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      一種保持RH鋼包頂渣還原性的裝置及方法與流程

      文檔序號:11838960閱讀:500來源:國知局
      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,很難對爐渣進(jìn)行脫氧操作,爐渣氧含量高對鋼水中夾雜物、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)高級別鋼種時(shí),只能聯(lián)合兩種精煉爐對鋼水進(jìn)行精煉,這樣處理時(shí)間長,生產(chǎn)成本高。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      針對以上問題,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)行測溫定氧,測溫定氧完成后,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

      CO+MnO=Mn+CO2

      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

      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)行測溫定氧,測溫定氧完成后,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)行測溫定氧等前期操作,測溫定氧完成后,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)行測溫定氧等前期操作,測溫定氧完成后,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。

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