CN113817897A

CN113817897A - 一种rh高效冶炼的方法

Info

Publication number: CN113817897A
Application number: CN202111185619.0A
Authority: CN
Inventors: 谢鑫; 张敏; 吴晨辉; 白旭旭
Original assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2041-10-12
Also published as: CN113817897B

Abstract

本发明提供了一种RH高效冶炼的方法，包括：钢包到达RH工位，采用两个底吹氩气孔软吹氩气；插入管进入钢液后，钢包以顺时针或逆时针的方向旋转。本发明采用钢包旋转的方式，减少死区，加快钢液的循环，减少RH处理时间，可在国内同行业推广应用。

Description

一种RH高效冶炼的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种RH高效冶炼的方法。

背景技术

炼钢厂的精炼装置RH具备脱碳、脱气(H、N)、脱氧、去夹杂、均匀成分和温度等功能，且技术成熟，能够批量稳定的连续作业，已经作为生产高级钢种的一种重要手段。这些高级别钢种，成分控制范围窄，需要进行深脱碳和脱气等处理。然而，RH的处理时间必须匹配连铸时间，就需要提高RH的处理效率。

钢包运载钢水到达RH工位后，RH的上升管和下降管插入钢液中，然后通过抽真空和上升管吹氩，带动钢水从上升管运动到真空室，冶金处理后钢液再从下降管回到钢包，如图2的箭头所示。由于钢水的运动路线固定，钢水的脱碳、脱氧、均匀合金成分操作需要通过钢液对流和元素扩散逐渐进行，即提升钢液流量是RH效率的重要指标。然而远离插入管的区域(图2俯视图C和D区域)存在明显的死区，影响了RH处理效率。

目前RH主要是通过增大真空度、增大插入管直径、改变插入管为椭圆、增大上升管吹氩量，达到提升钢液流量和RH高效化的目的。但是，这些操作存在局限性。比如增大真空度，会增大设备改造投资，且真空度已趋近极限；增大插入管直径，受钢包直径的影响，必须考虑合理的插入管壁厚和插入钢液操作稳定；改变插入管形状为椭圆，会较少的增大钢液的提升流量，但是椭圆不便于施工和维护；增大吹氩量会造成上升管侵蚀加剧，同时吹氩流量达到一定程度后也会使得提升流量饱和。

钢水循环效率不足，导致RH前期夹杂物去除率低；如在加钛之前夹杂物去除不充分，加钛后会出现较多钛铝复合夹杂物，不利于夹杂物进一步去除，还会导致水口堵塞等问题。

另外，通过钢包底吹氩气，增强钢液的搅拌效果也是改善RH处理效率的有效手段。但是由于底吹位置固定，对钢液的搅拌效果也不佳。下降管下方的底吹还会对钢液向下流动产生阻碍作用，不利于RH高效处理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种RH高效冶炼的方法，本发明提供的方法具有较高的RH处理效率。

本发明提供了一种RH高效冶炼的方法，包括：

钢包到达RH工位，插入管进入钢液后，钢包以顺时针或逆时针的方向旋转。

优选的，所述钢包中的钢液成分选自重轨钢或低碳钢。

所述钢包到达RH工位后还包括：

采用两个底吹氩气孔软吹氩气；

优选的，所述软吹氩气的流量为100～150L/min。

优选的，所述插入管的直径为500～700mm。

优选的，所述插入管进入钢液的深度为500～600mm。

优选的，所述旋转的速度为0.1～6r/min。

优选的，所述旋转过程中初始速度为0.1r/min，逐渐加速，5～10min旋转速度达到预定速度后以稳定速度旋转。

优选的，所述旋转过程中在RH冶炼后期，钢包旋转到初始位置停止运动，等待RH处理结束。

优选的，所述在RH冶炼后期1～3min，钢包缓慢减速，旋转到初始位置，并停止运动，等待RH处理结束。

优选的，所述停止运动后，RH继续处理1～2min后出钢。

本发明采用钢包旋转的方式，减少死区，加快钢液的循环，减少RH处理时间，可在国内同行业推广应用。进一步的，本发明提供的方法通过钢包旋转，结合吹氩位置的变化，改变钢包中钢液运动的死区，从而提高RH脱碳、脱氧、成分均匀、夹杂上浮的处理效率。

附图说明

图1为RH冶炼装置的三维结构示意图；

图2为本发明实施例中RH冶炼装置的主视图和俯视图；

图3为本发明实施例中钢包旋转方向的示意图。

具体实施方式

下面将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经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。

本发明提供了一种RH(钢液真空处理技术)高效冶炼的方法，包括：

本发明提供的RH装置的三维结构示意图如图1所示。

本发明对所述钢包中的钢液成分没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际情况冶炼所需成分的钢液。在本发明中，所述钢包中的钢液成分可以为重轨钢或低碳钢以及超低碳钢。在本发明中，所述重轨钢钢液成分优选包括：

0.71～0.80wt％的C；

0.5～0.8wt％的Si；

0.7～1.05wt％的Mn；

0.04～0.12wt％的V；

余量为Fe。

在本发明中，所述C的质量含量优选为0.73～0.77％，更优选为0.75％；所述Si的质量含量优选为0.6～0.7％，更优选为0.65％；所述Mn的质量含量优选为0.8～1.0％，更优选为0.9％；所述V的质量含量优选为0.05～0.1％，更优选为0.06～0.09％，最优选为0.07～0.08％。

在本发明中，所述超低碳钢钢液成分优选包括：

0.002～0.004wt％的C；

0.01～0.03wt％的Si；

0.1～0.25wt％的Mn；

0.05～0.075wt％的Ti；

0.03～0.06wt％的Al；

余量为Fe。

在本发明中，所述C的质量含量优选为0.003％；所述Si的质量含量优选为0.02％；所述Mn的质量含量优选为0.15～0.2％，更优选为0.16～0.18％；所述Ti的质量含量优选为0.06～0.07％，更优选为0.065％；所述Al的质量含量优选为0.04～0.05％。

在本发明中，所述钢包到达RH工位后还包括：

采用两个底吹氩气孔软吹氩气。

在本发明中，所述软吹氩气的流量优选为100～150L/min，更优选为110～140L/min，最优选为120～130L/min。

在本发明中，所述插入管的直径优选为400～700mm，更优选为500～600mm，最优选为550mm。

在本发明中，所述插入管进入钢液的深度优选为400～600mm，更优选为450～550mm，最优选为500mm。

在本发明中，所述旋转过程中优选钢包通过底座的旋转装置，带动钢包以ADBC顺时针或ACBD逆时针的方向，开始缓慢旋转，如图3所示。

在本发明中，所述旋转的速度优选为0.1～6r/min，更优选为0.5～5r/min，更优选为1～4r/min，最优选为2～3r/min。

在本发明中，所述旋转过程中优选初始速度为0.1r/min，逐渐加速，5～10min旋转速度达到预定速度后以稳定速度旋转，更优选为6～9min，最优选为7～8min。

在本发明中，根据RH冶炼处理节奏，在RH冶炼后期，钢包旋转到初始位置停止运动，等待RH处理结束，所述RH冶炼后期为合金化后的纯循环时期。

在本发明中，优选在RH冶炼后期1～3min，钢包缓慢减速，旋转到初始位置，并停止运动，等待RH处理结束，更优选为1.5～2.5min，最优选为2min。

在本发明中，所述钢包停止运动后，优选RH继续处理1～2min后出钢，更优选为1.5min。

在本发明中，所述RH冶炼(或处理)的方法优选包括：

先抽真空，脱碳或脱气，配合金，循环，破空，出站。

在本发明中，所述抽真空优选≤50Pa，更优选≤30Pa。

本发明提供的方法通过钢包旋转，结合吹氩位置的变化，改变钢包中钢液运动的死区，从而提高RH脱碳、脱氧、成分均匀、夹杂上浮的处理效率。本发明采用钢包旋转的方式，减少死区，加快钢液的循环，减少RH处理时间，可在国内同行业推广应用。

本发明以下实施例中钢包中的钢液成分为：

钢种

C，wt％

Si，wt％

Mn，wt％

V，wt％

Ti，wt％

Als，wt％

余量

重轨钢U75V

0.71～0.80

0.5～0.8

0.7～1.05

0.04～0.12

0

Fe

超低碳钢IF钢

0.003

0.02

0.1～0.25

0

0.05～0.075

0.03～0.06

Fe

RH冶炼过程中采用的钢包结构示意图如图2所示。

实施例1 120t钢包，生产重轨钢

钢包到达RH工位，并且插入管(直径为550mm，插入深度为500mm)进入钢液后，RH开始正常处理操作；钢包通过底座的旋转装置，带动钢包以ADBC的方向(如图3所示)，开始缓慢旋转；钢包旋转的初始速度为0.1r/min，逐渐加速，5分钟后，达到设定速度6r/min后稳定旋转；

在RH处理后期3min，钢包缓慢减速，旋转到初始位置，并停止运动，等待RH继续处理1min后出钢；

RH处理的具体方法为：先抽真空≤50Pa，脱气，配合金，循环，破空，出站。

本发明实施例1提供的方法RH处理后，重轨轧材中C类夹杂物为0.5级，RH出站H含量0.8ppm。

本发明实施例1提供的方法，脱气时间为14min，合金化后的均匀时间为7min，RH处理总时间为24min。

实施例2 210t钢包，生产超低碳钢

钢包到达RH工位，并且插入管(直径为550mm，插入深度为500mm)进入钢液后，RH开始正常处理操作；钢包通过底座的旋转装置，带动钢包以ACBD的方向(如图3所示)，开始缓慢旋转；钢包旋转的初始速度为0.1r/min，逐渐加速，5分钟后，达到设定速度3r/min后稳定旋转；

在RH处理后期4min，钢包缓慢减速，旋转到初始位置，并停止运动，等待RH继续处理1min后出钢。

RH处理的具体方法为：先抽真空≤30Pa，脱碳，配合金，循环，破空，出站。

本发明实施例2提供的方法RH处理后，得到的成品中碳含量19ppm，轧材夹杂物降级率14％。

本发明实施例2提供的方法，脱碳时间为19min，合金化后的均匀时间为6min，RH处理总时间为30min。

实施例3 120t钢包，生产重轨钢。

钢包到达RH工位，采用两个底吹氩气孔开始软吹氩气，流量100L/min；

插入管(直径为550mm)进入钢液后(插入深度为500mm)，RH开始正常处理操作，钢包通过底座的旋转装置，带动钢包以ADBC顺时针的方向(如图3所示)，开始缓慢旋转；钢包旋转的初始速度为0.1r/min，逐渐加速，5分钟后，达到设定速度6r/min后稳定旋转；

RH处理的具体方法为：先抽真空≤50Pa，脱气，配钒铁、锰铁等合金，循环，破空，出站。

本发明实施例3提供的方法RH处理后，重轨轧材中C类夹杂物为0.5级，RH出站H含量1.2ppm。

本发明实施例3提供的方法，脱气时间为12.5min，合金化后的均匀时间为5min，RH处理总时间为20min。

实施例4 210t钢包，生产超低碳钢

钢包到达RH工位，采用两个底吹氩气孔开始软吹氩气，流量150L/min；

插入管(直径为550mm)进入钢液后(插入深度为500mm)，RH开始正常处理操作，钢包通过底座的旋转装置，带动钢包以ACBD的逆时针方向(如图3所示)，开始缓慢旋转；钢包旋转的初始速度为0.1r/min，逐渐加速，5分钟后，达到设定速度3r/min后稳定旋转；

在RH处理后期4min，钢包缓慢减速，旋转到初始位置，并停止运动，等待RH继续处理1min后出钢；

RH处理的具体方法为：先抽真空≤30Pa，脱碳，配硅铁、钛铁等合金，循环，破空，出站。

本发明实施例4提供的方法RH处理后，得到的成品中碳含量20ppm，轧材夹杂物降级率13％。

本发明实施例4提供的方法，脱碳时间为20min，合金化后的均匀时间为5min，RH处理总时间为31min。

比较例1 120t钢包，生产重轨钢

钢包到达RH工位，开始软吹氩气(采用两个底吹氩气孔开始软吹氩气)，流量100L/min；

插入管(直径为550mm)进入钢液后(插入深度为500mm)，RH开始正常处理操作；

本发明比较例1提供的方法RH处理后，重轨轧材C类夹杂物为1.0级，RH出站H含量2ppm。

本发明比较例1提供的方法，脱气时间为15min，合金化后的均匀时间为8min，RH处理总时间为25.5min；与比较例1相比，实施例3提供的RH处理方法的脱气时间缩短2.5min，合金化后的均匀时间减少3min；RH处理总时间缩减5.5min。

比较例2 210t钢包，生产超低碳钢

钢包到达RH工位，开始软吹氩气(采用两个底吹氩气孔开始软吹氩气)，流量150L/min；

本发明比较例2提供的方法RH处理后，得到的成品中碳含量23ppm，轧材夹杂物降级率15％。

本发明比较例2提供的方法，脱碳时间为22.5min，合金化后的均匀时间为7min，RH处理总时间为35.5min；与比较例2相比，实施例4提供的RH处理方法，脱碳时间缩短2.5min，合金化后的均匀时间减少2min；RH处理总时间缩减4.5min。

由以上实施例可知，本发明提供的方法通过钢包旋转，结合吹氩位置的变化，改变钢包中钢液运动的死区，从而提高RH脱碳、脱气、成分均匀、夹杂上浮的处理效率。本发明采用钢包旋转的方式，减少死区，加快钢液的循环，减少RH处理时间，可在国内同行业推广应用。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种RH高效冶炼的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢包中的钢液成分选自重轨钢或低碳钢。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢包到达RH工位后还包括：

采用两个底吹氩气孔软吹氩气；

所述软吹氩气的流量为100～150L/min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述插入管的直径为400～700mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述插入管进入钢液的深度为400～600mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋转的速度为0.1～6r/min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋转过程中初始速度为0.1r/min，逐渐加速，5～10min旋转速度达到预定速度后以稳定速度旋转。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋转过程中在RH冶炼后期，钢包旋转到初始位置停止运动，等待RH处理结束。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在RH冶炼后期1～3min，钢包缓慢减速，旋转到初始位置，并停止运动，等待RH处理结束。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述停止运动后，RH继续处理1～2min后出钢。