CN114703340B - 一种减少rh炉及热弯管结冷钢渣的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于RH炉减少冷钢(渣)技术领域，具体涉及一种减少RH炉及热弯管结冷钢渣的方法，包括：S1、在钢包到达RH站前至少2min时，控制环流冷却环管中通入惰性气体且关闭其侧吹孔、打开下吹气孔；S2、在钢包到达RH站的处理位时，将钢包顶升，直至钢渣上界面超过浸渍管底部，停留1‑3s；然后立即下降钢包，直至钢渣上界面低于浸渍管底部，并停留1‑3s，S3、之后开通RH站的底吹氩气，持续2‑5s后立即关闭底吹氩气；然后直至钢液面被氩气吹开而露出钢液亮面，且待钢液亮面直径≥浸渍管内径时，立即顶升钢包，开启侧吹孔。本发明的方法能够全面有效减少RH炉及热弯管结冷钢渣且作业难度小、不需新增设备。

Description

一种减少RH炉及热弯管结冷钢渣的方法
技术领域
本发明属于RH炉减少冷钢(渣)技术领域，具体涉及一种减少RH炉及热弯管结冷钢渣的方法。
背景技术
目前，RH炉真空槽内结冷钢渣的原因有如下几方面：1、钢水在RH炉循环处理过程中，浸渍管外钢液面的上的钢渣或钢渣混合物偶然因卷入钢液循环流被上升管吸入，后被提升、喷溅、粘附在槽内壁上(少量，小于浸渍管外钢液面钢渣总量的0.5％，且无钢包底吹氩气或底吹氩气不大的情况下，概率比较小)。2、真空处理时，补加入的合金如铝块、硅铁、锰铁等合金中存在的少量杂质。3、耐材被侵蚀、冲刷后溶解、掉落(中量，不可避免)；4、真空槽外的钢水液面钢渣在RH真空处理前被吸入浸渍管内，也即被浸渍管“吃”进去的钢渣。
由上可知，RH炉真空槽内结冷钢(渣)是不可避免的，具体的可分为冷钢和冷渣两大类，还包括钢、渣混合物，其中冷钢是不避免的。由于一般钢水的密度为6.8-7.2g/cm3，而钢渣的密度为2.4-3.4g/cm3，因此在RH真空状态下，渣及乳化的钢渣滴混合物比钢液更易被提升到更高处，即RH炉中上部和热弯管处，更易结冷钢渣。
如图1所示，冷钢渣主要存在于真空槽内的RH炉中上部102、RH炉下部101以及热弯管2内壁。现有技术中，针对RH炉下部101的冷钢渣，一般是通过煤氧枪4化冷钢；但对于RH炉中上部102及热弯管2部分的冷钢渣，一般难以通过煤氧枪4化冷钢。
针对热弯管顶部附近冷钢，CN113304984A公开了一种改善RH热弯管粘渣的方法，其是通过打磨热弯管内壁到一定粗糙度后，涂抹特定的浆料以降低内壁与冷钢渣的粘附力来避免冷钢渣粘附的；但是，此方法需要前期打磨，然后涂抹浆料施工，热弯管内部面积很大，需要每处打磨至粗糙为度5-7μm的施工难度很大。CN205914303U公开了一种热弯管快速喷射防挂渣涂料的结构，其为与CN113304984A相适配的喷补装置；但是，其无形中增加了设备，且喷补作业难度，气密性控制存在问题；而且只能喷补热弯管顶部，竖直部分无法顾及。
因此，本领域亟需一种能减少RH炉及热弯管结冷钢渣且作业难度小、不需新增设备、全面有效的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的无法有效全面改善RH炉及热弯管结冷钢渣且作业难度大、新增设备而导致成本高的缺陷，提供一种减少RH炉及热弯管结冷钢渣的方法，该方法能够全面有效减少RH炉及热弯管结冷钢渣且作业难度小、不需新增设备。
为了实现上述目的，本发明提供了一种减少RH炉及热弯管结冷钢渣的方法，包括以下步骤：
S1、在钢包到达RH站前至少2min时，控制RH站的环流冷却环管中通入惰性气体且关闭其侧吹孔、打开下吹气孔，用于向下吹惰性气体；此时控制所述惰性气体的压力为0.3-0.8MPa，流量为31-100Nm3/h；
S2、在钢包到达RH站的处理位时，将钢包顶升，直至钢渣上界面超过浸渍管底部且钢渣上界面与浸渍管底部的距离为30-60mm，停留1-3s；
然后立即下降钢包，直至钢渣上界面低于浸渍管底部且钢渣上界面与浸渍管底部的距离为40-70mm，并停留1-3s，在此处停留过程中，控制环流冷却环管中的惰性气体的压力为0.1-0.3MPa，流量为10-30Nm3/h；
S3、之后开通RH站的底吹氩气，控制底吹氩气的流量60-100Nm3/h，压力为0.6-1MPa，持续2-5s后立即关闭底吹氩气；
然后等待一定时间，直至钢液面被氩气吹开而露出钢液亮面，且待钢液亮面直径≥浸渍管内径时，立即顶升钢包，使浸渍管浸入钢液100-300mm，同时控制所述环流冷却环管中通入压缩空气且开启侧吹孔、关闭下吹气孔，进行后续RH真空处理操作。
在一些优选实施方式中，该方法还包括：在S1中钢包到达RH站之前的LF停止送电至出站期间，分批向钢包内渣面加入脱氧剂、保温剂，并进行保温。
更优选地，所述在钢包到达RH站之前的LF停止送电至出站期间，分批向钢包内渣面加入第一脱氧剂、保温剂，并进行保温，包括：
S01、在LF停止送电至少2min之前，控制底吹氩气流量在10-20Nm3/h，同时在LF停止送电最后1min内分批向钢包内的渣面加入第一脱氧剂；
S02、在LF停止送电之后、出站之前，向渣面加入保温剂；
S03、在LF出站时，钢包加盖保温。
进一步优选地，相对于120-135t的钢水，所述第一脱氧剂的加入量为10-20kg，所述保温剂的加入量为20-50kg。
进一步优选地，所述第一脱氧剂选自碳化硅粉、碳粉、硅铁粉，所述保温剂为碳化稻壳。
进一步优选地，该方法还包括：在S2之前，在钢包到达RH站时，揭掉钢包盖，然后立即开动钢包车到RH站的处理位。
在一些优选实施方式中，S3中，所述压缩空气的压力为0.1-0.3MPa，流量为10-30Nm3/h。
在一些优选实施方式中，该方法还包括：S4、在RH高真空处理3-5min后，向真空槽内的钢液加入第二脱氧剂。
在一些优选实施方式中，相对于120-135t的钢水，所述第二脱氧剂的加入量为1-4kg。
在一些优选实施方式中，所述第二脱氧剂为碳化硅或铝块。
在一些优选实施方式中，所述RH高真空处理中，控制真空度≤266Pa。
本发明通过上述技术方案，尤其是通过在钢包到达RH站前避免钢水氧化，且控制钢包运输途中避免钢渣硬化，并在到达RH站后进行一系列破渣操作且避免环流冷却环管中吹出的气体向下形成强大的气幕而导致浸渍管在钢液面投影附近的钢渣无法散开，从而实现了后续通过控制底吹氩气使钢液面裸露的间隙，趁机提升钢包，避免渣子被吃进去，进而从根源上有效减少钢渣的粘附。其中，特别采用上下气体联合破渣(即环流冷却环管内的气体、底吹氩气联合下吹破渣)，可以达到实现一定适宜面积的钢液裸露的效果，并控制其适宜的压力和流量，有效减少被浸渍管“吃”进去的钢渣，使得效果达到最优。
附图说明
图1是RH炉及热弯管配合的结构示意图。
附图标记说明
1-RH炉，2-热弯管，3-浸渍管，4-煤氧枪，5-观测摄像头；101-RH炉下部，102-RH炉中上部。
具体实施方式
本发明术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明中，“环流冷却环管”是指用于冷却真空槽槽底的吹气装置，其具有侧吹孔、下吹气孔。因为在处理钢水时，钢液面与槽底(附近)钢壳距离较近，会持续受热烘烤，所以需要吹气降温；其为现有技术。
目前，现有技术中RH正常处理操作如下：
①装有钢水的钢包到达RH站，钢包开到处理位，启动液压提升装置将钢包顶起。一般正常处理钢水时，钢包底吹氩气是不开启的(或开启很小)，因为不需要钢包渣的改质处理，促进渣、金界面的反应。
②继续顶升钢包直至钢渣刚接触浸渍管3底部。
③继续顶升钢包至距离浸渍管底部约400mm，点击开始按钮抽真空，在抽真空过程中动态调整(一般是顶升)钢包高度，使其高度稳定在400mm左右；然后正常进行后续步骤。因为随着RH炉1内真空度越来越高，槽内的钢水也会越来越多，此时RH炉1外钢液面是下降的，如果不顶升钢包，浸渍管3可能会吸入大量钢渣，钢渣会上升粘附到热弯管2及其后部真空管道内，将会严重损害整个真空系统。
发明人研究发现，在上述步骤③中，随着顶升高度的升高，两个浸渍管3内径大小面积的钢渣其实是被强行“吃”进真空槽内的。以2个浸渍管3内直径500mm，渣层厚180mm，密度3.2g/cm3计算，被“吃”进去的渣子重量为2*(πr2*h)*3.2*103kg/m3＝2*3.14*(0.25m)2*(0.18m)*3.2*103kg/m3＝226kg。而且随着浸渍管3被侵蚀，其内径会越来越大(从500mm侵蚀至560-620mm左右，单侧耐材砖侵蚀量一般为30-60mm)，因此随着浸渍管3管役的增长，其每炉“吃”入的钢渣是越来越多的，而这些钢渣会成为槽内(包括热弯管2附近)所粘附钢渣的来源。故，基于此，提出本发明，其主要针对如何减少真空处理前被“吃”进去的钢渣进行。
具体的，本发明提供了一种减少RH炉1及热弯管2结冷钢渣的方法，包括以下步骤：
S1、在钢包到达RH站前至少2min时，控制RH站的环流冷却环管中通入惰性气体且关闭其侧吹孔、打开下吹气孔，用于向下吹惰性气体；此时控制所述惰性气体的压力为0.3-0.8MPa、优选0.35-0.45MPa，流量为31-100Nm3/h、优选40-60Nm3/h；
现有技术中，环流冷却环管中通常通入压缩空气，且压缩空气的压力、流量为0.1-0.3MPa、10-30Nm3/h。本发明特别通入惰性气体且提高压力和流量，能够排空管道内的压缩空气，防止后续向下对着渣面吹气时氧化钢水。
S2、在钢包到达RH站的处理位时，将钢包顶升，直至钢渣上界面超过浸渍管3底部且钢渣上界面与浸渍管3底部的距离为30-60mm，停留1-3s。可以理解的是，在S2中，环流冷却环管中的惰性气体一直向下吹。此处，采用顶升至一定高度，能够防止钢渣表面有结壳，起到浸渍管3本身刚度破渣的作用，同时由于顶升过程中下吹气孔距离渣面接近了一次，吹气进行强力破渣了一次，且由于一直在吹气(即上述向下吹的惰性气体)，钢包上升时吹气扰动一直在，其能够实现快速的强力持续破渣。
然后立即下降钢包，直至钢渣上界面低于浸渍管3底部且钢渣上界面与浸渍管3底部的距离为40-70mm，并停留1-3s，在此处停留过程中，控制环流冷却环管中的惰性气体的压力为0.1-0.3MPa，流量为10-30Nm3/h；此处顶升高度下降一段距离时，由于一直在吹气，破渣扰动一直在持续，进一步持续破渣；同时，控制惰性气体的压力和流量为正常水平，能够防止此时形成强力气幕，使得后续底吹操作时不会将浸渍管3正下方附近的渣子吹开而锁在气幕圈内，从而防止钢渣混入钢水进入浸渍管3内。
S3、之后开通RH站的底吹氩气，控制底吹氩气的流量为60-100Nm3/h、优选70-90Nm3/h，压力为0.6-1MPa、优选0.6-0.8MPa，持续2-5s后立即关闭底吹氩气；
然后等待一定时间，直至钢液面被氩气吹开而露出钢液亮面，且待钢液亮面直径≥浸渍管3内径(浸渍管3内径例如可以为400-550mm)时，立即顶升钢包，使浸渍管3浸入钢液100-300mm，同时控制所述环流冷却环管中通入压缩空气且开启侧吹孔、关闭下吹气孔，进行后续RH真空处理操作。其能有效减少钢渣被强行“吃”进浸渍管3。
本发明提供的方法，能够有效减少槽内壁(特别是热弯管2处)上的冷渣(包括渣、钢混合物)。
本发明中，所述惰性气体包括但不限于氮气、氩气、二氧化碳等。
在一些优选实施方式中，该方法还包括：在S1中钢包到达RH站之前的LF停止送电至出站期间，分批向钢包内渣面加入脱氧剂、保温剂，并进行保温。
更优选地，所述在钢包到达RH站之前的LF停止送电至出站期间，分批向钢包内渣面加入第一脱氧剂、保温剂，并进行保温，包括：
S01、在LF停止送电至少2min之前，控制底吹氩气流量在10-20Nm3/h，同时在LF停止送电最后1min内分批向钢包内的渣面加入第一脱氧剂；以达到渣子流动性好且裹挟一些未反应的第一脱氧剂的目的，其中裹挟的第一脱氧剂起到后续持续脱渣中氧的作用，也即持续脱氧作用，从而减少钢水氧化形成钢渣。
S02、在LF停止送电之后、出站之前，向渣面加入保温剂；以达到绝热保温的目的，防止钢渣(特别是表层钢渣)从LF站吊运至RH站过程中结成固态硬壳，利于后面底吹破渣。
进一步优选地，相对于120-135t的钢水，所述第一脱氧剂的加入量为10-20kg，所述保温剂的加入量为20-50kg。
进一步优选地，所述第一脱氧剂选自碳化硅粉、碳粉、硅铁粉，所述保温剂为碳化稻壳。
S03、在LF出站时，钢包加盖保温；以达到绝热保温的目的，进一步防止钢渣(特别是表层钢渣)从LF站吊运至RH站过程中结成固态硬壳，利于后面底吹氩气破渣。
进一步优选地，该方法还包括：在S2之前，在钢包到达RH站时，揭掉钢包盖，然后立即开动钢包车到RH站的处理位。
在一些优选实施方式中，S3中，所述压缩空气的压力为0.1-0.3MPa、优选0.15-0.25MPa，流量为10-30Nm3/h、优选15-25Nm3/h。
在一些优选实施方式中，该方法还包括：S4、在RH高真空处理3-5min后，向真空槽内的钢液加入第二脱氧剂。该优选方案，还能够弥补吹气过程暴露钢液造成的氧增加，脱钢液氧，进一步减少钢渣的形成。
在一些优选实施方式中，相对于120-135t的钢水，所述第二脱氧剂的加入量为1-4kg。
在一些优选实施方式中，所述第二脱氧剂为碳化硅或铝块。
在一些优选实施方式中，所述RH高真空处理中，控制真空度≤266Pa。
下面结合具体实施例对本发明进一步阐述。
实施例1
1、钢包内钢水量为130t，LF停止送电前2min时，钢包底吹氩气控制在15Nm3/h，同时在最后1min内分2批向渣面加入10kg碳化硅粉。
2、送电结束，LF出站前，向渣面丢3包碳化稻壳(约20-30kg)。
3、LF出站时，钢包加盖。
4、钢水到达RH站前2min，控制环流冷却环管内的气体为氮气(0.3MPa、50Nm3/h)，且打开下吹气孔，关闭侧吹孔。
5、LF出站10min后，钢水到达RH站时，首先揭掉钢包盖，然后开动钢包车到处理位。
6、到达处理位时，将钢包顶升，直至钢渣上界面超过浸渍管3下端30mm并停留2s后，下降钢包，直至钢渣上界面低于浸渍管3底部60mm，停留2s，此时环流冷却环管内上部吹气气体压力、流量恢复为0.2MPa、20Nm3/h，气体仍然是氮气。
7、开通底吹氩气(0.6MPa、70Nm3/h)持续2s后立即关闭底吹氩气，等待一会后，钢液面会被氩气吹开，露出钢液亮面，目测钢液面露出亮面直径≥新浸渍管3(新浸渍管3内径为450mm-500mm)时立即顶升钢包使浸渍管3浸入钢液100mm，后将环流吹气孔改为侧吹，关闭下吹气孔，然后恢复气体种类为压缩空气(0.2MPa、20Nm3/h)。
8、在RH高真空(≤266Pa)时间3min后，通过合金料仓，向真空槽内的钢液加入2kg铝块。
9、其余步骤为RH正常操作，即进行后续RH真空处理操作。
在采用上述方法后，在一个新浸渍管3投入使用后，约处理18炉钢水后，槽内观测摄像头5检测到所结冷钢与常规RH正常操作方法冷钢量基本相当，需要化冷钢渣。而以前常规RH正常操作时，约处理15炉钢水后，槽内观测摄像头5检测到所结冷钢较多，需要化冷钢。由此可知，本实施例的方法结冷钢程度有效减少，可以在更长的处理时间后化冷钢，有利于实现铸机长浇次连浇。
实施例2
1、钢包内钢水量为132t，LF停止送电前2min时，钢包底吹氩气控制在20Nm3/h，同时在最后1min内分2批向渣面加入20kg碳化硅粉。
2、送电结束，LF出站前，向渣面丢5包碳化稻壳(约40-50kg)。
3、LF出站时，钢包加盖。
4、钢水到达RH站前2min，控制环流冷却环管内的气体为氮气(0.4MPa、50Nm3/h)，且打开下吹气孔，关闭侧吹孔。
5、LF出站8min后，钢水到达RH站时，首先揭掉钢包盖，然后开动钢包车到处理位。
6、到达处理位时，将钢包顶升，直至钢渣上界面超过浸渍管3下端50mm并停留3s后，下降钢包，直至钢渣上界面低于浸渍管3底部50mm，停留2s，此时环流冷却环管内上部吹气气体压力、流量恢复为最初的0.2MPa、20Nm3/h，气体仍然是氮气。
7、开通底吹氩气(0.6MPa、80Nm3/h)持续4s后立即关闭底吹氩气，等待一会后，钢液面会被氩气吹开，露出钢液亮面，目测钢液面露出亮面直径≥新浸渍管3(新浸渍管3内径为450mm-500mm)时立即顶升钢包使浸渍管3浸入钢液150mm，后将环流吹气孔改为侧吹，关闭下吹气孔，然后恢复气体种类为压缩空气(0.2MPa、20Nm3/h)。
8、在RH高真空(≤266Pa)时间3min后，通过合金料仓，向真空槽内的钢液加入2kg铝块。
9、其余步骤为RH正常操作，即进行后续RH真空处理操作。
效果：在采用上述方法后，在一个新浸渍管3投入使用后，约处理21炉钢水后，槽内观测摄像头5检测到所结冷钢与常规RH正常操作方法冷钢量基本相当，需要化冷钢。而以前常规RH正常操作时，约处理15炉钢水后，槽内观测摄像头5检测到所结冷钢较多，需要化冷钢。由此可知，本实施例的方法结冷钢程度有效减少，可以在更长的处理时间后化冷钢。
通过上述实施例1和实施例2的对比可知，采用实施例2的优选参数组合的方案，各参数能够实现最大程度的减少吃渣，能够获得更好的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种减少RH炉及热弯管结冷钢渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在钢包到达RH站前至少2min时，控制RH站的环流冷却环管中通入惰性气体且关闭其侧吹孔、打开下吹气孔，用于向下吹惰性气体；此时控制所述惰性气体的压力为0.3-0.8MPa，流量为31-100Nm3/h；
S2、在钢包到达RH站的处理位时，将钢包顶升，直至钢渣上界面超过浸渍管底部且钢渣上界面与浸渍管底部的距离为30-60mm，停留1-3s；
然后立即下降钢包，直至钢渣上界面低于浸渍管底部且钢渣上界面与浸渍管底部的距离为40-70mm，并停留1-3s，在此处停留过程中，控制环流冷却环管中的惰性气体的压力为0.1-0.3MPa，流量为10-30Nm3/h；
S3、之后开通RH站的底吹氩气，控制底吹氩气的流量为60-100Nm3/h，压力为0.6-1MPa，持续2-5s后立即关闭底吹氩气；
然后等待一定时间，直至钢液面被氩气吹开而露出钢液亮面，且待钢液亮面直径≥浸渍管内径时，立即顶升钢包，使浸渍管浸入钢液100-300mm，同时控制所述环流冷却环管中通入压缩空气且开启侧吹孔、关闭下吹气孔，进行后续RH真空处理操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在S1中钢包到达RH站之前的LF停止送电至出站期间，分批向钢包内渣面加入脱氧剂、保温剂，并进行保温。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在钢包到达RH站之前的LF停止送电至出站期间，分批向钢包内渣面加入第一脱氧剂、保温剂，并进行保温，包括：
S01、在LF停止送电至少2min之前，控制底吹氩气流量在10-20Nm3/h，同时在LF停止送电最后1min内分批向钢包内的渣面加入第一脱氧剂；
S02、在LF停止送电之后、出站之前，向渣面加入保温剂；
S03、在LF出站时，钢包加盖保温。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，相对于120-135t的钢水，所述第一脱氧剂的加入量为10-20kg，所述保温剂的加入量为20-50kg。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一脱氧剂选自碳化硅粉、碳粉、硅铁粉，所述保温剂为碳化稻壳。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
在S2之前，在钢包到达RH站时，揭掉钢包盖，然后立即开动钢包车到RH站的处理位。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3中，所述压缩空气的压力为0.1-0.3MPa，流量为10-30Nm3/h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
S4、在RH高真空处理3-5min后，向真空槽内的钢液加入第二脱氧剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
相对于120-135t的钢水，所述第二脱氧剂的加入量为1-4kg；
和/或，所述第二脱氧剂为碳化硅或铝块。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述RH高真空处理中，控制真空度≤266Pa。
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