一種保持RH鋼包頂渣還原性的裝置及方法與流程

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種保持RH鋼包頂渣還原性的裝置及方法。

背景技術(shù)：

RH精煉爐有優(yōu)良的脫[C]、[N]、[H]和去夾雜的功能，在煉鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用率越來越高，但在RH精煉過程中，鋼包上部由于插入了RH浸漬管，鋼包上部位置空間狹小，操作空間有限，很難對(duì)爐渣進(jìn)行脫氧操作，爐渣氧含量高對(duì)鋼水中夾雜物、S的控制都有不利影響；并且RH無法進(jìn)行電極通電升溫，只能通過轉(zhuǎn)爐高溫出鋼或RH加鋁吹氧提溫來控制鋼水溫度，鋼水溫度控制難度大，以上兩點(diǎn)限制了RH直上連鑄工藝的開發(fā)，目前大部分鋼廠采用LF精煉爐控制爐渣中氧和鋼水溫度，采用RH爐進(jìn)行深脫碳和脫[N]、[H]，還沒有一種非常經(jīng)濟(jì)的方法將兩種精煉爐的冶金功能統(tǒng)一起來，生產(chǎn)高級(jí)別鋼種時(shí)，只能聯(lián)合兩種精煉爐對(duì)鋼水進(jìn)行精煉，這樣處理時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問題，本發(fā)明提供一種降低RH鋼包頂渣氧化性并減少RH鋼水溫降的方法，為RH直上連鑄技術(shù)的開發(fā)提供工藝基礎(chǔ)。具體措施為：在兩個(gè)浸漬管四周各布置一定數(shù)量的吹氣噴管，吹氣管道插入鋼包頂渣中，向頂渣中吹CO還原氣體，CO還原爐渣中的FeO、MnO，CO燃燒放出的熱還能起到延緩鋼水溫降的作用。

本發(fā)明的保持RH鋼包頂渣還原性的裝置，包括RH真空室8以及位于其下方的兩個(gè)RH浸漬管4，其中，所述裝置還包括若干氣體噴管3與CO氣體通道5；

其中，每個(gè)RH浸漬管4周圍均勻固定分布若干氣體噴管3形成氣體噴管組，所述氣體噴管3可隨浸漬管升降；每個(gè)氣體噴管組中的若干氣體噴管3的進(jìn)氣端并聯(lián)連接于CO氣體通道5；

所述氣體噴管3的底部閉合，并且在距其底部1-2cm的側(cè)壁處開設(shè)若干氣孔7。浸漬管插入鋼水中后，要保證噴吹氣孔處于爐渣中，且通過孔洞向爐渣中沿水平方向噴吹還原性氣體。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中優(yōu)選地，每個(gè)氣體噴管組中設(shè)置3～20個(gè)氣體噴管3。作為優(yōu)選，所述氣體噴管3長(zhǎng)度為5～100cm，每個(gè)氣體噴管3的底部距RH浸漬管的底部上方32～45cm，以保證浸漬管插入鋼水中后，噴管底部能插入爐渣中。所述氣體噴管材質(zhì)為耐高溫鋼管，至少是可以耐鐵水高溫的鋼管。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中優(yōu)選地，所述氣孔7的數(shù)量為1～8個(gè)。進(jìn)一步地，當(dāng)所述氣孔7的數(shù)量為2個(gè)以上時(shí)，所述氣孔7均勻設(shè)置在氣體噴管3的側(cè)壁。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，優(yōu)選地，所述氣孔7的直徑為0.5～5cm。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，在CO氣體通道5進(jìn)氣端可以常規(guī)設(shè)置閥門6控制還原性氣體的通入開關(guān)。

本發(fā)明提供的基于上述裝置的保持RH鋼包頂渣還原性的方法，包括以下步驟：

1)鋼包進(jìn)RH站后，進(jìn)行測(cè)溫定氧，測(cè)溫定氧完成后，使RH浸漬管降下，RH浸漬管插入鋼水中，氣體噴管插入爐渣中；

2)向CO氣體通道通入還原性氣體，通過氣體噴管底部氣孔7向爐渣中噴吹還原性氣體，進(jìn)行還原反應(yīng)；

3)RH環(huán)流結(jié)束后，RH浸漬管上升，氣體噴管也隨RH浸漬管上升，并停止通入還原性氣體。

根據(jù)本發(fā)明的方法，還原性氣體與爐渣中FeO、MnO反應(yīng)，反應(yīng)方程式為以下①②式，進(jìn)行還原反應(yīng)，在CO充足的情況下，在10分鐘內(nèi)可以把爐渣還原至W(FeO+MnO)<2％的水平，其中W(FeO+MnO)為爐渣中FeO和MnO的質(zhì)量百分含量之和，處理過程中，精煉前期，增大還原性氣體流量，保持爐渣不被吹出鋼包；精煉中期減小還原性氣體流量，使不暴露鋼液；精煉后期進(jìn)一步減小還原性氣體流量，保持鋼包頂部具有還原性氣氛。

本發(fā)明所述還原性氣體為純CO氣體、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣或焦?fàn)t煤氣中的一種或幾種。

CO+FeO＝Fe+CO₂ ①

CO+MnO＝Mn+CO₂ ②

本發(fā)明解決了在狹窄的RH精煉工位如何脫除鋼包頂渣中的FeO和MnO的難題，相比與在LF精煉工位通過鋁粒、碳化鈣、碳化硅等脫氧劑脫除鋼包頂渣中的FeO和MnO的現(xiàn)有技術(shù)，向鋼包頂渣中噴吹還原氣體的方法成本更低，并且還原氣體與爐渣反應(yīng)屬于氣液反應(yīng)，脫氧劑與爐渣的反應(yīng)屬于固液反應(yīng)，氣液反應(yīng)比固液反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件更好，反應(yīng)更迅速；還原氣體的噴吹位置、噴吹量也能達(dá)到精細(xì)化的操作，這是人工投放脫氧劑的方式所不能比擬的；本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，在RH工位就可以進(jìn)行脫[N]、脫[H]、脫爐渣中的FeO和MnO、鋼水升溫操作。對(duì)于部分鋼種，采用本發(fā)明提供的技術(shù)后，單用RH精煉爐就可以實(shí)現(xiàn)原有LF精煉爐和RH精煉爐相結(jié)合的的精煉效果。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

1、能還原鋼包頂渣中的FeO和MnO，并可以保持爐渣頂部的還原氣氛，起到白渣精煉的效果，對(duì)于部分走轉(zhuǎn)爐-LF精煉-RH精煉-連鑄工藝的鋼種可以省掉LF精煉工藝步驟，降低生產(chǎn)成本。

2、能補(bǔ)償鋼水的散熱損失，煤氣燃燒放出的熱能減少鋼水溫降，甚至提高鋼水溫度；并且煤氣燃燒提溫的溫度成本遠(yuǎn)低于Al的化學(xué)反應(yīng)提溫的溫度成本，煤氣的升溫成本約為鋁升溫成本的16％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的保持RH鋼包頂渣還原性的裝置示意圖。

圖2為圖1A處放大圖，放大比例為4:1。

附圖標(biāo)識(shí)

1、鋼水 2、爐渣 3、氣體噴管 4、RH浸漬管

5、CO氣體管道 6、氣體閥門 7、氣孔 8、RH真空室

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1-2所示，本發(fā)明的保持RH鋼包頂渣還原性的裝置，包括RH真空室8以及位于其下方的兩個(gè)RH浸漬管4，其中，所述裝置還包括若干氣體噴管3與CO氣體通道5；其中，每個(gè)RH浸漬管4周圍均勻固定分布若干氣體噴管3形成氣體噴管組，所述氣體噴管3可隨浸漬管升降；每個(gè)氣體噴管組中的若干氣體噴管3的進(jìn)氣端并聯(lián)連接于CO氣體通道5；所述氣體噴管3的底部閉合，并且在距其底部1-2cm的側(cè)壁處開設(shè)若干氣孔7。浸漬管插入鋼水中后，要保證噴吹氣孔處于爐渣中，且通過孔洞向爐渣中沿水平方向噴吹還原性氣體。每個(gè)氣體噴管組中設(shè)置3～20個(gè)氣體噴管3。作為優(yōu)選，所述氣體噴管3長(zhǎng)度為5～100cm，每個(gè)氣體噴管3的底部距RH浸漬管的底部上方32～45cm，以保證浸漬管插入鋼水中后，噴管底部能插入爐渣中。所述氣體噴管材質(zhì)為耐高溫鋼管。其中優(yōu)選地，所述氣孔7的數(shù)量為1～8個(gè)。進(jìn)一步地，當(dāng)所述氣孔7的數(shù)量為2個(gè)以上時(shí)，所述氣孔7均勻設(shè)置在氣體噴管3的側(cè)壁。所述氣孔7的直徑為0.5～5cm。在CO氣體通道5進(jìn)氣端可以常規(guī)設(shè)置閥門6

當(dāng)使用本發(fā)明的保持RH鋼包頂渣還原性的裝置進(jìn)行RH鋼包頂渣還原時(shí)，鋼包進(jìn)RH站后，進(jìn)行測(cè)溫定氧，測(cè)溫定氧完成后，使RH浸漬管4降下，RH浸漬管4的底部插入鋼水中，例如可以選擇鋼水液面以下30cm處，氣體噴管3插入爐渣中；向CO氣體通道5通入還原性氣體，通過氣體噴管3底部氣孔7向爐渣中噴吹還原性氣體，進(jìn)行還原反應(yīng)；RH環(huán)流結(jié)束后，RH浸漬管4上升，氣體噴管3也隨RH浸漬管上升，并關(guān)閉閥門6停止通入還原性氣體。

實(shí)施例1

本發(fā)明提供一種向RH鋼包頂渣噴吹CO的裝置，裝置圖如圖1，在RH浸漬管4周圍均勻安裝一圈氣體噴管3，氣體噴管材質(zhì)為耐高溫鋼管，氣體噴管數(shù)量為7個(gè)，氣體噴管3直徑為10cm，氣體噴管固定在RH浸漬管四周，氣體噴管可隨RH浸漬管升降，氣體噴管長(zhǎng)度為60cm，氣體噴管底部在RH浸漬管底部上方約36cm，以保證RH浸漬管的底部插入鋼水液面以下30cm處，氣體噴管底部能插入爐渣中，氣體噴管底部閉合，在距離氣體噴管底部2cm的邊部位置開4個(gè)氣孔7，氣孔直徑為3cm，RH浸漬管的底部插入鋼水液面以下30cm處，要保證氣孔處于爐渣中，通過孔洞向爐渣中沿水平方向噴吹CO氣體。

鋼包進(jìn)RH站后，先進(jìn)行測(cè)溫定氧等前期操作，測(cè)溫定氧完成后，RH浸漬管4降下，RH浸漬管4的底部插入鋼水1液面以下30cm處，氣體噴管3插入爐渣2中，開通閥門6向爐渣中噴吹轉(zhuǎn)爐煤氣，氣體與爐渣中FeO、MnO反應(yīng)，進(jìn)行還原反應(yīng)，處理過程中，根據(jù)鋼種的不同，CO氣體流量可調(diào)，處理前期，采用大氣體流量1000NL/min，要保證爐渣不被吹出鋼包，中期氣體流量適中，采用500NL/min，要不暴露鋼液，后期小氣量，采用300NL/min，以保持鋼包頂部還原性氣氛為目的，RH環(huán)流結(jié)束后，RH浸漬管上升，氣體噴管也隨RH浸漬管上升，關(guān)閉閥門。精煉結(jié)束，爐渣中W(FeO+MnO)由5％降低到1.5％，鋼水減少溫降5℃，生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用本發(fā)明所述的保持RH鋼包頂渣還原性的裝置及方法后，可以采用轉(zhuǎn)爐-RH精煉爐-連鑄工藝生產(chǎn)探傷類Q345、Q460、Q690等探傷類寬厚板產(chǎn)品，相比與轉(zhuǎn)爐-LF精煉爐-RH精煉爐-連鑄工藝，采用RH直上連鑄工藝后降低生產(chǎn)成本約40元/噸鋼，經(jīng)濟(jì)效益明顯，并且產(chǎn)品質(zhì)量水平穩(wěn)定，未出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題。

實(shí)施例2

本發(fā)明提供一種向RH鋼包頂渣噴吹CO的裝置，裝置圖如圖1，在RH浸漬管4周圍均勻安裝一圈氣體噴管3，氣體噴管材質(zhì)為耐高溫鋼管，氣體噴管數(shù)量為12個(gè)，氣體噴管直徑為6cm，氣體噴管固定在RH浸漬管四周，氣體噴管可隨RH浸漬管升降，氣體噴管長(zhǎng)度為50cm，氣體噴管底部在RH浸漬管底部上方約38cm，以保證RH浸漬管的底部插入鋼水液面以下30cm處，氣體噴管底部能插入爐渣中，氣體噴管底部閉合，在距離氣體噴管底部2cm的邊部位置開5個(gè)氣孔7，氣孔直徑為2cm，RH浸漬管的底部插入鋼水液面以下30cm處，要保證氣孔處于爐渣中，通過孔洞向爐渣中沿水平方向噴吹CO氣體。

鋼包進(jìn)RH站后，先進(jìn)行測(cè)溫定氧等前期操作，然后RH浸漬管4降下，RH浸漬管4的底部插入鋼水1液面以下30cm處，氣體噴管3插入爐渣2中，開通閥門6向爐渣中噴吹高爐煤氣，氣體與爐渣中FeO、MnO反應(yīng)，進(jìn)行還原反應(yīng)，處理過程中，根據(jù)鋼種的不同，CO氣體流量可調(diào)，處理前期，氣體流量1200NL/min，中期氣體流量600NL/min，后期氣量350NL/min，RH環(huán)流結(jié)束后，RH浸漬管上升，氣體噴管也隨RH浸漬管上升，關(guān)閉閥門。精煉結(jié)束，爐渣中W(FeO+MnO)由6％降低到2％，鋼水減少溫降6℃，生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用本發(fā)明所述的保持RH鋼包頂渣還原性的裝置及方法后，可以采用轉(zhuǎn)爐-RH精煉爐-連鑄工藝生產(chǎn)探傷類Q345、Q460、Q690等探傷類寬厚板產(chǎn)品，相比與轉(zhuǎn)爐-LF精煉爐-RH精煉爐-連鑄工藝，采用RH直上連鑄工藝后降低生產(chǎn)成本約40元/噸鋼，經(jīng)濟(jì)效益明顯，并且產(chǎn)品質(zhì)量水平穩(wěn)定，未出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題。

實(shí)施例3

本發(fā)明提供一種向RH鋼包頂渣噴吹CO的裝置，裝置圖如圖1，在RH浸漬管4周圍均勻安裝一圈氣體噴管3，氣體噴管材質(zhì)為耐高溫鋼管，氣體噴管數(shù)量為3個(gè)，氣體噴管3直徑為20cm，氣體噴管固定在RH浸漬管四周，氣體噴管可隨RH浸漬管升降，氣體噴管長(zhǎng)度為100cm，氣體噴管底部在RH浸漬管底部上方約45cm，以保證RH浸漬管的底部插入鋼水液面以下30cm處，氣體噴管底部能插入爐渣中，氣體噴管底部閉合，在距離氣體噴管底部2cm的邊部位置開8個(gè)氣孔7，氣孔直徑為5cm，RH浸漬管的底部插入鋼水液面以下30cm處時(shí)，要保證氣孔處于爐渣中，通過孔洞向爐渣中沿水平方向噴吹CO氣體。

鋼包進(jìn)RH站后，先進(jìn)行測(cè)溫定氧等前期操作，測(cè)溫定氧完成后，RH浸漬管4的底部插入鋼水1液面以下30cm處，氣體噴管3插入爐渣2中，開通閥門6向爐渣中噴吹轉(zhuǎn)爐煤氣，氣體與爐渣中FeO、MnO反應(yīng)，進(jìn)行還原反應(yīng)，處理過程中，根據(jù)鋼種的不同，CO氣體流量可調(diào)，處理前期，采用大氣體流量1300NL/min，要保證爐渣不被吹出鋼包，中期氣體流量適中，采用700NL/min，要不暴露鋼液，后期小氣量，采用300NL/min，以保持鋼包頂部還原性氣氛為目的，RH環(huán)流結(jié)束后，RH浸漬管上升，氣體噴管也隨RH浸漬管上升，關(guān)閉閥門。精煉結(jié)束，爐渣中W(FeO+MnO)由8％降低到2％，鋼水減少溫降8℃，生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用本發(fā)明所述的保持RH鋼包頂渣還原性的裝置及方法后，可以采用轉(zhuǎn)爐-RH精煉爐-連鑄工藝生產(chǎn)探傷類Q345、Q460、Q690等探傷類寬厚板產(chǎn)品，相比與轉(zhuǎn)爐-LF精煉爐-RH精煉爐-連鑄工藝，采用RH直上連鑄工藝后降低生產(chǎn)成本約40元/噸鋼，經(jīng)濟(jì)效益明顯，并且產(chǎn)品質(zhì)量水平穩(wěn)定，未出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題。

實(shí)施例4

本發(fā)明提供一種向RH鋼包頂渣噴吹CO的裝置，裝置圖如圖1，在RH浸漬管4周圍均勻安裝一圈氣體噴管3，氣體噴管材質(zhì)為耐高溫鋼管，氣體噴管數(shù)量為20個(gè)，氣體噴管直徑為1cm，氣體噴管固定在RH浸漬管四周，氣體噴管可隨RH浸漬管升降，氣體噴管長(zhǎng)度為5cm，氣體噴管底部在RH浸漬管底部上方約2cm，以保證RH浸漬管的底部插入鋼水液面以下30cm處時(shí)，氣體噴管底部能插入爐渣中，氣體噴管底部閉合，在距離氣體噴管底部1cm的邊部位置開1個(gè)氣孔7，氣孔直徑為0.5cm，RH浸漬管的底部插入鋼水液面以下30cm處時(shí)，要保證氣孔處于爐渣中，通過孔洞向爐渣中沿水平方向噴吹CO氣體。

鋼包進(jìn)RH站后，先進(jìn)行測(cè)溫定氧等前期操作，然后RH浸漬管4降下，RH浸漬管4的底部插入鋼水1液面以下30cm處，氣體噴管3插入爐渣2中，開通閥門6向爐渣中噴吹高爐煤氣，氣體與爐渣中FeO、MnO反應(yīng)，進(jìn)行還原反應(yīng)，處理過程中，根據(jù)鋼種的不同，CO氣體流量可調(diào)，處理前期，氣體流量800NL/min，中期氣體流量500NL/min，后期氣量300NL/min，RH環(huán)流結(jié)束后，RH浸漬管上升，氣體噴管也隨RH浸漬管上升，關(guān)閉閥門。精煉結(jié)束，爐渣中W(FeO+MnO)由4％降低到1.5％，鋼水減少溫降4℃，生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用本發(fā)明所述的保持RH鋼包頂渣還原性的裝置及方法后，可以采用轉(zhuǎn)爐-RH精煉爐-連鑄工藝生產(chǎn)探傷類Q345、Q460、Q690等探傷類寬厚板產(chǎn)品，相比與轉(zhuǎn)爐-LF精煉爐-RH精煉爐-連鑄工藝，采用RH直上連鑄工藝后降低生產(chǎn)成本約40元/噸鋼，經(jīng)濟(jì)效益明顯，并且產(chǎn)品質(zhì)量水平穩(wěn)定，未出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題。

最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。