CN112609043A - 一种rh精炼过程快速增氧脱碳方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种RH精炼过程快速增氧脱碳方法，包括以下步骤：RH到站后，进行测温、定氧和分析，得到分析数据；根据所述分析数据确定RH精炼过程脱碳采用的脱碳模式；其中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.03％时，采用强制脱碳模式；当所述分析数据显示氧活度a[O]＞500ppm，并且碳含量≤0.03％时，采用自然脱碳模式。本发明提供的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，氧气直接接触钢水，能够显著提高氧气收得率，从而实现快速脱碳、高效脱碳的目的。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种RH精炼过程快速增氧脱碳方法。
背景技术
RH精炼具有处理周期短、生产能力大等优点。在RH冶炼低碳、超低碳品种钢时，如果RH到站时碳含量过高而自由氧不足，通常采用顶枪吹氧的方式向钢水中增氧，以保证良好的脱碳效果。但是，这种顶枪吹氧的方式对真空室的耐材有一定影响；而且顶枪吹氧过程中，氧气与钢液是面接触方式，易受系统的真空影响而导致吸收率不稳定。
因此，如何设计一种RH精炼过程快速增氧脱碳方法，以简单、高效地实现RH精炼过程中快速增氧脱碳，具有重大意义。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种RH精炼过程快速增氧脱碳方法。本发明提供的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，使得氧气直接接触钢水，能够显著提高氧气收得率，从而实现快速脱碳、高效脱碳的目的。
本发明用于实现上述目的的技术方案如下：
在本发明的一个方面，提供了一种RH精炼过程快速增氧脱碳方法：包括以下步骤：
RH到站后，进行测温、定氧和分析，得到分析数据；
根据所述分析数据确定RH精炼过程脱碳采用的脱碳模式；其中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.03％时，采用强制脱碳模式；当所述分析数据显示氧活度a[O]＞500ppm，并且碳含量≤0.03％时，采用自然脱碳模式。
在本发明的一些实施方式中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，将RH浸渍管上升管抽真空，并且所述RH浸渍管上升管中的驱动气体为氧气和氩气；
其中，真空度为110～150Pa；所述驱动气体的流量为0.006～0.009Nm3/min·t。
在本发明的一些实施方式中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为560～750mm。
在本发明的一些实施方式中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(30～35)。
在本发明的一些实施方式中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.034～0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(40～45)。
在本发明的一些实施方式中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.030～0.034％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(45～50)。
在本发明的一些实施方式中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，当脱碳产生的废气中的CO含量≤1％时，强制脱碳模式结束。
在本发明的一些实施方式中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述自然脱碳模式中，RH浸渍管上升管中的驱动气体为氩气；
其中，真空度为120～130Pa；所述氩气的流量为0.007～0.008Nm3/min·t。
在本发明的一些实施方式中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述自然脱碳模式中，将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为500～540mm。
在本发明的一些实施方式中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，采用所述RH精炼过程快速增氧脱碳方法生产的钢种为低碳钢或超低碳钢。
本发明所述的一个或多个技术实施方案，至少具有如下技术效果或优点：
(1)本发明提供的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，根据所述分析数据确定RH精炼过程脱碳采用的脱碳模式；其中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.03％时，采用强制脱碳模式；当所述分析数据显示氧活度a[O]＞500ppm，并且碳含量≤0.03％时，采用自然脱碳模式。本发明根据特定条件来调整RH精炼的脱碳模式，显著提高了氧气收得率，实现了高效脱碳的目的。
(2)本发明提供的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，在RH到站进行测温、定氧并分析后，当需要自然脱碳时，RH浸渍管上升管中的驱动气体为氩气，随后当氧活度a[O]≤500ppm、碳含量＞0.03％时，将氧气并入RH浸渍管上升管中的氩气管道，则驱动气体变为氩氧混合气体，从而使得氧气能够直接接触钢水，提高了氧气收得率，达到快速脱碳、极限高效脱碳的目的。
(3)本发明提供的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，氧气能够直接接触钢水、不受真空影响、吸收率稳定，增氧速度快，并很好地克服了氧气与钢液之间的面接触方式所导致的氧气吸收率不稳定的缺陷。
(4)本发明提供的RH精炼过程快速增氧脱碳方式，无需钢水与耐材接触，减少了对真空室耐材的侵蚀；另外氧气吸收率高、增氧快速，避免了由于真空环境而导致氧气被吸走的情况。
(5)本发明提供的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，能够快速地、以氧气直接接触钢水方式来进行RH增氧脱碳，如此使得精炼钢水中的自由氧得以稳定、快速地提高，使得钢种中的碳被脱至10ppm以下，极大提高了冶炼效率。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
在本发明的一个方面，提供了一种RH精炼过程快速增氧脱碳方法：包括以下步骤：
RH到站后，进行测温、定氧和分析，得到分析数据；
根据所述分析数据确定RH精炼过程脱碳采用的脱碳模式；其中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.03％时，采用强制脱碳模式；当所述分析数据显示氧活度a[O]＞500ppm，并且碳含量≤0.03％时，采用自然脱碳模式。
本发明所述方法中，根据特定条件来调整RH精炼的脱碳模式，从而显著提高了氧气收得率，实现了高效脱碳的目的。
在本发明的一些实施例中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，将RH浸渍管上升管抽真空，并且所述RH浸渍管上升管中的驱动气体为氧气和氩气；
其中，真空度为110～150Pa；所述驱动气体的流量为0.006～0.009Nm3/min·t。
本发明人针对发明目的，进行大量研究后发现，在强制脱碳模式中将RH浸渍管上升管抽真空，并且限定了所述RH浸渍管上升管中的驱动气体为氧气和氩气，同时限定了真空度和驱动混合气体的流量，使得氧气能够直接地更有效地接触钢水，提高了氧气收得率，达到快速脱碳高效脱碳的目的。
在本发明的一些实施例中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为560～750mm。
发明人经过研究强制脱碳模式的具体参数的限定方案，最终选择了特定的浸入深度560～750mm，能够使得精炼钢水中的自由氧的稳定性得到显著提高。
在本发明的一些实施例中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(30～35)。
在本发明的一些实施例中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.034～0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(40～45)。
在本发明的一些实施例中，本发明所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，所述强制脱碳模式中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.030～0.034％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(45～50)。
发明人经研究发现，强制脱碳模式中，氧气和氩气的体积比对最终脱碳效果和脱碳效率有非常大的影响。因此，针对该问题进行了一系列优化试验，最终限定了氧气和氩气的体积比，实现了吸收率稳定，增氧速度快的显著效果，使得钢种中的碳被脱至10ppm以下。
实施例1：
本实施例中，所述RH精炼过程快速增氧脱碳方法包括以下步骤：
(1)转炉出钢并RH到站后，采集样品，进行测温、定氧和分析，得到分析数据；
(2)根据所述分析数据确定RH精炼过程脱碳采用的脱碳模式；
当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.03％时，采用强制脱碳模式：将RH浸渍管上升管抽真空，并且所述RH浸渍管上升管中的驱动气体为氧气和氩气，真空度为110Pa；所述驱动气体的流量为0.006Nm3/min·t；将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为750mm；当分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:35；当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.034％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:40；当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.030％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:45；当脱碳产生的废气中的CO含量≤1％时，强制脱碳模式结束，将驱动气体仅保留氩气。
当所述分析数据显示氧活度a[O]＞500ppm，并且碳含量≤0.03％时，采用自然脱碳模式：RH浸渍管上升管中的驱动气体为氩气，其中，真空度为130Pa；所述驱动气体的流量为0.008Nm3/min·t；将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为500mm。
(3)所述RH精炼过程快速增氧脱碳结束后，钢种中的碳被脱至9ppm，进行定氧调铝进行后续炼钢工艺。
实施例2：
本实施例中，所述RH精炼过程快速增氧脱碳方法包括以下步骤：
(1)转炉出钢并RH到站后，采集样品，进行测温、定氧和分析，得到分析数据；
(2)根据所述分析数据确定RH精炼过程脱碳采用的脱碳模式；
当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.03％时，采用强制脱碳模式：将RH浸渍管上升管抽真空，并且所述RH浸渍管上升管中的驱动气体为氧气和氩气，真空度为150Pa；所述驱动气体的流量为0.009Nm3/min·t；将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为560mm；分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:30；当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.036％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:45；当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.034％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:50；当脱碳产生的废气中的CO含量≤1％时，强制脱碳模式结束，将驱动气体仅保留氩气。
当所述分析数据显示氧活度a[O]＞500ppm，并且碳含量≤0.03％时，采用自然脱碳模式：RH浸渍管上升管中的驱动气体为氩气，其中，真空度为120Pa；所述驱动气体的流量为0.007Nm3/min·t；将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为540mm。
(3)所述RH精炼过程快速增氧脱碳结束后，钢种中的碳被脱至7ppm，进行定氧调铝进行后续炼钢工艺。
对比例1：
本对比例中，所述RH精炼脱碳方法包括以下步骤：
(1)转炉出钢并RH到站后，进行测温、定氧；
(2)当氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.03％时，采用强制脱碳模式：将RH浸渍管上升管抽真空，并且所述RH浸渍管上升管中的驱动气体为氧气和氩气，真空度为150Pa；所述驱动气体的流量为0.009Nm3/min·t；将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为560mm；氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:25；当所述氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.036％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:55；当所述氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.034％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:40；当脱碳产生的废气中的CO含量≤1％时，强制脱碳模式结束，将驱动气体仅保留氩气。
当所述氧活度a[O]＞500ppm，并且碳含量≤0.03％时，采用自然脱碳模式：RH浸渍管上升管中的驱动气体为氩气，其中，真空度为120Pa；所述驱动气体的流量为0.007Nm3/min·t；将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为540mm。
(3)所述RH精炼过程快速增氧脱碳结束后，钢种中的碳被脱至12ppm。
对比例2：
本对比例中，所述RH精炼脱碳方法包括以下步骤：
(1)转炉出钢并RH到站后，进行测温、定氧；
(2)根据所述分析数据确定RH精炼过程脱碳采用的脱碳模式；
当所述氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.03％时，采用强制脱碳模式：将RH浸渍管上升管抽真空，并且所述RH浸渍管上升管中的驱动气体为氧气和氩气，真空度为150Pa；所述驱动气体的流量为0.009Nm3/min·t；将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为560mm；氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:40；当所述氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.036％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:36；当所述氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.034％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:55；当脱碳产生的废气中的CO含量≤1％时，强制脱碳模式结束，将驱动气体仅保留氩气。
当所述氧活度a[O]＞500ppm，并且碳含量≤0.03％时，采用自然脱碳模式：RH浸渍管上升管中的驱动气体为氩气，其中，真空度为120Pa；所述驱动气体的流量为0.007Nm3/min·t；将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为540mm。
(3)所述RH精炼过程快速增氧脱碳结束后，钢种中的碳被脱至15ppm。
通过以上实施例1～2和对比例1～2的对比，本发明至少具有如下技术效果或优点：
(1)本发明提供的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，通过限定：当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(30～35)；当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.034～0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(40～45)；当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.030～0.034％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(45～50)；从而使得精炼钢水中的自由氧得以稳定、快速地提高，使得钢种中的碳被脱至10ppm以下，极大提高了冶炼效率。
(2)本发明提供的RH精炼过程快速增氧脱碳方法中，在RH到站进行测温、定氧、采集样品并分析后，在正常冶炼时RH浸渍管上升管中的驱动气体为氩气，当氧活度a[O]≤500ppm、碳含量＞0.03％时，将氧气并入RH浸渍管上升管中的氩气管道，则驱动气体变为氩氧混合气体，从而氧气能够直接接触钢水，提高了氧气收得率，达到快速脱碳、极限高效脱碳的目的。
(3)本发明所述强制脱碳模式中，限定了氧气和氩气的体积比，从而实现了吸收率稳定，增氧速度快的显著效果，钢种中的碳被脱至10ppm以下。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种RH精炼过程快速增氧脱碳方法，包括以下步骤：
RH到站后，进行测温、定氧和分析，得到分析数据；
根据所述分析数据确定RH精炼过程脱碳采用的脱碳模式；
其中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.03％时，采用强制脱碳模式；
当所述分析数据显示氧活度a[O]＞500ppm，并且碳含量≤0.03％时，采用自然脱碳模式。
2.根据权利要求1所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，其特征在于，所述强制脱碳模式中，将RH浸渍管上升管抽真空，并且所述RH浸渍管上升管中的驱动气体为氧气和氩气；
其中，真空度为110～150Pa；所述驱动气体的流量为0.006～0.009Nm3/min·t。
3.根据权利要求1或2所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，其特征在于，所述强制脱碳模式中，将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为560～750mm。
4.根据权利要求1或2所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，其特征在于，所述强制脱碳模式中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量＞0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(30～35)。
5.根据权利要求1或2所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，其特征在于，所述强制脱碳模式中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.034～0.038％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(40～45)。
6.根据权利要求1或2所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，其特征在于，所述强制脱碳模式中，当所述分析数据显示氧活度a[O]≤500ppm，并且碳含量为0.030～0.034％时，所述驱动气体中，所述氧气和所述氩气的体积比为1:(45～50)。
7.根据权利要求1或2所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，其特征在于，所述强制脱碳模式中，当脱碳产生的废气中的CO含量≤1％时，强制脱碳模式结束。
8.根据权利要求1或2所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，其特征在于，所述自然脱碳模式中，RH浸渍管上升管中的驱动气体为氩气；
其中，真空度为120～130Pa；所述氩气的流量为0.007～0.008Nm3/min·t。
9.根据权利要求1或2所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，其特征在于，所述自然脱碳模式中，将所述RH浸渍管上升管浸入至钢水液面以下；其中，浸入深度为500～540mm。
10.根据权利要求1或2所述的RH精炼过程快速增氧脱碳方法，其特征在于，采用所述RH精炼过程快速增氧脱碳方法生产的钢种为低碳钢或超低碳钢。
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