本發(fā)明屬于爐外精煉領(lǐng)域，尤其涉及一種RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

隨著人們對(duì)鋼水純凈度和鋼材質(zhì)量要求的不斷提高，RH真空精煉技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。早期的RH真空精煉主要用來(lái)脫除鋼水中的氫，現(xiàn)在的RH真空精煉技術(shù)則從最初單一的脫氫功能發(fā)展到能夠脫碳、脫氧，再后不斷充實(shí)，擴(kuò)大到具有吹氧、升溫、鋼水成分和溫度的精確控制、強(qiáng)制脫碳、脫硫、脫磷和夾雜物控制等功能。到目前為止，RH已經(jīng)由單純的脫氫裝置發(fā)展到幾乎具有所有二次精煉功能的爐外精煉設(shè)備。雖然RH裝置具有良好的精煉效果，但也存在著一些問(wèn)題，如處理過(guò)程中存在著鋼水溫度損失的問(wèn)題，造成溫度損失的因素很多，包括真空室及浸漬管預(yù)熱溫度、處理時(shí)間、吹氧、鋁及合金加人量、廢氣排溫等。尤其在生產(chǎn)超低碳鋼或生產(chǎn)相當(dāng)?shù)偷腫H]、[N]、[O]類潔凈鋼時(shí)，勢(shì)必延長(zhǎng)RH的處理時(shí)間，這樣就會(huì)造成鋼水溫度更大的損失。而現(xiàn)代化的連鑄工藝，對(duì)鋼水澆鑄溫度的要求十分苛刻，合格的鋼水澆鑄溫度是連鑄工藝穩(wěn)定和獲得合格鑄坯最重要的工藝參數(shù)之一。為了充分發(fā)揮各項(xiàng)冶金功能，對(duì)溫度的控制至關(guān)重要，鋼水澆鑄溫度過(guò)低不利于夾雜物上浮，還會(huì)引起水口凍結(jié)，迫使?jié)茶T中斷，降低連鑄機(jī)作業(yè)率。因此，RH的鋼水溫度補(bǔ)償工藝越來(lái)越成為冶金工作者重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一。

目前國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)廣泛使用的具有能提溫功能的方法主要有RH-OB和RH-KTB兩種方法。

1972年新日鐵室蘭廠開(kāi)發(fā)了RH-OB真空側(cè)吹氧技術(shù)，該技術(shù)加速了脫碳反應(yīng)，效果十分顯著，在我國(guó)個(gè)大鋼廠也得到了廣泛應(yīng)用。在處理過(guò)程中，為了減少鋼液的溫降或?qū)︿撘哼M(jìn)行提溫可在鋼液中加入Al，然后進(jìn)行吹氧提溫補(bǔ)償溫度損失，整個(gè)過(guò)程溫降僅為20℃，是不吹氧降碳時(shí)的一半，能夠進(jìn)一步延長(zhǎng)RH處理時(shí)間。但該方法的最大不足是加Al提溫后，夾雜物不僅多，而且尺寸較大，必須進(jìn)行一次輕處理(循環(huán)時(shí)間大于10min)才能去除由于升溫產(chǎn)生的大型夾雜物。所以對(duì)高質(zhì)量鋼，應(yīng)慎用RH-OB升溫處理。另外，側(cè)槍的噴嘴壽命低，需要經(jīng)常更換，使維護(hù)成本提高也是RH-OB的不足之一。

1986年，日本川崎鋼鐵公司，為滿足汽車工業(yè)對(duì)鋼板質(zhì)量提出的要求，努力降低鋼中的碳含量，開(kāi)發(fā)了頂吹氧的RH-KTB技術(shù)。該技術(shù)提溫是通過(guò)吹氧脫碳時(shí)，產(chǎn)生的CO氣體二次燃燒，放出熱量，補(bǔ)償了RH處理過(guò)程的溫度損失。該法的優(yōu)點(diǎn)是不需要額外添加熱源(如鋁、硅等)，對(duì)鋼液污染低，利于潔凈鋼的冶煉，成本低。該方法的最大不足是對(duì)于處理一些超低碳鋼很有利，但對(duì)于一些碳含量比較高，同時(shí)對(duì)氣體含量要求比較嚴(yán)格的鋼種就比較困難了。

1992年，新日鐵廣佃廠開(kāi)發(fā)了RH-MFB多功能噴嘴真空室頂吹氧技術(shù)，對(duì)鋼水溫度的補(bǔ)償主要是通過(guò)噴嘴噴入的燃?xì)馊紵齺?lái)實(shí)現(xiàn)的，達(dá)到加熱鋼水的目的。同時(shí)該技術(shù)也可以同RH-OB一樣靠投入鋁燃燒發(fā)熱來(lái)加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。

總的來(lái)看，目前的RH精煉過(guò)程中或者是投Al、Si燃燒放熱，或者是利用脫碳產(chǎn)生CO以及噴入煤氣的燃燒放熱的化學(xué)氧化方法來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。不足之處就是在提溫過(guò)程中，增加了鋼液中夾雜物含量，需要增加一次輕處理操作，通常是對(duì)于處理超低碳鋼升溫優(yōu)勢(shì)明顯，但對(duì)于中高碳鋼的提溫處理就可能引起[C]成分波動(dòng),不利于成分控制。

RH真空精煉工藝中對(duì)溫度的補(bǔ)償控制非常重要，因?yàn)樵诔檎婵彰摎夂兔撎嫉倪^(guò)程中，吹入的氬氣會(huì)將大部分熱量帶走，與此同時(shí)鋼水在真空室和鋼包內(nèi)不斷循環(huán)也加速了熱量的損失，另外浸漬管和真空室的烘烤不佳也會(huì)加劇溫度的損失。各種因素疊加就會(huì)造成過(guò)程溫 降非常大，使鋼水溫度降低，不僅會(huì)導(dǎo)致真空室粘鋼影響其它爐次鋼水成分控制，同時(shí)也影響本爐次的澆鑄溫度控制，鋼水澆鑄溫度過(guò)低不利于夾雜物上浮，使鋼液潔凈度的提高難度加大，甚至有可能引起水口凍結(jié)，迫使?jié)茶T中斷的生產(chǎn)事故。為此，現(xiàn)有的RH精煉設(shè)備都配有投鋁吹氧燃燒放熱或者是噴入煤氣以及二次燃燒放熱的溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。從目前潔凈鋼的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，不斷提高鋼液潔凈度和成分精準(zhǔn)控制是將來(lái)必然發(fā)展趨勢(shì)。但是目前現(xiàn)有的RH精煉工藝在對(duì)鋼液溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)幕瘜W(xué)方法中，對(duì)鋼液潔凈度的提高和成分精準(zhǔn)控制都有一定不利影響。

為此，本發(fā)明提出了一種基于電磁感應(yīng)加熱原理的物理方法來(lái)實(shí)現(xiàn)RH提溫的方法，進(jìn)而改善化學(xué)方法中提溫的不足，從而達(dá)到精煉提溫效果，消除提溫過(guò)程中引起的成分波動(dòng)及帶來(lái)的夾雜物，為鋼液潔凈度的提高創(chuàng)造條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述問(wèn)題和不足而提供一種RH精煉過(guò)程溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，徹底消除目前工藝過(guò)程中提溫引起的成分波動(dòng)及帶來(lái)的夾雜物，為鋼液潔凈度的提高創(chuàng)造條件。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

通過(guò)在RH浸漬管的上升管和下降管外圍布置的電磁感應(yīng)加熱裝置對(duì)內(nèi)部鋼液進(jìn)行感應(yīng)加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼液的溫度補(bǔ)償。

一種RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置設(shè)置在RH上升管或下降管的上升管和下降管的外圍，電磁感應(yīng)加熱裝置包括加熱線圈、電源、水冷電纜，電源通過(guò)水冷電纜連接加熱線圈，所述加熱線圈為矩形銅管，銅管的橫截面空心矩形為30mm×20mm，矩形銅管壁厚在3mm～5mm；銅含量大于99.95％，所述加熱線圈高度L為300mm～600mm，匝數(shù)為10匝～20匝，線圈內(nèi)徑D1與上升管或下降管 的內(nèi)徑D2的比值為1.25～1.5，加熱線圈內(nèi)部通冷卻水；在加熱線圈內(nèi)側(cè)貼近上升管或下降管一側(cè)設(shè)置25mm～50mm厚低導(dǎo)熱系數(shù)高抗熱震性隔熱層，為所述加熱線圈匝間的縫隙用鎂質(zhì)搗打料填實(shí)。

所述低導(dǎo)熱系數(shù)高抗熱震性隔熱層為蛭石材質(zhì)隔熱層。

一種RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置的使用方法，

步驟一：將電磁加熱線圈安裝在上升管和下降管的外圍，所述加熱線圈頂部距離真空室底部外殼的距離H為90-110mm，加熱線圈安裝時(shí)使上升管和下降管通道內(nèi)的鋼液處于加熱線圈的中心位置，并將電源與水冷電纜接好；

步驟二：在真空室及上升管或下降管烘烤過(guò)程中，打開(kāi)加熱線圈冷卻閥門，使線圈處于冷卻狀態(tài)，并將冷卻水的流速調(diào)至1m/s～3m/s；

步驟三：待真空室及上升管、下降管烘烤溫度達(dá)到要求后，將上升管與下降管插入到鋼包的鋼液內(nèi)進(jìn)行精煉處理，先將冷卻水的流速調(diào)至2m/s～4m/s范圍，然后開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)對(duì)上升管與下降管內(nèi)的鋼液進(jìn)行感應(yīng)加熱，之后將冷卻水的流速調(diào)至4m/s～6m/s，加熱線圈冷卻水的進(jìn)水溫度30℃～35℃，電源功率可根據(jù)進(jìn)站鋼水的溫度和上機(jī)的溫度要求進(jìn)行調(diào)整，電源的功率取值范圍在50kW～100kW；加熱線圈電源頻率按進(jìn)行計(jì)算，式中ρ為鋼液的電阻率，f為1000Hz～2000Hz；

步驟四：RH精煉處理完后，

如果下一罐待處理鋼包已到位，將線圈加熱電源關(guān)閉，禁止關(guān)閉冷卻水，冷卻水的流速保持在4m/s～6m/s范圍，重新進(jìn)入步驟三的操作；

如果是處理澆次的最后一罐鋼，待處理完畢后，先將電源關(guān)閉60～100分鐘，之后將冷卻水調(diào)至1m/s～3m/s范圍，100分鐘后將冷卻水調(diào)至0.5m/s～1m/s范圍，待上升管與下降管的溫度降到室溫后，可將冷卻水的閥門關(guān)閉；

如果進(jìn)行下一澆次的RH精煉處理時(shí)，按步驟二進(jìn)行相應(yīng)的工藝操作。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)可以降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度5℃～10℃，為轉(zhuǎn)爐爐齡的提高和綜合成本的降低創(chuàng)造條件。

(2)能夠進(jìn)一步提高鋼液的潔凈度，由于溫度補(bǔ)償采用的是電磁感應(yīng)加熱的物理方法較加鋁氧化的化學(xué)方法能夠使鋼液更加潔凈。

(3)在溫度補(bǔ)償時(shí)，不涉及利用鋼液成分的氧化放熱，能夠精準(zhǔn)控制鋼液成分，防止成分波動(dòng)。

(4)電磁感應(yīng)加熱的溫度補(bǔ)償方法，可以從RH處理開(kāi)始到結(jié)束一直進(jìn)行，較加鋁氧化的化學(xué)方法可以免去鋼液輕處理時(shí)間，可以縮短RH處理時(shí)間，使整個(gè)生產(chǎn)節(jié)奏更加緊湊。

(5)由于電磁感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償過(guò)程中控制方便靈活，能夠?yàn)樯蠙C(jī)的鋼水提供最佳的溫度，有利于鑄坯質(zhì)量的提高。

附圖說(shuō)明

圖1為RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置工作示意圖。

圖2中本發(fā)明加熱線圈結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1-真空室、2-下降管、3-加熱線圈、4-上升管、5-水冷電纜、6-電源、7-匝間填料、8-矩形銅管、9-隔熱層、10-被加熱的鋼液、11-浸漬管內(nèi)襯。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

如圖所示，一種RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置，RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置設(shè)置在RH上升管4和下降管2的外圍，電磁感應(yīng)加熱裝置包括加熱線圈3、電源6、水冷電纜5，電源6通過(guò)水冷電纜5連接加熱線圈3，所述加熱線圈3為中空的矩形銅管8，銅管的橫截面空心矩形為30mm×20mm，矩形銅管8壁厚在3.5mm；銅含量大于99.95％，所述加熱線圈3高度L為350mm，匝數(shù)為12匝，加熱線圈3內(nèi)徑D1與上升管4或下降管2的內(nèi)徑D2的比值為1.26，加熱線圈3內(nèi)部通冷卻水；在加熱線圈3內(nèi)側(cè)貼近上升管4或下降管2一側(cè)設(shè)置30mm厚低導(dǎo)熱系數(shù)高抗熱震性隔熱層，為所述加熱線圈3匝間的縫隙用鎂質(zhì)搗打料填實(shí)。

所述低導(dǎo)熱系數(shù)高抗熱震性隔熱層為蛭石材質(zhì)隔熱層。

一種RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置的使用方法，

步驟一：將電磁加熱線圈3安裝在上升管4和下降管2的外圍，所述加熱線圈3頂部距離真空室1底部外殼的距離H為95mm，加熱線圈3安裝時(shí)使上升管4和下降管2通道內(nèi)的鋼液處于加熱線圈3的中心位置，并將電源6與水冷電纜5接好；

步驟二：在真空室1及上升管4、下降管2烘烤過(guò)程中，打開(kāi)加熱線圈3冷卻閥門，使加熱線圈3處于冷卻狀態(tài)，并將冷卻水的流速調(diào)至1.5m/s；

步驟三：待真空室1及上升管4與下降管2烘烤溫度達(dá)到要求后，將上升管4與下降管2插入到鋼包的鋼液10內(nèi)進(jìn)行精煉處理。在進(jìn)站鋼液溫度低于RH處理溫度下限5℃時(shí)，先將冷卻水的流速調(diào)至3.2m/s范圍，然后開(kāi)啟電源6開(kāi)關(guān)對(duì)上升管4與下降管2內(nèi)的鋼液10進(jìn)行感應(yīng)加熱，同時(shí)將功率調(diào)整到60kW進(jìn)行感應(yīng)加熱，5分鐘之后進(jìn)行測(cè)溫，若溫度以滿足RH的要求后，將功率調(diào)整到50kW,冷卻水流速調(diào)整到4.1m/s進(jìn)行保溫處理；若溫度還沒(méi)有達(dá)到RH的要求，可將功率調(diào)整到70kW冷卻水流速調(diào)整到4.8m/s進(jìn)行加熱，直到滿足RH處理溫度后，將功率調(diào)整到55kW冷卻水流速調(diào)整到4.1m/s進(jìn)行過(guò)程保溫處理，此過(guò)程要求加熱線圈3冷卻水的進(jìn)水溫度33℃，加熱線圈電源頻率按進(jìn)行計(jì)算，式中ρ為鋼液的電阻率，f可取1000Hz直到RH處理結(jié)束后，關(guān)閉電源；

步驟四：RH精煉處理完后，如果下一罐待處理鋼包已到位，將加熱線圈3加熱電源關(guān)閉，禁止關(guān)閉冷卻水，冷卻水的流速保持在4.5m/s范圍，重新進(jìn)入步驟三的操作；如果是處理澆次的最后一罐鋼，待處理完畢后，先將電源6關(guān)閉70分鐘，之后將冷卻水調(diào)至1.5m/s，100分鐘后將冷卻水調(diào)至0.5m/s，待上升管4與下降管2的溫度降到室溫后，可將冷卻水的閥門關(guān)閉；如果進(jìn)行下一澆次的RH精煉處理時(shí)，按步驟二進(jìn)行相應(yīng)的工藝操作。

通過(guò)此方法進(jìn)行溫度補(bǔ)償，可以將技術(shù)要求在1650℃的轉(zhuǎn)爐出鋼溫度降低到1645℃出鋼，能夠降低5℃出鋼溫度，利于爐齡的提高，且能夠縮短2分鐘的RH處理時(shí)間，提高了精煉效率。

實(shí)施例2：

如圖所示，一種RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置，RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置設(shè)置在RH上升管4和下降管2的外圍，電磁感應(yīng)加熱裝置包括加熱線圈3、電源6、水冷電纜5，電源6通過(guò)水冷電纜5連接加熱線圈3，所述加熱線圈3為中空的矩形銅管8，銅管的橫截面空心矩形為30mm×20mm，矩形銅管8壁厚在4.5mm；銅含量大于99.95％，所述加熱線圈3高度L為580mm，匝數(shù)為15匝，加熱線圈3內(nèi)徑D1與上升管4或下降管2的內(nèi)徑D2的比值為1.4，加熱線圈3內(nèi)部通冷卻水；在加熱線圈3內(nèi)側(cè)貼近上升管4或下降管2一側(cè)設(shè)置40mm厚低導(dǎo)熱系數(shù)高抗熱震性隔熱層，為所述加熱線圈3匝間的縫隙用鎂質(zhì)搗打料填實(shí)。

所述低導(dǎo)熱系數(shù)高抗熱震性隔熱層為蛭石材質(zhì)隔熱層。

一種RH精煉感應(yīng)加熱溫度補(bǔ)償裝置的使用方法，

步驟一：將電磁加熱線圈3安裝在上升管4和下降管2的外圍，所述加熱線圈3頂部距離真空室1底部外殼的距離H為105mm，加熱線圈3安裝時(shí)使上升管4或下降管2通道內(nèi)的鋼液處于加熱線圈3的中心位置，并將電源6與水冷電纜5接好；

步驟二：在真空室1及上升管4、下降管2烘烤過(guò)程中，打開(kāi)加熱線圈3冷卻閥門，使加熱線圈3處于冷卻狀態(tài)，并將冷卻水的流速調(diào)至1.8m/s；

步驟三：待真空室1及上升管4與下降管2烘烤溫度達(dá)到要求后，將上升管4與下降管2插入到鋼包的鋼液10內(nèi)進(jìn)行精煉處理。在進(jìn)站鋼液溫度低于RH處理溫度下限5℃時(shí)，先將冷卻水的流速調(diào)至3.5m/s范圍，然后開(kāi)啟電源6開(kāi)關(guān)對(duì)上升管4與下降管2內(nèi)的鋼液10進(jìn)行感應(yīng)加熱，同時(shí)將功率調(diào)整到75kW進(jìn)行感應(yīng)加熱，8分鐘之后進(jìn)行測(cè)溫，若溫度以滿足RH的要求后，將功率調(diào)整到50kW,冷卻水流速調(diào)整到4m/s進(jìn)行保溫處理；若溫度還沒(méi)有達(dá)到RH的要求，可將功率調(diào)整到80kW冷卻水流速調(diào)整到5.5m/s進(jìn)行加熱，直到滿足RH處理溫度后，將功率調(diào)整到55kW冷卻水流速調(diào)整到4.5m/s進(jìn)行過(guò)程保溫處理，此過(guò)程要求加熱線圈3冷卻水的進(jìn)水溫度30℃，加熱線圈電源頻率按進(jìn)行計(jì)算，式中ρ為鋼液的電阻率，f可取1200Hz直到RH處理結(jié)束后，關(guān)閉電源；

步驟四：RH精煉處理完后，

如果下一罐待處理鋼包已到位，將加熱線圈3加熱電源關(guān)閉，禁止關(guān)閉冷卻水，冷卻水的流速保持在4.6m/s范圍，重新進(jìn)入步驟三的操作；如果是處理澆次的最后一罐鋼，待處理完畢后，先將電源6關(guān)閉80分鐘，之后將冷卻水調(diào)至1.6m/s，100分鐘后將冷卻水調(diào)至0.8m/s，待上升管4與下降管2的溫度降到 室溫后，可將冷卻水的閥門關(guān)閉；如果進(jìn)行下一澆次的RH精煉處理時(shí)，按步驟二進(jìn)行相應(yīng)的工藝操作。

通過(guò)此方法進(jìn)行溫度補(bǔ)償，可以將技術(shù)要求在1660℃的轉(zhuǎn)爐出鋼溫度降低到1650℃出鋼，降低10℃的轉(zhuǎn)爐出鋼溫度利于爐齡的提高及合金的收得率的提高，并能縮短5分鐘的RH處理時(shí)間，提高了精煉效率。