專利名稱：一種轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煉鋼領(lǐng)域，特別涉及一種轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)汽車、造船、集裝箱、石化、電工等行業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼需求旺盛。隨著鋼材(特別是高附加值產(chǎn)品)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，許多鋼廠為提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，提高鋼的純凈度，改善鋼材性能，已建立起大規(guī)模生產(chǎn)超純凈鋼(指雜質(zhì)總質(zhì)量滿足下列公式的鋼鐵:S+P+N+H+0 ^ 100Χ1(Γ6)的生產(chǎn)體制。轉(zhuǎn)爐煉鋼處于煉鐵、軋鋼的中間環(huán)節(jié)，前工序受高爐鐵水供應(yīng)的制約，后工序要滿足軋鋼對(duì)品種質(zhì)量的要求。其主要任務(wù)就是將含有較多雜質(zhì)的鐵水與吹入的氧氣發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到脫碳、脫磷、脫硫、脫氧、去除雜質(zhì)的目的，從而獲得符合要求的鋼水成分和溫度。由于我國(guó)高爐生產(chǎn)能力的逐年增長(zhǎng)，現(xiàn)有軋機(jī)生產(chǎn)能力已大于煉鋼生產(chǎn)能力，廢鋼資源的短缺，電力的緊缺和電價(jià)的昂貴，限制了電弧爐煉鋼的發(fā)展。今后轉(zhuǎn)爐煉鋼仍將呈發(fā)展態(tài)勢(shì)，鋼產(chǎn)量和質(zhì)量也將視市場(chǎng)需求同步適度增長(zhǎng)。真空脫氣冶煉工藝是爐外精煉中廣泛應(yīng)用的一種手段，也被用于真空感應(yīng)爐，隨著真空技術(shù)的發(fā)展，真空設(shè)備的完善和抽空能力的擴(kuò)大，在煉鋼中的應(yīng)用將越來(lái)越普遍，目前主要用于生產(chǎn)不銹鋼等特種鋼，特別是不能在常壓環(huán)境中進(jìn)行有效生產(chǎn)的高鉻鋼，真空脫氣工藝不僅能降低反應(yīng)產(chǎn)物CO的分壓，而且可以防止過(guò)量鉻被氧化。使用真空處理的目的包括:脫除氫和氧，并將氮?dú)夂拷抵凛^低范圍；去除非金屬夾雜物，改善鋼水潔凈度；生產(chǎn)超低碳鋼；使一種元素比其他元素優(yōu)先氧化(如碳優(yōu)先于鉻)；化學(xué)加熱；控制澆注溫度等。真空冶煉工藝可以在以下幾個(gè)方面對(duì)鋼水冶煉產(chǎn)生影響:(I)氣體在鋼液中的溶解與析出；(2)用碳脫氧時(shí)的脫碳反應(yīng)；(3)鋼液或溶解在鋼液中的碳與爐襯的反應(yīng)；(3)合金元素的揮發(fā)；(4)金屬夾雜及非金屬夾雜物的去除。由于工業(yè)用真空的工作壓力均大于50Pa，所以真空冶煉工藝只對(duì)脫氣、碳脫氧、脫碳等反應(yīng)產(chǎn)生較為明顯的影響。目前，應(yīng)用真空冶煉技術(shù)的真空感應(yīng)爐主要是應(yīng)用電磁感應(yīng)的作用，在金屬爐料本身產(chǎn)生電流，再依靠金屬爐料本身的電阻，按照焦耳——楞次定律，將電能轉(zhuǎn)換為熱能，用以熔煉金屬。其存在有以下的缺點(diǎn):①設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格昂貴，投資大；②維修不方便，冶煉費(fèi)用高，成本比較高冶煉過(guò)程中坩堝耐火材料污染金屬；④生產(chǎn)批量小，檢驗(yàn)工作量較大，難以應(yīng)用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于將真空冶煉技術(shù)引用到鋼水的轉(zhuǎn)爐冶煉中去，從而有效的去除鋼水中N、H、O等氣體 含量、促進(jìn)脫碳脫氧反應(yīng)的進(jìn)行、減少金屬及非金屬夾雜、提高鋼水純凈度、提升產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)范圍。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置，包括轉(zhuǎn)爐爐體1，在所述轉(zhuǎn)爐爐體I的頂部安裝有真空蓋4，在所述轉(zhuǎn)爐爐體I的側(cè)面中部開(kāi)有用于出鋼的滑動(dòng)出鋼口 6 ;在所述真空蓋4上有真空抽氣口 9，所述真空蓋4的中部開(kāi)有通孔，所述氧槍3通過(guò)該通孔進(jìn)入所述轉(zhuǎn)爐爐體I內(nèi)；所述真空蓋4之上、所述氧槍3的四周還安裝有氧槍密封裝置5，所述氧槍密封裝置5上還安裝有真空合金料斗7。上述技術(shù)方案中，所述轉(zhuǎn)爐爐體I的底部還包括有用于通入氬氣的吹氬口 8。上述技術(shù)方案中，所述吹氬口 8采用在透氣磚上分布細(xì)小微孔的方式實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):1、快速、有效去除鋼液中的氣體、減少非金屬夾雜物等，提升鋼的內(nèi)在質(zhì)量。2、加快轉(zhuǎn)爐內(nèi)的反應(yīng)速度，提高工作效率。3、省去后續(xù)精煉工藝或節(jié)省部分精煉時(shí)間。

圖1本實(shí)用新型中真空轉(zhuǎn)爐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖面說(shuō)明I 轉(zhuǎn)爐爐體 2 鐵水液面 3 氧槍 4 真空蓋5 氧槍密封裝置6 滑動(dòng)出鋼口 7 真空合金料斗8 底部吹氬口 9 真空抽氣口
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。參考圖1，在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置包括轉(zhuǎn)爐爐體1，在所述轉(zhuǎn)爐爐體I的頂部安裝有真空蓋4，在所述轉(zhuǎn)爐爐體I的側(cè)面中部開(kāi)有用于出鋼的滑動(dòng)出鋼口 6 ;在所述真空蓋4上有真空抽氣口 9，真空蓋4的中部開(kāi)有通孔，氧槍3通過(guò)該通孔進(jìn)入所述轉(zhuǎn)爐爐體I內(nèi)；所述真空蓋4之上、所述氧槍3的四周還安裝有氧槍密封裝置5，所述氧槍密封裝置5上還安裝有真空合金料斗7。作為一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式，在又一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置的轉(zhuǎn)爐爐體I的底部還包括有用于通入氬氣的吹氬口 8。所述吹氬口 8采用在透氣磚上分布細(xì)小微孔的方式實(shí)現(xiàn)，氬氣通過(guò)吹氬口 8進(jìn)入轉(zhuǎn)爐爐體1，在兌鐵水和出鋼期間，只需提供極小的底吹氣量以保證噴出口不被堵塞，更不會(huì)有鐵水流出。以上是對(duì)本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置的結(jié)構(gòu)說(shuō)明。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置在將鐵水與廢鋼兌入轉(zhuǎn)爐后，搖正轉(zhuǎn)爐爐體1，在轉(zhuǎn)爐爐體I的正上方加真空蓋4，真空蓋4與外界采用密封保護(hù)，然后采用機(jī)械式或蒸汽式的抽真空方式對(duì)轉(zhuǎn)爐采取機(jī)械式或蒸汽式抽真空操作，其真空度約為中真空狀態(tài)，壓力值為<(1 |()1><133.31接著將鋼水2置于真空條件下，插入氧槍3。碳氧反應(yīng)是煉鋼過(guò)程中最重要的一個(gè)反應(yīng):[C] + = [C0]。由于真空條件，鋼水中的[C]、[O]平衡被破壞，引起了 [C]和[O]的繼續(xù)反應(yīng)，通過(guò)鋼中的碳脫除鋼中的氧。隨著Pco(鋼水液面以上CO的壓力)的降低，碳的脫氧能力急劇增強(qiáng)，直至鋼中的碳達(dá)到極低碳的水平即60X10—6以下甚至更低。真空脫氧是以碳脫氧，由于產(chǎn)物是CO氣體，不會(huì)殘留于鋼中或渣中沾污鋼水，在CO氣泡上浮的同時(shí)還會(huì)攪動(dòng)鋼水，不僅均勻了溫度和成分，還將鋼中的氫等有害氣體和非金屬夾雜物帶出，有利于凈化鋼水。根據(jù)理論計(jì)算:當(dāng)真空度為≤(I 10_3) X133.3Pa，溫度為1600°C時(shí)，鐵液中氫的平衡值為(0.000098%，鐵液中氮的平衡值為< 0.0016%。在真空處理時(shí)，氮由于擴(kuò)散速度慢且鋼液表面富集活性物質(zhì)(如氧、硫)，所以其到達(dá)氣-液界面需要較長(zhǎng)的時(shí)間，受動(dòng)力學(xué)條件的限制，效果不明顯。為此，更優(yōu)的是:在插入氧槍3發(fā)生反應(yīng)后，在轉(zhuǎn)爐底部復(fù)吹氬氣，氬氣對(duì)鋼液起到攪拌作用，同時(shí)攜帶一氧化碳、氫氣、氧氣等向氣液界面迅速移動(dòng)，從而達(dá)到快速、有效脫氣的目的。在下面的例子中，以一個(gè)50t轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置為例，對(duì)本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置的操作方法加以描述。步驟I)、將轉(zhuǎn)爐爐體I搖至兌鐵位置，轉(zhuǎn)爐爐體I前傾15—20°，在進(jìn)行兌鐵時(shí)，轉(zhuǎn)爐爐體I配合鐵水包的傾斜逐漸下傾。步驟2)、兌鐵完畢，將轉(zhuǎn)爐爐體I搖至零位，氧槍3處于非工作狀態(tài)。步驟3)、轉(zhuǎn)爐爐體I前傾20-30°加入廢鋼，廢鋼加入量根據(jù)鐵水情況、廢鋼情況確定。步驟4)、轉(zhuǎn)爐爐體I搖至吹煉位置。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況確定氧氣壓力調(diào)節(jié)方式和開(kāi)氧方式(自動(dòng)或手動(dòng))。此時(shí)打開(kāi)真空蓋4，開(kāi)啟抽真空裝置，轉(zhuǎn)爐內(nèi)部鋼液上方的壓力將為< (I 1(Γ3) X 133.3Pa。步驟5)、降低氧槍3的位置，氧槍3通過(guò)氧槍密封裝置5上的通孔進(jìn)入到轉(zhuǎn)爐爐體I內(nèi)，其到達(dá)開(kāi)氧點(diǎn)(指氧槍的最高點(diǎn)火位置)以下后點(diǎn)火，然后再逐步降低至冶煉槍位，根據(jù)爐容、原料及冶煉鋼種確定合理的供氧強(qiáng)度，氧氣由氧槍噴出后以極大的速度穿透進(jìn)鋼水中去，從而促進(jìn)鋼水中的碳與氧進(jìn)行反應(yīng)。供氧時(shí)間控制在12-15min，若供氧時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短應(yīng)通過(guò)及時(shí)調(diào)整供 氧強(qiáng)度進(jìn)行修正。步驟6)、造渣時(shí)，通過(guò)真空合金料斗7加入石灰。所需添加的石灰的質(zhì)量要達(dá)到三級(jí)品以上，不得混有外來(lái)夾雜物，必須干燥、新鮮，雨季儲(chǔ)存時(shí)間不得超過(guò)72h。具體的說(shuō)，石灰中的S含量< 0.020%，熔瘤焦碳等夾雜物的含量< 0.5%。石灰的加入量應(yīng)當(dāng)根據(jù)鐵水中的硅含量準(zhǔn)確計(jì)算、稱量。石灰加入量= {2.14X RX鐵水含Si量/石灰有效CaO含量} X1000X鐵水裝入量t，鐵塊補(bǔ)加石灰量按每噸鐵塊50Kg考慮，其中的R表示終渣成分中氧化鈣與二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值。步驟7)、氧氣通過(guò)氧槍開(kāi)吹5-12分鐘，在這一過(guò)程中準(zhǔn)確測(cè)量爐內(nèi)溫度的上升情況，從而確定剩余渣料加入時(shí)機(jī)和加入量。運(yùn)用合理槍位，防止返干和噴濺發(fā)生，終點(diǎn)溫度則根據(jù)鋼包、放鋼時(shí)間、鋼種要求等情況綜合考慮。在吹氧的過(guò)程中，為了達(dá)到攪拌鋼水的目的，還需要在轉(zhuǎn)爐的底部吹氬氣。在冶煉過(guò)程中，氬氣的底吹氣量要根據(jù)冶金要求來(lái)調(diào)節(jié)。兌鐵水和出鋼期間，只供極小的底吹氣量以保證噴出口不被堵塞。大部分吹煉期，因?yàn)槊撎挤磻?yīng)強(qiáng)烈，CO氣泡有足夠的攪拌力，所以底吹氣流量較小(如0.04 0.06m3 /(min.t));只是在吹煉末期脫碳速率已下降，這時(shí)要加強(qiáng)底吹氣的攪拌。步驟8)、進(jìn)行取樣與測(cè)溫，根據(jù)結(jié)果補(bǔ)吹、加料，確認(rèn)達(dá)到出鋼要求。作為一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式，當(dāng)鋼分析合格后，可在出鋼前吹入較強(qiáng)的底吹氣流(如
0.08 0.10m3 / (min.t)),以降低熔池含氧量。步驟9)、關(guān)閉抽真空裝置，移走真空蓋4。確認(rèn)鋼包車到位，緩慢搖爐，鋼流經(jīng)過(guò)滑動(dòng)出鋼口 6準(zhǔn)確進(jìn)入鋼包見(jiàn)渣后迅速抬爐。出鋼至1/4時(shí)將通過(guò)合金料斗開(kāi)始均勻細(xì)流加入合金，出鋼3/4加入完畢。[0034]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置，其特征在于，包括轉(zhuǎn)爐爐體(I)，在所述轉(zhuǎn)爐爐體(I)的頂部安裝有真空蓋(4)，在所述轉(zhuǎn)爐爐體(I)的側(cè)面中部開(kāi)有用于出鋼的滑動(dòng)出鋼口(6);在所述真空蓋(4)上有真空抽氣口(9)，所述真空蓋(4)的中部開(kāi)有通孔，所述氧槍(3)通過(guò)該通孔進(jìn)入所述轉(zhuǎn)爐爐體(I)內(nèi)；所述真空蓋(4)之上、所述氧槍(3)的四周還安裝有氧槍密封裝置(5)，所述氧槍密封裝置(5)上還安裝有真空合金料斗(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐爐體(I)的底部還包括有用于通入IS氣的吹IS 口(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn) 爐真空冶煉裝置，其特征在于，所述吹氬口(8)采用在透氣磚上分布細(xì)小微孔的方式實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種轉(zhuǎn)爐真空冶煉裝置，包括轉(zhuǎn)爐爐體，在所述轉(zhuǎn)爐爐體的頂部安裝有真空蓋，在所述轉(zhuǎn)爐爐體的側(cè)面中部開(kāi)有用于出鋼的滑動(dòng)出鋼口；在所述真空蓋上有真空抽氣口，所述真空蓋的中部開(kāi)有通孔，所述氧槍通過(guò)該通孔進(jìn)入所述轉(zhuǎn)爐爐體內(nèi)；所述真空蓋之上、所述氧槍的四周還安裝有氧槍密封裝置，所述氧槍密封裝置上還安裝有真空合金料斗。本實(shí)用新型能夠快速、有效去除鋼液中的氣體、減少非金屬夾雜物等，提升鋼的內(nèi)在質(zhì)量。
文檔編號(hào)C21C7/10GK203080002SQ20132000291
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者馬琳, 王博, 劉化軍, 許榮昌, 陳雷, 陳顏 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司