或钢液飞溅时避免溢渣或钢液脱离钢包进入真空罐体内，这样既可降低对真空罐体的污染又可提高一次炼钢炉的出钢量，进而提高钢产量；同时还可加大吹氩量，增强精炼效果，提高精炼效率，与一次炼钢炉和后续连铸工序更好衔接，保证各工序的顺畅连续。

Description

一种罐式单嘴精炼炉及真空精炼方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，更具体地，涉及一种罐式单嘴精炼炉及真空精炼方法。

背景技术

在钢铁冶炼中，为了满足特殊钢纯净度的要求，需要对一次炼钢炉的钢液进行二次精炼，以去除钢液中的杂质，并使钢液中的合金元素和温度均匀化。能达到上述目的最常见的方法就是对钢液进行真空处理，如对钢液进行脱气处理(氢、氧、氮)，脱硫处理，脱碳或深脱碳处理等；在对钢液脱气、脱碳处理的过程中按照不同钢种的要求加入适量合金并对钢液进行搅拌，促使合金和温度均匀化，还能使得钢液中的有害夹杂物上浮与钢渣结合而得到有效去除。

目前冶金行业最常用的真空精炼设备有：RH炉，VD\VOD炉等。

RH炉的缺点是：1、设备复杂造价高，2、要求厂房高度高，3、真空室内钢液喷溅严重，4、浸渍管使用寿命短，5、真空处理成本高。

VD\VOD的缺点是，1、出钢量少，2、溢渣严重，3、真空处理时间长；原因是现有的VD\VOD炉在其工作时，钢包内的钢液会剧烈沸腾造成溢渣，从而飞溅到钢包外部的真空罐内，而这样一方面会导致真空罐的温度过高，从而使得真空罐的冷却频率增多，且对冷却设备的要求也提出了较高的要求，另一方面会导致真空罐内的钢渣过快增多，从而需要经常对真空罐进行清理，增加工人的劳动强度降低VD\VOD作业率；为了避免上述问题的产生，在实际操作中不得不将钢包的净空加大到800-1200mm，而且还要减少单位时间内的吹氩量，这样就会降低一次炼钢炉的出钢量，从而降低了钢产量，还会增加真空精炼时间，使其与上下游工序衔接不畅。

罐式单嘴精炼炉的发明从根本上解决了VD\VOD的上述缺点而保留了它设备造价低，设备简单，对厂房高度没有特殊要求，运行成本低的优点。

可以说罐式单嘴精炼炉的发明，是集RH炉和VD\VOD炉的所有优点于一身，同时克服了这两种炉型的所有缺点的集大成者。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的技术问题即克服所有现有技术的缺点，根据本发明的实施例，提供了一种罐式单嘴精炼炉，以及一种基于罐式单嘴精炼炉的真空精炼方法。

本发明的第一方面提出了一种罐式单嘴精炼炉，包括：

真空罐，包括真空罐体和用于与所述真空罐体密封的真空罐盖，所述真空罐体上设置有真空抽气管道；

钢包，能够放置于所述真空罐内，所述钢包内盛有待处理的钢液；

单嘴浸渍管，所述单嘴浸渍管的一端安装至所述真空罐盖，所述真空罐盖与所述真空罐体密封时，所述单嘴浸渍管的另一端伸入到所述真空罐内放置的所述钢包内；

钢包座，所述钢包座设置在所述真空罐体的底部，用于支撑放置所述钢包；

其中，所述单嘴浸渍管的上端侧壁上设置一个或多个通气孔，所述通气孔使所述单嘴浸渍管、所述钢包和所述真空罐盖围成的内部空间与所述真空罐体相连通。这里通气孔使所述单嘴浸渍管、所述钢包和所述真空罐盖围成的空间与外部空间连通，这里的外部空间指的就是真空罐体内、单嘴浸渍管外的空间，换句话说，通气孔用于使所述单嘴浸渍管的内外连通。

优选地，通气孔设置在单嘴浸渍管位于所述钢包外的上侧壁上。

在上述技术方案中，优选地，所述钢包内的钢液液面与所述钢包的顶部端面之间的距离大于等于300mm小于等于500mm，和/或所述单嘴浸渍管的高度大于1400mm，和/或所述通气孔底端与所述单嘴浸渍管底面之间的距离大于等于1200mm。

在上述技术方案中，优选地，所述单嘴浸渍管伸入到所述钢包内的一端插入到所述钢液面下50mm左右，或所述单嘴浸渍管伸入到所述钢包内的一端的端部位于所述钢液表面的钢渣中。

在上述技术方案中，优选地，所述单嘴浸渍管的中心线与所述钢包的中心线重合。

在上述技术方案中，优选地，所述单嘴浸渍管伸入到所述钢包内的一端的端部与所述钢包的内壁之间设置有间隙，所述间隙大于等于10mm。

在上述任一技术方案中，优选地，所述单嘴浸渍管的内侧壁上和/或外侧壁上设置有耐高温内衬，或所述单嘴浸渍管为内外包裹耐火材料的钢结构。

在上述任一技术方案中，优选地，所述单嘴浸渍管安装至所述真空罐盖的一端与所述真空罐盖之间焊接安装在一起。当然，单嘴浸渍管与真空罐盖之间也可一体成型，或者单嘴浸渍管与真空罐盖之间为紧密连接的分体式结构。

在上述技术方案中，优选地，罐式单嘴精炼炉还包括：真空加料仓，所述真空加料仓的一端穿过所述真空罐盖伸入到所述单嘴浸渍管内，所述真空加料仓的另一端位于所述真空罐盖外，所述真空加料仓与所述单嘴浸渍管内能够相互连通或相互断开；和/或氧枪，所述氧枪的一端位于所述真空罐盖外，所述氧枪的另一端穿过所述真空罐盖伸入到所述单嘴浸渍管内，所述氧枪用于向所述钢包内供给氧气；和/或测温取样装置，所述测温取样装置的一端安装在所述真空罐盖外，所述测温取样装置的另一端穿过所述真空罐盖伸入到所述单嘴浸渍管内，所述测温取样装置用于对真空处理过程中的钢液测温取样，以便在真空处理过程中测得钢液温度和监测钢液成分。

在上述技术方案中，优选地，所述钢包的底部设置有透气砖，所述罐式单嘴精炼炉还包括：吹氩/氮管，所述吹氩/氮管的一端位于所述真空罐体外，所述吹氩/氮管的另一端穿过所述真空罐体伸入到所述真空罐体内；其中，所述吹氩/氮管用于在所述钢包放置到所述真空罐内时，为所述钢包底部的透气砖提供氩/氮气，所述透气砖透过的氩/氮气能够从所述钢包的底部进入到所述钢包内。进一步地，该透气砖为钢包原透气砖无需另设。

在上述任一技术方案中，优选地，所述真空抽气管道为设置在所述真空罐体上的抽气孔，或所述真空抽气管道为设置在所述真空罐体上的抽气管。

优选地，所述钢包的外侧壁上设置有相互对称的吊耳。

在上述任一技术方案中，优选地，所述真空罐盖上设置有可视窗，所述可视窗处设置有拍摄装置，所述拍摄装置能够通过所述可视窗拍摄到所述单嘴浸渍管和所述钢包内的影像。其中，这里的可视窗优选由一个设置在真空罐盖上的观察孔和密封安装在观察孔处的透明盖板制成。当然，也可将真空罐盖的部分设置成透明结构，此以便能够形成一个方便观察钢包内的情况的可视窗。

在上述任一技术方案中，优选地，所述罐式单嘴精炼炉还包括：防喷溅盖，设置在所述真空罐盖和所述单嘴浸渍管之间，或设置在所述单嘴浸渍管内，并与所述真空罐盖和/或单嘴浸渍管固定连接，且所述防喷溅盖高于所述单嘴浸渍管通气孔。

根据本发明的实施例提供的罐式单嘴精炼炉，包括真空罐和能够放置到真空罐内的钢包以及安装在真空罐的真空罐盖上的单嘴浸渍管，该单嘴浸渍管的一端由真空罐盖固定住，而单嘴浸渍管的另一端在使用时能够伸入到钢包中，该单嘴浸渍管的中心线与钢包的中心线重合；这样在真空冶炼时，钢液的上方便能够被单嘴浸渍管罩住，这样就使得钢液在飞溅以及出现溢渣时，大部分飞溅液和溢出的渣都会落回到钢包内，这样便能够通过单嘴浸渍管实现大部分飞溅液和溢渣的收集，而在单嘴浸渍管内飞溅入了足够多的钢液后，钢液又能够顺着单嘴浸渍管滑落到钢包内，这样一方面可避免钢液或溢出渣落入到真空罐体内，从而降低飞溅液和溢出渣对真空罐体的污染，减少真空罐的清理次数。另一方面，该种设置还能够降低钢液在冶炼中传递到真空罐体的温度，从而降低真空罐体对冷却条件的要求，避免真空罐体过热。此外，该种结构，由于单嘴浸渍管内的钢液又能够顺着单嘴浸渍管滑落到钢包内，这样便能够减少钢液的浪费，提高钢液的利用率，这样便可提高一次炼钢炉的出钢量，进而提高钢产量。同时该结构还可加大吹氩量，增强精炼效果，减少真空处理时间提高精炼效率，与一次炼钢炉和后续连铸工序更好衔接，保证各工序的顺畅连续。

其中，单嘴浸渍管上的通气孔用于使单嘴浸渍管内外连通，从而使得真空罐在抽真空时，单嘴浸渍管内的气体和钢包内的气体都能够被抽走，这样便能够确保钢包内钢液面的真空度。

本发明第二方面的实施例提供了一种基于第一方面任一项实施例提供的罐式单嘴精炼炉的真空精炼方法，包括：

控制调整进站钢液初始条件，所述钢包、钢液的初始条件与传统VD/VOD要求相同；

将盛有钢液的钢包吊入罐式单嘴精炼炉中，连接吹氩管和透气砖的接头，然后将真空罐盖车移动到精炼工位，并将真空罐盖下降至真空罐体上；其中，在真空罐盖下降过程中，调整透气砖吹氩量为2～5NL/min/t；

真空精炼；

精炼处理结束后，破真空，提起真空罐盖移动至下一工位或待处理位；

调小氩气量，对钢液进行软吹、喂丝操作；

用吊车将处理后钢包调至下一工序，真空精炼处理结束。

根据本发明的实施例提供的真空精炼方法，由于采用了第一方面任一项实施例提供的罐式单嘴精炼炉，因此，能够在真空精炼过程中避免溢渣或钢液进入真空罐体内，这样既可降低对真空罐体的污染又可提高一次炼钢炉的出钢量，进而提高钢产量；同时还可加大吹氩量，增强精炼效果，减少真空处理时间，与一次炼钢炉和后续连铸工序更好衔接，保证各工序的顺畅连续。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及各方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本发明的实施例提供的罐式单嘴精炼炉的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例提供的罐式单嘴精炼炉的真空罐盖和单嘴浸渍管的装配示意图；

图3示出了本发明的另一实施例提供的罐式单嘴精炼炉的结构示意图；

图4示出了本发明的实施例提供的罐式单嘴精炼炉的单嘴浸渍管的结构示意图；

图5示出了本发明的实施例提供的基于罐式单嘴精炼炉的真空精炼方法的流程示意图。

其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1真空罐，12真空罐体，122真空抽气管道，124钢包座，14真空罐盖，142可视窗，2钢包，22透气砖，24吊耳，3单嘴浸渍管，32通气孔，4真空加料仓，5氧枪，6吹氩/氮管，7钢液，8钢渣。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面参照图1至图4来描述本发明的实施例提供的罐式单嘴精炼炉。

如图1至图4所示，本发明第一方面提出了一种罐式单嘴精炼炉，罐式单嘴精炼炉包括：真空罐体12、真空罐盖14组成的真空罐1、钢包2和单嘴浸渍管3和钢包座124，具体地：

真空罐体12上设置有真空抽气管道122，通过真空管道系统与真空泵系统相连；

钢包2能够通过吊车置于真空罐体12内，钢包2内盛有待处理的钢液7；

单嘴浸渍管3优选为圆筒形，一端安装至真空罐盖14，在真空罐体12内吊入钢包2时，真空罐盖车从停车工位开到罐式单嘴精炼炉工位，并降下真空罐盖14，并使真空罐盖14与真空罐体12密封，而单嘴浸渍管3随真空罐盖14下落后，单嘴浸渍管3的另一端对准钢包2的中心伸入到钢包2内，具体地，单嘴浸渍管3的下端的端部可位于钢渣的下方、钢液7的上方，或者单嘴浸渍管3的下端插入到钢液中，其插入深度可在50mm左右；

钢包座124设置在真空罐1的底部，用于支撑放置钢包2；

其中，如图2和图4所示，单嘴浸渍管3位于钢包2的上方侧壁上设置有一个或多个通气孔32，通气孔32使钢包2与单嘴浸渍管3、真空罐盖14形成的空间与真空罐体12相连通，保证真空处理。

根据本发明的实施例提供的，包括真空罐体12和能够置于真空罐体12内的钢包2以及安装在真空罐体12的真空罐盖14上的单嘴浸渍管3，该单嘴浸渍管3的一端由真空罐盖14固定住，而单嘴浸渍管3的另一端伸入钢包2中，这样在真空冶炼时，大部分钢液的上方便被单嘴浸渍管3罩住，这样就使得钢液7在剧烈飞溅时或出现溢渣时，大部分溢出的渣以及飞溅钢液都会落入到单嘴浸渍管3内，这样便能够通过单嘴浸渍管3实现大部分溢出的渣以及飞溅钢液的收集，而溢出的渣和飞溅的钢液又能够顺着单嘴浸渍管3的内壁滑落到钢包2内，这样一方面可避免溢出的渣以及钢液7飞溅到真空罐体12内，从而降低飞溅液对真空罐体12的污染，减少真空罐1的清理次数。另一方面，该种设置还能够降低钢液7在冶炼中传递到真空罐体12的温度，从而降低真空罐体12对冷却条件的要求。此外，该种结构，由于单嘴浸渍管3内的钢液7又能够顺着单嘴浸渍管3滑落到钢包2内，这样便能够减少钢液7的浪费，提高钢液7的利用率，这样便可提高一次炼钢炉的出钢量，进而提高钢产量。同时该结构还可加大吹氩量，增强精炼效果，减少真空处理时间，与一次炼钢炉和后续连铸工序更好衔接，保证各工序的顺畅连续。

另一方面，本发明的实施例提供的罐式单嘴精炼炉，可以在现有的VD/VOD炉的基础上进行改造，仅需在真空罐体12的真空罐盖14上安装单嘴浸渍管3及其他的相应简单改造，并对生产工艺进行调整即可。

其中，单嘴浸渍管3上的通气孔32用于使单嘴浸渍管3内外连通，从而使得真空罐1在抽真空时，单嘴浸渍管3内的气体和钢包2内的气体都能够被抽走，这样便能够确保钢包2、单嘴浸渍管3内钢液面的真空度。

优选地，通气孔32靠近所述真空罐盖14设置，即通气孔32设置在距离钢包钢液液面较远的位置上，优选地，通气孔32与单嘴浸渍管3底面之间的距离大于等于1200mm，该种设置可以避免钢液飞溅堵塞通气孔32，当然，也可防止钢液从通气孔32泄露出。其中，优选地，通气孔32既可为椭圆形，也可为圆形，当然，也可为方形等其他形状，而通气孔32的大小，形状和多少不作具体限定，以能满足钢结构的连接要求以及能够将钢包2内的气体正常通畅排出为条件。

其中，在钢包2内注入钢液7时，优选地，如图1所示，钢液7的液位不超过单嘴浸渍管3下端面，这样就使得单嘴浸渍管3能够完全罩住所有的钢液7，或者罩住大部分的钢液7。当然，在另一实施例中，也可如图3所示，将单嘴浸渍管3伸入到钢液内一段距离，优选地，单嘴浸渍管3伸入到钢液内的深度H4大约在50mm左右。

其中，优选地，单嘴浸渍管3的中心线与钢包2的中心线重合。

其中，优选地，如图1和图3所示，单嘴浸渍管3伸入到钢包2内的一端的端部与钢包2的内壁之间设置有大于等于10mm的间隙。

在上述任一实施例中，优选地，单嘴浸渍管3是由耐火材料进行包裹的钢结构制成，这样可以提高单嘴浸渍管3的耐高温性能以延长其使用寿命。

在上述任一实施例中，优选地，如图1至图3所示，单嘴浸渍管3安装至真空罐盖14的一端与真空罐盖14之间焊接安装在一起。当然，单嘴浸渍管3与真空罐盖14之间也可一体成型，或者单嘴浸渍管3与真空罐盖14之间为紧密连接的分体式结构，在此不做限定。

同时，在传统VD及VOD炉中，为了防止钢液飞溅，需要降低钢包2内的钢液液位，留出800-1200mm的净空高度，以免钢液飞溅和溢渣到真空罐中，而本申请中，则无需降低钢包2内的钢液液位，净空可以在300-500mm高度即可，从而可提高钢包单次盛钢量，这样便可提高单次炼钢炉的出钢量，进而提高钢产量。

在一些实施例中，由于无需顾虑钢液飞溅和溢渣，可以提高罐内真空度及加大氩气流量，增大钢液的搅拌力度，缩短真空处理时间。

在上述实施例中，优选地，如图1所示，罐式单嘴精炼炉还包括：真空加料仓4，真空加料仓4的一端穿过真空罐盖14伸入到单嘴浸渍管3内，真空加料仓4的另一端位于真空罐盖14外，真空加料仓4与单嘴浸渍管3内能够相互连通或相互断开。

在一些实施例中，罐式单嘴精炼炉还包括：氧枪5，氧枪5的一端位于真空罐盖14外，氧枪5的另一端穿过真空罐盖14伸入到单嘴浸渍管3内，氧枪5用于向钢包2内供给氧气，以方便进行吹氧操作。当然，罐式单嘴精炼炉也可不设置氧枪5，此时，罐式单嘴精炼炉就不能进行吹氧操作。

在该实施例中，可通过真空加料仓4在真空冶炼时向钢包2中加入合金及其他物料。而氧枪5用于向真空罐1内吹入真空冶炼时所需的氧气。

在一些实施例中，罐式单嘴精炼炉还包括：测温取样装置(图中未示出)，测温取样装置的一端安装在所述真空罐盖14外，测温取样装置的另一端穿过所述真空罐盖14伸入到所述单嘴浸渍管3内，所述测温取样装置用于对真空处理的钢液测温取样，以便在真空处理过程中测得钢液温度和和取得一定量的钢样进行化学分析，以确定钢液成分是否达标。

在上述实施例中，优选地，如图1和图3所示，钢包2的底部设置有透气砖22，透气砖22就是钢包2底部原位置的透气砖而无需另设，而透气砖22用于产生氩/氮气泡，以便能够通过上涌的氩/氮气泡而将钢水面的炉渣推向包壁，使钢液暴露于氧气射流之下。而底吹氩/氮气最主要的作用是对钢液进行搅拌，使钢液温度、成分均匀。

罐式单嘴精炼炉还包括：吹氩/氮管6，吹氩/氮管6的一端位于真空罐体12外，吹氩/氮管6的另一端穿过真空罐体12伸入到真空罐体12内；其中，吹氩/氮管6用于在钢包2安装到真空罐1内时，为钢包2底部的透气砖22提供氩气/氮气，透气砖22透过的氩气/氮气能够从钢包2的底部进入到钢包2内。

在该实施例中，真空冶炼时所需的氩气或氮气等搅拌气体可通过吹氩/氮管6输送至透气砖22，然后由透气砖22进入到钢包2内。而搅拌气体优选为氩气，当然，为了节省费用且个别对氮不敏感的钢种时，也可用氮气作为搅拌气体。

在上述任一实施例中，优选地，真空抽气管道122为设置在真空罐体12上的抽气孔，或真空抽气管道122为设置在真空罐体12上的抽气管。

优选地，钢包2的外侧壁上设置有相互对称的吊耳24，通过该吊耳24便可实现钢包2吊装移动，从而方便将钢包2吊入到真空罐体12内或吊出真空罐体12。

在上述任一实施例中，优选地，如图1所示，真空罐盖14上设置可视窗142，可视窗142处设置有拍摄装置，拍摄装置能够通过可视窗142拍摄到单嘴浸渍管3和钢包2内的钢液面影像。而可视窗142以及拍摄装置的设置能够方便对钢液7的冶炼情况进行监控。其中，这里的可视窗142优选由一个设置在真空罐盖14上的观察孔和密封安装在观察孔处的透明盖板制成。当然，也可将真空罐盖14的部分设置成透明结构，以便能够形成一个方便观察钢包2内的情况的可视窗142。

在上述任一实施例中，优选地，在罐式单嘴精炼炉为50t炉时，如图3所示，钢包2内的钢液液面与钢包2的顶部端面之间的距离L大于等于300mm小于等于500mm，即钢包的净空在300mm-500mm之间，如图2所示，通气孔32与单嘴浸渍管3底面之间的距离H1大于等于1200mm。单嘴浸渍管3的高度H2大于1400mm，如图3所示，氧枪5与钢液间的高度H3为1.2米到1.8米可调节。

优选地，单嘴浸渍管3优选为耐火材料包裹的钢结构制成。

在上述任一技术方案中，优选地，罐式单嘴精炼炉还包括：防喷溅盖(图中未示出)，设置在真空罐盖14和单嘴浸渍管3之间，或设置在单嘴浸渍管3内，并与真空罐盖14固定连接，且位于通气孔32的上方。通过防喷溅盖可防止真空罐盖14过热。从而可防止真空罐盖14温度过高。

本发明第二方面提出了一种采用罐式单嘴精炼炉的真空精炼方法，其中，罐式单嘴精炼炉的结构如图1至图4所示，该方法如图5所示包括以下步骤：

S1.控制调整进站钢液初始条件，所述钢包、钢液的初始条件与传统VD/VOD要求相同；

S2.将盛有钢液的钢包吊入罐式单嘴精炼炉中，连接吹氩管和透气砖的接头，然后将真空罐盖车移动到精炼工位，并将其罐盖下降至真空罐体上；其中，在真空罐盖下降过程中，调整底吹透气砖吹氩量为2～5NL/min/t；

S3.真空精炼；

S4.精炼处理结束后，破真空，提起真空罐盖移动至下一工位或待处理位；

S5.调小氩气量，对钢液进行软吹、喂丝操作；

S6.用吊车将处理后钢包调至下一工序(连铸或浇铸)，真空精炼处理结束。

根据本发明的实施例提供的真空精炼方法，由于采用了第一方面任一项实施例提供的罐式单嘴精炼炉，因此，能够在真空精炼过程中避免溢渣或钢液进入真空罐体内，这样既可降低对真空罐体的污染又可提高一次炼钢炉的出钢量，进而提高钢产量；同时还可加大吹氩量，增强精炼效果，减少真空处理时间，提高精炼效率，与一次炼钢炉和后续连铸工序更好衔接，保证各工序的顺畅连续。

在本发明提供的一个具体实施例中，S3真空精炼包括：

真空脱碳处理。

真空脱碳处理的步骤可具体为：抽真空使真空罐内的真空度达到40Pa～100Pa，并在进行抽真空过程的同时进行钢包底吹氩气，直至钢水脱碳处理结束。优选地，所述的抽真空过程需在4min～8min使真空罐中的真空度达到极限真空度40Pa～100Pa，进一步地，在钢水脱碳处理中，若钢水中碳含量大于0.03％且真空度降低至50000Pa～100Pa时开始吹氧气，吹氧气流量为10Nl/h～25Nl/h/吨钢。

在上述实施例中，优选地，吹氩气流量为3Nl/min～7Nl/min/吨钢，氩气流量不变直至钢水脱碳处理结束。

在上述实施例中，优选地，所述的吹氩气过程分为如下步骤：

保持吹氩流量为2Nl/min～3Nl/min/吨钢，且吹氩时间为5～8分钟；

调整吹氩气流量3Nl/min～7.5Nl/min/吨钢，直至钢水脱碳处理结束。

在上述实施例中，优选地，S3真空精炼还包括：在真空脱碳后，根据真空取样器所取钢样进行化学分析，如果含硫量超标，可添加适量脱硫剂对钢液进行脱硫处理。

其中，脱硫处理的步骤具体如下：

步骤1，使真空罐内的真空度降低到100Pa～1000Pa；

步骤2，如果钢液中的氧含量超标，则加入脱氧剂，直至钢水中氧含量脱至4ppm～15ppm；

步骤3，加脱硫剂(颗粒状)，同时将氩气流量或者氮气流量增大至3Nl～7.5Nl/min/吨钢，搅拌钢水进行脱硫，直至钢水脱硫处理结束。

其中，所述的脱硫剂采用石灰和萤石的混合物，该脱硫剂石灰和萤石配比为1∶1～3∶1，所述的脱硫剂加入量为3kg～10kg/吨钢。

进一步优选地，所述的脱氧剂采用金属铝，使用量2kg～8kg/吨钢，或所述的脱氧剂采用铝合金，使用量2kg～8kg/吨钢，其中使用量指铝合金中纯铝含量。

在本发明提供的另一个具体实施例中，S3真空精炼包括：

真空脱气处理(真空脱气处理具体包括脱氢、脱氧、脱氮等)。

其中，真空脱气处理的步骤如下：抽真空使真空罐内的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气，直至钢水脱气(氢、氧、氮)处理结束。

优选地，所述的抽真空过程需在1min～5min内完成，并使真空罐内的真空度达到40pa～100pa后保持该真空度直至钢水脱气处理结束。

优选地，吹氩气流量为1Nl/min～7Nl/min/吨钢，氩气流量不变直至钢水脱气(氢、氧、氮)处理结束。

进一步地，吹氩气过程分为如下步骤：

保持吹氩流量为1Nl/min～3Nl/min/吨钢，且吹氩时间为5～8分钟；

调整吹氩气流量3Nl/min～7.5Nl/min/吨钢，直至钢水脱气处理结束。

在上述实施例中，优选地，S3真空精炼还包括：在真空脱气后，根据真空取样器所取钢样进行化学分析，如果含硫量超标，可添加适量脱硫剂对钢液进行脱硫处理。脱硫处理的步骤可参照上一个实施例进行，在此不再赘述。

在上述实施例中，优选地，S3真空精炼还包括：夹杂物去除步骤，该步骤如下：罐式单嘴精炼炉破除真空后，调节透气砖吹氩量至1～5NL/min/吨钢，吹氩时间5～10min；在此过程中可以同时喂线操作。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种罐式单嘴精炼炉，其特征在于，包括：

真空罐，包括真空罐体和用于与所述真空罐体密封的真空罐盖，所述真空罐体上设置有真空抽气管道；

钢包，能够放置于所述真空罐内，所述钢包内盛有待处理的钢液；

单嘴浸渍管，所述单嘴浸渍管的一端安装至所述真空罐盖，所述真空罐盖与所述真空罐体密封时，所述单嘴浸渍管的另一端伸入到所述真空罐内放置的所述钢包内；所述单嘴浸渍管伸入到所述钢包内的一端插入到所述钢液面下50mm左右，或所述单嘴浸渍管伸入到所述钢包内的一端的端部位于所述钢液表面的钢渣中；

钢包座，所述钢包座设置在所述真空罐体的底部，用于支撑放置所述钢包；

其中，所述单嘴浸渍管的上端侧壁上设置一个或多个通气孔，所述通气孔使所述单嘴浸渍管、所述钢包和所述真空罐盖围成的内部空间与所述真空罐体相连通；

所述钢包内的钢液液面与所述钢包的顶部端面之间的距离大于等于300mm小于等于500mm，和/或所述单嘴浸渍管的高度大于1400mm，和/或所述通气孔下沿与所述单嘴浸渍管底面之间的距离大于等于1200mm。

2.根据权利要求1所述的罐式单嘴精炼炉，其特征在于，

所述单嘴浸渍管的中心线与所述钢包的中心线重合。

3.根据权利要求1所述的罐式单嘴精炼炉，其特征在于，

所述单嘴浸渍管伸入到所述钢包内的一端的端部与所述钢包的内壁之间设置有间隙，所述间隙大于等于10mm。

4.根据权利要求1所述的罐式单嘴精炼炉，其特征在于，

所述单嘴浸渍管的内侧壁上和/或外侧壁上设置有耐高温内衬；和/或

所述单嘴浸渍管安装至所述真空罐盖的一端与所述真空罐盖之间焊接安装在一起，或所述单嘴浸渍管与所述真空罐盖一体成型，或所述单嘴浸渍管与所述真空罐盖为紧密连接的分体式结构。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的罐式单嘴精炼炉，其特征在于，还包括：

真空加料仓，所述真空加料仓的一端穿过所述真空罐盖伸入到所述单嘴浸渍管内，所述真空加料仓的另一端位于所述真空罐盖外，所述真空加料仓与所述单嘴浸渍管内能够相互连通或相互断开；和/或

氧枪，所述氧枪的一端位于所述真空罐盖外，所述氧枪的另一端穿过所述真空罐盖伸入到所述单嘴浸渍管内，所述氧枪用于向所述钢包内供给氧气；和/或

测温取样装置，所述测温取样装置的一端安装在所述真空罐盖外，所述测温取样装置的另一端穿过所述真空罐盖伸入到所述单嘴浸渍管内，所述测温取样装置用于对真空处理过程中的钢液测温取样，以便在真空处理过程中测得钢液温度和监测钢液成分。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的罐式单嘴精炼炉，其特征在于，所述钢包的底部设置有透气砖，所述罐式单嘴精炼炉还包括：

吹氩/氮管，所述吹氩/氮管的一端位于所述真空罐体外，所述吹氩/氮管的另一端穿过所述真空罐体伸入到所述真空罐体内；

其中，所述吹氩/氮管用于在所述钢包放置到所述真空罐内时，为所述钢包底部的透气砖提供氩/氮气，所述透气砖透过的氩/氮气能够从所述钢包的底部进入到所述钢包内。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的罐式单嘴精炼炉，其特征在于，

所述真空抽气管道为设置在所述真空罐体上的抽气孔，或所述真空抽气管道为设置在所述真空罐体上的抽气管；和/或

所述钢包的外侧壁上设置有相互对称的吊耳；和/或

所述真空罐盖上设置有可视窗，所述可视窗处设置有拍摄装置，所述拍摄装置能够通过所述可视窗拍摄到所述单嘴浸渍管和所述钢包内的影像；和/或

所述罐式单嘴精炼炉还包括：防喷溅盖，设置在所述真空罐盖和所述单嘴浸渍管之间，或设置在所述单嘴浸渍管内，并与所述真空罐盖和/或单嘴浸渍管固定连接，且所述防喷溅盖高于所述单嘴浸渍管通气孔。

8.一种基于权利要求1至7中任一项所述的罐式单嘴精炼炉的真空精炼方法，包括：

控制调整进站钢液初始条件，所述钢包、钢液的初始条件与传统VD/VOD要求相同；

将盛有钢液的钢包吊入罐式单嘴精炼炉中，连接吹氩/氮气管和透气砖的接头，然后将真空罐盖车移动到精炼工位，并将真空罐盖下降至真空罐体上；其中，在真空罐盖下降过程中，调整透气砖吹氩量为2～5NL/min/t；

真空精炼；

精炼处理结束后，破真空，提起真空罐盖移动至下一工位或待处理位；

调小氩气量，对钢液进行软吹、喂丝操作；

用吊车将处理后钢包调至下一工序，真空精炼处理结束。

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