專利名稱：：Rh真空精煉頂槍噴粉裝置及頂槍噴粉方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于冶金
技術領域：
，特別涉及一種RH真空精煉頂槍噴粉裝置及頂槍噴粉方法。
背景技術：
：隨著現代尖端技術的發(fā)展，對鋼材冶金質量和使用性能要求越來越嚴格，生產超純鐵素體不銹鋼、無間隙原子深沖鋼(LF鋼)、高性能管線用鋼等的需要，促使鋼鐵工業(yè)生產采用各種新的煉鋼工藝和設備，減少鋼中雜質含量，提高f亂的潔凈度可以顯著地改善鋼材的延展性、韌性、加工、焊接、抗腐蝕等性能。高潔凈鋼生產工藝與設備的發(fā)展是我國鋼鐵企業(yè)結構優(yōu)化的重點之一，隨著社會的發(fā)展對鋼材的要求越來越高，即使是大量生產的常用品也因使用條件的惡化而提出了更高的要求。表1是鋼中雜質元素單體控制水平發(fā)展的趨勢。表l鋼中雜質元素單體控制水平發(fā)展趨勢(X10—6)<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>由于目前對低氮、低氧、低磷、低硫和低氫的高純凈鋼種的需求量越來越大，所以二次精煉工藝必須滿足名目繁多的要求。原來為鋼水脫氫而發(fā)展起來的RH工藝也可以用來脫碳、脫氧、脫硫及控制成分，RH真空精煉裝置的多功能化發(fā)展，使得許多高性能鋼生產成本大大降低，其精煉功能的進一步發(fā)展已經成為鋼鐵冶金行業(yè)的研究方向，RH真空精煉裝置內噴粉工藝便是其中之一。日本住友金屬工業(yè)公司和歌山廠開發(fā)的RH-PTB水冷頂槍噴粉技術，為生產極低碳深沖鋼和極低硫鋼開辟了一條新的途徑，解決了鋼水深脫碳和深脫硫技術中存在的生產周期延長，溫度損失大，鋼水容易增氮和增碳等問題。RH-PTB(RuhrsstahlHeraeus——PowderTopBlowing)艮卩RH頂噴粉法是在RH-KTB法(RuhrsstahlHeraeus—KawatetsntopBlowing)即頂吹氧循環(huán)真空脫氣法的基礎上配備噴粉系統(tǒng)，通過頂槍向真空室鋼水內噴吹粉劑，構成RH-PTB(或RH-KTB/PB)工藝，可實現真空噴粉脫碳和脫硫。粉劑由水冷頂槍噴入。此法優(yōu)點是1、無噴槍堵塞問題；2、無耐火材料消耗；3、載氣量小，因無鋼水阻力。RH-PTB水冷頂槍噴粉技術的成功開發(fā)與應用，開創(chuàng)了冶煉極低碳和極低硫鋼新工藝，但RH-PTB是通過水冷頂槍在真空室中心位置進行噴粉精煉時，由于真空泵的抽氣作用的同時將部分的粉劑一起抽出真空室，以及部分粉劑漂浮在鋼液表面，導致噴入的脫碳粉劑和脫硫粉劑的利用率較低，只有延長噴粉時間來達到精煉的目的，增加了生產成本。
發(fā)明內容針對以上技術問題，本發(fā)明提供一種RH真空精煉頂槍噴粉裝置及頂槍噴粉方法。目的是通過RH噴粉精煉生產超低碳和超低硫高質量優(yōu)質鋼過程中，提高噴入粉劑的收得率，縮短噴粉精煉時間等問題，最終降低這些高附加值的優(yōu)質鋼生產成本。本發(fā)明的RH真空精煉頂槍噴粉裝置包括真空室、頂槍和鋼包。其中頂槍插入到真空室內部，真空室底部設有上升管和下降管，上升管和下降管分別連接鋼包頂部并與鋼包內部連通；并且頂槍中心線的延長線通過下降管內部，最佳位置為頂槍中心線與下降管中心線位于同一直線上。本發(fā)明的裝置在RH精煉頂槍噴粉工藝過程中，通過調整頂槍位置考察噴粉過程中的穿透比。穿透比是反映噴粉過程中噴入粉劑的穿透性能的參數，其大小反映粉劑在噴入鋼液的收得率的情況。計算公式為式中，"為噴入粉劑的穿透比，A^為進入鋼包溶池的粉劑量，M。為噴吹粉劑總量。本發(fā)明通過RH精煉頂槍噴粉過程試驗，研究了各個工藝因素對體系粉劑穿透比的影響，通過對頂槍在RH真空室內上升管、下降管和中心位置上方噴吹粉劑(分別為上升管噴吹、下降管噴吹和中心噴吹)的比較與分析，確定最佳噴粉方法。本發(fā)明的RH真空精煉頂槍噴粉方法為采用上述裝置，將頂槍設置在下降管上方，在頂槍中心線與下降管中心線位于同一直線上時進行噴粉操作。結果顯示，當頂槍進行下降管噴吹時穿透比與上升管噴吹和中心噴吹時的穿透比相比最多可高出8%。本發(fā)明通過調節(jié)頂槍與液面之間的高度(頂槍高度)、液面與寡空室底部的高度(液面高度)、頂槍氣量和驅動氣量，采用上述裝置進行下降管噴吹測試，測定粉劑的穿透比。采用上述裝置通過將頂槍分別設置在上升管上方和中心位置，進行上升管噴吹和中心噴吹，考察穿透比與下降管噴吹效果進行對比。測試結果表明，當頂槍位于下降管一側進行下降管噴吹時，粉劑的穿透比普遍高于上升管噴吹和中《、噴吹時粉劑的穿透比，平均穿透比高出3~6%。本發(fā)明的RH真空精煉頂槍噴粉裝置及方法，通過調節(jié)頂槍位置，明顯提高了粉劑穿透比，對于提高生產效率，節(jié)約生產成本具有重要意義。圖1為本發(fā)明的頂槍下降管噴吹示意圖，圖中1、真空室，2、頂槍，3、鋼包，4驅動氣體通道。圖2為RH-PTB水冷頂槍噴粉示意圖，圖中1、i空室，2、頂槍，3、鋼包，4驅動氣體通道。圖3為本發(fā)明實施例中頂槍高度對穿透比的影響示意圖，圖中a、上升管噴吹，b、下降管噴吹，c、中心噴吹。圖4為本發(fā)明實施例中頂槍高度對穿透比的影響示意圖，圖中a、上升管噴吹，b、下降管噴吹，c、中心噴吹。圖5為本發(fā)明實施例中頂槍高度對穿透比的影響示意圖，圖中a、上升管噴吹，b、下降管噴吹，c、中心噴吹。圖6為本發(fā)明實施例中驅動氣量對穿透比的影響示意圖，圖中a、上升管噴吹，b、下降管噴吹，c、中心噴吹。圖7為本發(fā)明實施例中驅動氣量對穿透比的影響示意圖，圖中a、上升管噴吹，b、下降管噴吹，c、中心噴吹。圖8為本發(fā)明實施例中頂槍氣量對穿透比的影響示意圖，圖中a、上升管噴吹，b、下降管噴吹，c、中心噴吹。具體實施例方式以下為本發(fā)明優(yōu)選實施例。實施例1RH真空精煉頂槍噴粉裝置如圖1所示，頂槍2插入到真空室1內部，位于下降管上方，真空室1底部設有上升管和下降管，上升管和下降管分別連接鋼包頂部并與鋼包3內部連通;驅動氣體通道4連通上升管，并且頂槍中心線與下降管的中心線相一致。采用以上裝置，設驅動氣量為5L/min，頂槍氣量為70L/min，液面高度60mm,通過調整頂槍高度在Omm、40ram、80mm處，進行下降管噴吹測試，測定粉劑的穿透比。同時將頂槍位置設置在真空室中心位置和上升管上方分別進行中心噴吹和上升管噴吹，采用上述條件測定粉劑的穿透比，綜合結果如圖3所示。結果顯示當頂槍進行下降管噴吹時穿透比與上升管噴吹和中心噴吹時的穿透比相比平均高出3~5%。實施例2采用的RH真空精煉頂槍噴粉裝置同實施例1。設驅動氣量為10L/min，頂槍氣量為70L/min,液面高度60mm，通過調整頂槍高度在Omm、40mm、80mm處，進行下降管噴吹測試，測定粉劑的穿透比。同時將頂槍位置設置在真空室中心位置和上升管上方分別進行中心噴吹和上升管噴吹，采用上述條件測定粉劑的穿透比，綜合結果如圖4所示。結果顯示當頂槍進行下降管噴吹時穿透比與上升管噴吹和中心噴吹時的穿透比相比平均高出3~5%。實施例3采用的RH真空精煉頂槍噴粉裝置同實施例1。設驅動氣量為15L/min，頂槍氣量為70L/min，液面高度60mm，通過調整頂槍高度在Omm、40mm、80mm處，進行下降管噴吹測試，測定粉劑的穿透比。同時將頂槍位置設背在真空室中心位置和上升管上方分別進行中心噴吹和上升管噴吹，采用上述條件測定粉劑的穿透比，綜合結果如圖5所示。結果顯示當頂槍進行下降管噴吹時穿透比與上升管噴吹和中心噴吹時的穿透比相比平均高出46%。實施例4采用RH真空精煉頂槍噴粉裝置同實施例1。設頂槍高度為Omm,頂槍氣量為70L/min,液面高度60mm，通過調整驅動氣量在5L/min、10L/min、15L/min、25L/min時，進行下降管噴吹測試，測定粉劑的穿透比。同時將頂槍位置設置在真空室中心位置和上升管上方分別進行中心噴吹和上升管噴吹，采用上述條件測定粉劑的穿透比，綜合結果如圖6所示。結果顯示當頂槍進行下降管噴吹時穿透比與上升管噴吹和中心噴吹時的穿透比相比平均高出4~6%。實施例5采用的RH真空精煉頂槍噴粉裝置同實施例1。設頂槍高度為40mm,頂槍氣量為70L/min，液面高度60mm，通過調整驅動氣量在5L/min、10L/min、15L/min、25L/min時，進行下降管噴吹測試，測定粉劑的穿透比。同時將頂槍位置設置在真空室中心位置和上升管上方分別進行中心噴吹和上升管噴吹，采用上述條件測定粉劑的穿透比，綜合結果如圖7所示。結果顯示當頂槍進行下降管噴吹時穿透比與上升管噴吹和中心噴吹時的穿透比相比平均高出3~5%。實施例6采用的RH真空精煉頂槍噴粉裝置同實施例1。設驅動氣量為15L/min，頂槍高度為40mm，液面高度60mm，通過頂槍氣量在60L/min、70L/min、75L/min、80L/min、90L/min時，進行下降管噴吹測試，測定粉劑的穿透比。同時將頂槍位置設置在真空室中心位置和上升管上方分別進行中心噴吹和上升管噴吹，采用上述條件測定粉劑的穿透比，綜合結果如圖8所示。結果顯示當頂槍進行下降管噴吹時穿透比與上升管噴吹和中心噴吹時的穿透比相比平均高出4~6%。權利要求1、一種RH真空精煉頂槍噴粉裝置，包括真空室、頂槍和鋼包，其中頂槍插入到真空室內部，真空室底部設有上升管和下降管，上升管和下降管分別插入鋼包并與鋼包內部連通，其特征在于頂槍位于下降管上方，并且頂槍中心線與下降管中心線位于同一直線上。2、一種RH真空精煉頂槍噴粉方法，其特征在于采用權利要求1所述的RH真空精煉頂槍噴粉裝置，通過設置在下降管上方的頂槍進行噴粉操作。全文摘要RH真空精煉頂槍噴粉裝置及頂槍噴粉方法，屬于冶金
技術領域：
，裝置包括真空室、頂槍和鋼包，其中頂槍位于下降管上方，并且頂槍中心線與下降管中心線位于同一直線上。噴粉方法為采用上述裝置，通過設置在下降管上方的頂槍進行噴粉操作。本發(fā)明的RH真空精煉頂槍噴粉方法，通過調節(jié)頂槍位置，明顯提高了粉劑穿透比，對于提高生產效率，節(jié)約生產成本具有重要意義。文檔編號C21C7/10GK101440422SQ20081023000公開日2009年5月27日申請日期2008年12月22日優(yōu)先權日2008年12月22日發(fā)明者孫麗娜,曲明罡,李麗穎,杜成武,君林,馬賀利,平魯申請人:遼寧科技學院