CN112501392A - 一种rh炉脱氢方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RH炉脱氢方法及装置，涉及RH精炼技术领域，所述脱氢方法具体包括以下步骤：步骤1)：初始条件；步骤2)：烘烤；步骤3)：抽真空处理；步骤4)：真空加热；步骤5)：真空脱氢处理；步骤6)：真空脱碳处理；步骤7)：测量；步骤8)：破真空。本发明脱氢方法流程简单，操作方便，成本较低，RH真空处理中能够同时对钢液进行加热，保证钢液的脱气温度，提高脱氢效率，本发明脱氢装置中上升管和下降管均设置为底部开口大，顶部开口小的锥形结构，能够降低钢液对真空室内壁的冲刷，有效提高该装置的脱氢效果，本设计中上升管和下降管耐腐蚀及耐高温性能较好，使用寿命较长。
Description
技术领域
本发明涉及RH精炼技术领域，具体是一种RH炉脱氢方法及装置。
背景技术
RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。RH系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备，RH因为采用钢水在真空槽环流的技术从而达到处理时间短、效率高、能够与转炉连铸匹配的优点而被转炉工序大量采用。
RH真空处理是众多的炉外精炼法中的一种，其主要任务是脱气，并通过钢水循环使得非金属夹杂物上浮、均匀钢水成分和温度，同时通过物料添加系统使其具有脱氧、脱碳、脱硫、脱磷、成分微调等多项冶金功能。
钢中的氢是由锈蚀含水的炉料或是从含有水蒸气的炉气中吸收的。氢对钢材的危害是很多的。一是引起“氢脆”，即在低于钢材极限应力的作用下，经一段时间后在无任何征兆的情况下突然断裂，往往会造成灾难性的后果。二是导致钢材内部产生大量细微裂纹缺陷一白点，在钢材终端面上呈光滑的银白的斑点还会使钢材内部产生白点，使钢材的延伸率显著下降，尤其是端面的收缩率和冲击韧性降低得更多，因此，钢液脱氢处理至关重要。
但是，目前市场上的RH炉脱氢方法操作流程复杂，成本较高、脱氢效率不理想，且脱气过程中钢液易出现降温现象，影响钢液的脱氢率，同时，现有RH炉脱氢装置结构复杂，长期使用过程中浸液管及真空室内壁易出现腐蚀现象，降低了其使用寿命。因此，本领域技术人员提供了一种RH炉脱氢方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种RH炉脱氢方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明脱氢流程操作简单，能够在脱氢的同时对钢液进行加热，可将钢液中的氢含量脱至2ppm以下，脱氢率较高。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种RH炉脱氢方法，所述脱氢方法具体包括以下步骤：
步骤1)：初始条件：首先，进行钢包内钢液的测温、取样、定氧及测渣厚度操作，控制其在要求范围内，将钢包上升到处理为使浸液管插入到钢液内，插入深度为：100～300mm；
步骤2)：烘烤：在真空处理前，通过烘烤枪对真空室进行烘烤，控制真空室起始温度为：1600～1620℃；
步骤3)：抽真空处理：使用高压氩气和氮气作为提升气体，先充人氩气后充入氮气，打开底吹管路，启动真空泵开始精炼处理，随着真空度的逐渐升高，钢液经上升管被抽入真空室，从下降管流出，开始环流，进行RH真空处理；
步骤4)：真空加热：通过加热管进行真空室的加热保温，防止钢液出现降温；
步骤5)：真空脱氢处理：脱氢前根据钢种的成分要求进行合金化，在规定时间及低压条件下持续进行循环脱气操作；
步骤6)：真空脱碳处理：循环脱气持续一段时间后达到脱碳的目标值，通过氧气管利用烘烤枪吹氧，增加氧含量，脱碳结束后，加铝进行脱氧处理；
步骤7)：测量：对钢水进行氢含量、温度、定氧和化学成分测量，氢含量大于2ppm时，增加钢水环流时间1～3min，直至氢含量小于2ppm；
步骤8)：破真空：关闭底吹管路，待钢液平静后静置15～30min，进行破真空，并对钢包进行底吹氩软搅拌。
作为本发明进一步的方案：所述步骤1)中钢液的初始温度为：1600～1650℃，钢包自由空间为(200mm，400mm)，氧活度＜16ppm，初始渣层厚度＜80mm。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤3)中提升气体流量控制在6～15NL/(min·t)。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤5)中的真空度＜60Pa，钢水循环时间＞18min，脱气时间＞16min。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤8)中的吹氩流量为2～8NL/(min·t)，搅拌时间为2～3min。
一种RH炉脱氢装置，包括钢包，所述钢包的上方设置有真空室，所述真空室的底端设置有浸液管，且真空室的顶部贯穿设置有烘烤枪，所述真空室的一侧设置有合金料加入口，另一侧设置有排气口，且真空室的内壁设置有加热管，所述浸液管的一侧设置有底吹管路，所述烘烤枪的一侧设置有氧气管；所述浸液管由上升管和下降管组成，且上升管和下降管均为底部开口大，顶部开口小的锥形结构。
作为本发明再进一步的方案：所述上升管的外层设置有浇注料，所述浇注料的内侧设置有第一耐火砖层，所述第一耐火砖层的内侧设置有第二耐火砖层，所述第二耐火砖层的内侧设置有陶瓷层。
作为本发明再进一步的方案：所述下降管与上升管结构相同。
作为本发明再进一步的方案：所述底吹管路包括连通管，所述连通管的下端连接有氩气管，且连通管的上端连接有氮气管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种RH炉脱氢方法及装置，在实际使用过程中：
1、本发明脱氢方法流程简单，操作方便，成本较低，RH真空处理中能够同时对钢液进行加热，保证钢液的脱气温度，提高脱氢效率，解决了传统脱氢装置使用过程中钢液温度降低影响脱氢效果的问题，同时，本发明脱氢方法在实现钢液脱氢的同时能够增加钢液中的氮气含量，为钢液后续增氮处理提供便利，增加其功能性，本方法可将钢液中的氢含量脱至2ppm以下，脱氢率较高。
2、本发明脱氢装置中上升管和下降管均设置为底部开口大，顶部开口小的锥形结构，降低钢液对真空室内壁的冲刷，使得钢液进入真空室的速率及钢液流出真空室的速率较慢，延长钢液在真空室内的停留时间，且钢液能够与真空室内气体充分接触，有效提高该装置的脱氢效果，同时，通过设置的陶瓷层能够增加上升管和下降管的耐腐蚀及耐高温性能，延长浸液管的使用寿命，解决了传统脱氢装置脱氢效率较低，浸液管易腐蚀，使用寿命较短的问题；本发明通过设置的加热管能够对真空室内的钢液进行加热处理，解决了传统脱氢装置脱氢过程中钢液温度降低影响脱氢效果的问题，保证该装置的脱氢效率。
附图说明
图1为一种RH炉脱氢装置的结构示意图；
图2为一种RH炉脱氢装置中上升管结构示意图。
图中：1、钢包；2、真空室；3、浸液管；31、上升管；311、浇注料；312、第一耐火砖层；313、第二耐火砖层；314、陶瓷层；32、下降管；4、底吹管路；41、连通管；42、氩气管；43、氮气管；5、烘烤枪；6、氧气管；7、合金料加入口；8、排气口；9、加热管。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种RH炉脱氢方法，脱氢方法具体包括以下步骤：
步骤1)：初始条件：首先，进行钢包1内钢液的测温、取样、定氧及测渣厚度操作，控制其在要求范围内，将钢包1上升到处理为使浸液管3插入到钢液内，插入深度为：100～300mm；
步骤2)：烘烤：在真空处理前，通过烘烤枪5对真空室2进行烘烤，控制真空室2起始温度为：1600～1620℃；
步骤3)：抽真空处理：使用高压氩气和氮气作为提升气体，先充人氩气后充入氮气，打开底吹管路4，启动真空泵开始精炼处理，随着真空度的逐渐升高，钢液经上升管31被抽入真空室2，从下降管32流出，开始环流，进行RH真空处理；
步骤4)：真空加热：通过加热管9进行真空室2的加热保温，防止钢液出现降温；
步骤5)：真空脱氢处理：脱氢前根据钢种的成分要求进行合金化，在规定时间及低压条件下持续进行循环脱气操作；
步骤6)：真空脱碳处理：循环脱气持续一段时间后达到脱碳的目标值，通过氧气管6利用烘烤枪5吹氧，增加氧含量，脱碳结束后，加铝进行脱氧处理；
步骤7)：测量：对钢水进行氢含量、温度、定氧和化学成分测量，氢含量大于2ppm时，增加钢水环流时间1～3min，直至氢含量小于2ppm；
步骤8)：破真空：关闭底吹管路4，待钢液平静后静置15～30min，进行破真空，并对钢包1进行底吹氩软搅拌。
进一步的，步骤1)中钢液的初始温度为：1600～1650℃，钢包1自由空间为(200mm，400mm)，氧活度＜16ppm，初始渣层厚度＜80mm。
再进一步的，步骤3)中提升气体流量控制在6～15NL/(min·t)。
再进一步的，步骤5)中的真空度＜60Pa，钢水循环时间＞18min，脱气时间＞16min。
再进一步的，步骤8)中的吹氩流量为2～8NL/(min·t)，搅拌时间为2～3min。
在具体实施过程中：本发明脱氢方法流程简单，操作方便，成本较低，RH真空处理中能够同时对钢液进行加热，保证钢液的脱气温度，提高脱氢效率，解决了传统脱氢装置使用过程中钢液温度降低影响脱氢效果的问题，同时，本发明脱氢方法在实现钢液脱氢的同时能够增加钢液中的氮气含量，为钢液后续增氮处理提供便利，增加其功能性，本方法可将钢液中的氢含量脱至2ppm以下，脱氢率较高。
一种RH炉脱氢装置，包括钢包1，钢包1的上方设置有真空室2，真空室2的底端设置有浸液管3，且真空室2的顶部贯穿设置有烘烤枪5，真空室2的一侧设置有合金料加入口7，另一侧设置有排气口8，且真空室2的内壁设置有加热管9，浸液管3的一侧设置有底吹管路4，烘烤枪5的一侧设置有氧气管6；浸液管3由上升管31和下降管32组成，且上升管31和下降管32均为底部开口大，顶部开口小的锥形结构。
再进一步的，上升管31的外层设置有浇注料311，浇注料311的内侧设置有第一耐火砖层312，第一耐火砖层312的内侧设置有第二耐火砖层313，第二耐火砖层313的内侧设置有陶瓷层314。
再进一步的，下降管32与上升管31结构相同。
再进一步的，底吹管路4包括连通管41，连通管41的下端连接有氩气管42，且连通管41的上端连接有氮气管43。
在具体实施过程中：本发明脱氢装置中上升管31和下降管32均设置为底部开口大，顶部开口小的锥形结构，降低钢液对真空室2内壁的冲刷，使得钢液进入真空室2的速率及钢液流出真空室2的速率较慢，延长钢液在真空室2内的停留时间，且钢液能够与真空室2内气体充分接触，有效提高该装置的脱氢效果，同时，通过设置的陶瓷层314能够增加上升管31和下降管32的耐腐蚀及耐高温性能，延长浸液管3的使用寿命，解决了传统脱氢装置脱氢效率较低，浸液管3易腐蚀，使用寿命较短的问题；本发明通过设置的加热管9能够对真空室2内的钢液进行加热处理，解决了传统脱氢装置脱氢过程中钢液温度降低影响脱氢效果的问题，保证该装置的脱氢效率，使用过程中，通过底吹管路4向上升管31冲入氩气或氮气，使得钢液经上升管31进入真空室2内进行RH真空处理，再从下降管32流出，实现环流达到脱气目的，脱氢后气体经排气口8流出。
综上所述，本发明脱氢方法流程简单，操作方便，成本较低，RH真空处理中能够同时对钢液进行加热，保证钢液的脱气温度，提高脱氢效率，解决了传统脱氢装置使用过程中钢液温度降低影响脱氢效果的问题，同时，本发明脱氢方法在实现钢液脱氢的同时能够增加钢液中的氮气含量，为钢液后续增氮处理提供便利，增加其功能性，本方法可将钢液中的氢含量脱至2ppm以下，脱氢率较高；本发明脱氢装置结构简单，科学合理，能够提高浸液管3的耐腐蚀及耐高温性能，延长浸液管3的使用寿命，解决了传统脱氢装置脱氢效率较低，浸液管3易腐蚀，使用寿命较短的问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种RH炉脱氢方法，其特征在于：所述脱氢方法具体包括以下步骤：
步骤1)：初始条件：首先，进行钢包内钢液的测温、取样、定氧及测渣厚度操作，控制其在要求范围内，将钢包上升到处理为使浸液管插入到钢液内，插入深度为：100～300mm；
步骤2)：烘烤：在真空处理前，通过烘烤枪对真空室进行烘烤，控制真空室起始温度为：1600～1620℃；
步骤3)：抽真空处理：使用高压氩气和氮气作为提升气体，先充人氩气后充入氮气，打开底吹管路，启动真空泵开始精炼处理，随着真空度的逐渐升高，钢液经上升管被抽入真空室，从下降管流出，开始环流，进行RH真空处理；
步骤4)：真空加热：通过加热管进行真空室的加热保温，防止钢液出现降温；
步骤5)：真空脱氢处理：脱氢前根据钢种的成分要求进行合金化，在规定时间及低压条件下持续进行循环脱气操作；
步骤6)：真空脱碳处理：循环脱气持续一段时间后达到脱碳的目标值，通过氧气管利用烘烤枪吹氧，增加氧含量，脱碳结束后，加铝进行脱氧处理；
步骤7)：测量：对钢水进行氢含量、温度、定氧和化学成分测量，氢含量大于2ppm时，增加钢水环流时间1～3min，直至氢含量小于2ppm；
步骤8)：破真空：关闭底吹管路，待钢液平静后静置15～30min，进行破真空，并对钢包进行底吹氩软搅拌。
2.根据权利要求1所述的一种RH炉脱氢方法，其特征在于：所述步骤1)中钢液的初始温度为：1600～1650℃，钢包自由空间为(200mm，400mm)，氧活度＜16ppm，初始渣层厚度＜80mm。
3.根据权利要求1所述的一种RH炉脱氢方法，其特征在于：所述步骤3)中提升气体流量控制在6～15NL/(min·t)。
4.根据权利要求1所述的一种RH炉脱氢方法，其特征在于：所述步骤5)中的真空度＜60Pa，钢水循环时间＞18min，脱气时间＞16min。
5.根据权利要求1所述的一种RH炉脱氢方法，其特征在于：所述步骤8)中的吹氩流量为2～8NL/(min·t)，搅拌时间为2～3min。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种RH炉脱氢装置，其特征在于：包括钢包，所述钢包的上方设置有真空室，所述真空室的底端设置有浸液管，且真空室的顶部贯穿设置有烘烤枪，所述真空室的一侧设置有合金料加入口，另一侧设置有排气口，且真空室的内壁设置有加热管，所述浸液管的一侧设置有底吹管路，所述烘烤枪的一侧设置有氧气管；
所述浸液管由上升管和下降管组成，且上升管和下降管均为底部开口大，顶部开口小的锥形结构。
7.根据权利要求6所述的一种RH炉脱氢装置，其特征在于：所述上升管的外层设置有浇注料，所述浇注料的内侧设置有第一耐火砖层，所述第一耐火砖层的内侧设置有第二耐火砖层，所述第二耐火砖层的内侧设置有陶瓷层。
8.根据权利要求6所述的一种RH炉脱氢装置，其特征在于：所述下降管与上升管结构相同。
9.根据权利要求6所述的一种RH炉脱氢装置，其特征在于：所述底吹管路包括连通管，所述连通管的下端连接有氩气管，且连通管的上端连接有氮气管。
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|---|---|---|---|---|
| CN115287410A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-04 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种rh喷粉真空精炼装置及其精炼方法 |
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2020
- 2020-10-13 CN CN202011093417.9A patent/CN112501392A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115287410A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-04 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种rh喷粉真空精炼装置及其精炼方法 |
| CN115287410B (zh) * | 2022-08-10 | 2023-11-03 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种rh喷粉真空精炼装置及其精炼方法 |
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