一种单嘴三孔真空精炼炉及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种单嘴三孔真空精炼炉及其使用方法，精炼炉包括单嘴三孔浸渍管、真空室和钢包。所述单嘴三孔浸渍管内部的挡墙将单嘴三孔浸渍管分隔形成两个面积相同的上升孔和一个下降孔，所述两上升孔的下部、钢包包底分别设有若干吹气口以及配套吹气管路及调节阀。所述真空室与单嘴三孔浸渍管上部相连并砌有室底挡墙。其使用方法为：在真空处理时单嘴三孔浸渍管插入钢包内钢水中，采用上升孔吹气和钢包底部吹气复合吹气模式驱动钢水循环和混合。本装置可增大钢水循环流量促进钢水真空下反应，促进钢水和底吹气充分接触促进钢水混合和反应，提高循环效率和浸渍管的寿命。

A single hole nozzle vacuum refining furnace and use method thereof

The invention relates to a single hole nozzle vacuum refining furnace and use method thereof, refining furnace comprises a vacuum chamber, three single nozzle and ladle snorkel. The single hole mouth immersion tube internal wall single snorkel mouth three separated to form two of the same size up holes and a drop hole, the lower, rise two hole ladle bottom are respectively provided with a plurality of air blowing opening and supporting gas blowing pipe and valve. The vacuum chamber with single nozzle hole pipe upper connected and lined with the bottom of the chamber wall. The method is: in a vacuum processing three single nozzle immersion in liquid steel in the ladle, ladle bottom blowing and blowing up the hole blowing composite model driven circulation and mixing of molten steel. The device can increase the circulating flow rate of molten steel, promote the reaction of molten steel under vacuum, promote the full contact between molten steel and bottom blowing, promote the mixing and reaction of molten steel, and improve the cycle efficiency and the life of impregnated tubes.

【技术实现步骤摘要】
一种单嘴三孔真空精炼炉及其使用方法
本专利技术涉及冶金行业中用于炼钢钢水炉外精炼领域的真空脱气装置，具体涉及一种单嘴三孔真空精炼炉及其使用方法。
技术介绍
在炉外精炼领域，钢水真空精炼设备主要有RH、、单嘴精炼炉、VD等装置。RH是指整体式或分体式的真空室，在处理钢液时，所有冶金反应都是在真空室内进行，RH的底部为两个相同大小的圆形浸渍管，分别为上升管和下降管，上部连接热弯管，热弯管与抽真空系统连接，各部分组合成为一套真空精炼装置。其工作原理是通过上升管吹气口吹入氩气，同时在抽真空的作用下，驱动钢包内的钢液通过上升管进入真空室内，然后钢液再由真空室通过下降管回到钢包内，完成一次钢液的循环。RH精炼的限制性环节在于钢液的循环流动和混合，无论钢液成分和温度均匀化，还是脱气、脱碳、脱硫等精炼反应的速度与效果，都与之有关，循环流量越大，钢水在钢包中的混匀时间越短，脱气脱碳时脱硫间越短。所以，循环流量是反映RH装置处理效率的指标之一。对于确定吨位和直径的钢包，提高RH循环流量的途径有：1)增大浸渍管上升管内径；2)增大提升气流量；3)增大上升管提升气吹气口处静压力；4)减少真空室内压力。由于钢液的精炼效率会受到循环流量的影响，循环流量越大越好。根据生产和实践证明，但现有采用RH法的真空循环脱气精炼装置的钢液循环流量却存在一个上限值，依然存在以下不足之处：1)提升气流量超过其在上升管内钢液中的饱和值时，循环流量不再增加，反而减小。2)浸渍管上升管和下降管均需插入钢包内，且二者直径相等，浸渍管直径受钢包直径限制。3)上升管提升气吹气口处静压力由于浸渍管插入深度限制有个上限值。4)RH真空室内的真空度已经达到100Pa以下，一般能达到50Pa，能够满足脱气要求，而继续降低真空度则需更换更大抽气能力的真空泵和要更多的能源，得不偿失。5)现有RH真空循环脱气精炼装置无法有效解决提升气流量过小或分布不均时钢包内死区的问题。针对以上问题，受DH和RH的启发，近些年来不断有公开的专利对其进行改进，将DH的单管和RH的上下流双管的方法结合的“单嘴精炼炉”。对于单嘴精炼炉来说，是将采用RH法的真空循环脱气精炼装置内上升管和下降管合并成一个单独的圆筒形或椭圆筒浸渍管。单嘴精炼炉是通过钢包底部透气砖吹入氩气。或如专利(申请号201510409388.5)所述在单管浸渍管一周同时设置多层的提升气吹气口吹入氩气驱动钢水，其中每层吹气口设置有控制阀门。或如专利(申请号201320187158.5)所述一侧带提升气吹气口且横截面为椭圆筒形的单嘴浸渍管可由其一侧提升气吹气口吹入的氩气。或如专利(申请号201210302397.0)所述钢包底吹透气砖加上近似圆形横截面的单嘴精炼炉浸渍管周向设置多层的提升气吹气口共同吹入氩气驱动，其中同层提升气吹气口2～6个为一组独立控制；通过氩气的上浮对钢液进行搅拌，同时驱动钢包内的钢液向上运动，并实现钢液在钢包、浸渍管及真空室之间的循环。单嘴精炼炉与采用RH法的真空循环脱气精炼装置相比，结构更加简单。带有钢包底吹时氩气气泡的做功行程更大，钢液的循环流量更大，钢液循环过程中的温降小，脱气率更高。但单嘴精炼炉浸渍管内上升钢液流场和下降钢液流场还会相互干扰，降低循环效率，同时钢液循环流量受钢包底部透气砖的透气状况制约，一旦底部透气砖透气性变差或堵塞就会导致钢液循环量大幅降低，甚至钢水无法进行循环流动。专利(申请号201420179382.4)所述一种带中间挡墙将单嘴浸渍管一分为二和钢包底吹驱动钢水的单嘴精炼炉。专利(申请号201220713193.1)所述一种中间带内部挡墙将单嘴浸渍管一分为二，同时浸渍管一侧带提升气吹气口驱动钢水的单嘴精炼炉，以上几种专利均不同程度对单嘴精炼炉有一定的改进，一定程度减少了上升钢液和下降钢液的干扰。单嘴浸渍管一侧或一周都带有提升气吹气口时能一定程度上有所缓解钢包底吹气流量过低时循环流动不畅的问题，但是无法根本解决钢水在真空室和浸渍管内上升钢液和下降钢液的干扰问题。现有提升气控制都是同层的多个出气口为一组的集中控制，一旦出现该组内某些出气口堵塞的情况，只能重新调节增大该组同层的其他出气口流量，无法做到在浸渍管轴向相邻的出气口间联动调节流量。其弊端在于当浸渍管其它提升气出气口轴向的上升钢水内所含的吹入的提升气达到饱和时再增加调节用的提升气流量将无不能够再增加该处的钢水循环流量以弥补堵塞出气口处的循环流量下降量，也就是说在某些出气口堵塞时这种出气口联动调节的设置模式不能够保持钢水总循环流量不下降。同时由于单嘴浸渍管中的中间内部挡墙设置位置和结构并不合理，上升管和下降管内的钢液流速基本相同，钢液流场也比较接近，上升钢液和下降钢液的之间的干扰还是比较大，循环效率还不够高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种单嘴三孔真空精炼炉及其使用方法，以解决现有技术存在的问题。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种单嘴三孔真空精炼炉，包括单嘴三孔浸渍管、真空室和钢包，所述单嘴三孔浸渍管为圆筒型或椭圆筒形，内部的挡墙为T形或者Y形结构，将单嘴三孔浸渍管分隔形成两个面积相同的上升孔和一个下降孔，两个上升孔的截面面积之和大于等于下降孔的截面面积，两上升孔的下部、钢包包底分别设有若干吹气口、配套吹气装置及调节阀，所述真空室与单嘴三孔浸渍管上部相连，并在单嘴三孔浸渍管内部挡墙上方对应砌有耐材作为真空室底挡墙，。进一步，设置在两上升孔的下部的吹气口为提升气出气口，所述提升气吹气口沿上升孔的轴向设置为1～2层，各层提升气吹气口位于上升孔各层的同一横截面上，每一层提升气吹气口至少包括2个吹气口，同一层相邻两吹气口之间的间隔距离为0.2m～0.4m。进一步，所述提升气吹气口上层与下层的提升气吹气口错落布置，上下层相邻每2～6个吹气口为一组与一个调节阀相连并可独立调节流量。进一步，所述真空室底挡墙高度为0.2m～0.8m。进一步，所述钢包底部吹气口有3个，2个吹气口分别处于两个上升孔在钢包底部投影的中心，1个吹气口处于下降孔在钢包底部投影的中心，每个吹气口与一个调节阀相连并可独立调节流量。一种单嘴三孔真空精炼炉的使用方法，在真空精炼期间，所述单嘴三孔浸渍管位于真空室的下端并在真空处理时插入钢包内钢水中，采用单嘴三孔浸渍管的上升孔吹气和钢包底部吹气复合吹气模式驱动钢水循环和混合。进一步，真空精炼期间浸渍管上升孔的吹气口和上升孔下方钢包包底的吹气口吹气同时或分别吹气体驱动钢水上升循环。进一步，所述上升孔每一组吹气口在保持设定该组总流量时该组每个吹气口的流量根据该组每个出气口堵塞程度不同自动分配流量。进一步，所述上升孔吹气口在保持设定总流量时根据某组吹气口小于预定该组总流量的流量自动分配到其它组。进一步，真空精炼期间下降孔下方的钢包包底的吹气口全程弱吹氩气搅拌钢水。本专利技术的有益效果在于：1)能够适用于50T及以上容量的小钢包和大钢包，在保持现有单嘴精炼炉的主体设备尺寸不变的条件下，增大了每个上升孔(管)的当量直径，可增大循环流量，同时相对于单上升孔(管)增加了一个上升孔驱动钢水循环，相对于单上升孔(管)可增加一倍的循环流量。2)在保持上升孔内的吹入气体饱和度不变的情况下可增加设置于上升孔处的提升气吹气口数量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单嘴三孔真空精炼炉，其特征在于：包括单嘴三孔浸渍管、真空室和钢包，所述单嘴三孔浸渍管为圆筒型或椭圆筒形，内部的挡墙为T形或者Y形结构，将单嘴三孔浸渍管分隔形成两个面积相同的上升孔和一个下降孔，两个上升孔的截面面积之和大于等于下降孔的截面面积，两上升孔的下部、钢包包底分别设有若干吹气口、配套吹气管路及调节阀，所述真空室与单嘴三孔浸渍管上部相连，并在单嘴三孔浸渍管内部挡墙上方对应砌有耐材作为真空室底挡墙。

【技术特征摘要】
1.一种单嘴三孔真空精炼炉，其特征在于：包括单嘴三孔浸渍管、真空室和钢包，所述单嘴三孔浸渍管为圆筒型或椭圆筒形，内部的挡墙为T形或者Y形结构，将单嘴三孔浸渍管分隔形成两个面积相同的上升孔和一个下降孔，两个上升孔的截面面积之和大于等于下降孔的截面面积，两上升孔的下部、钢包包底分别设有若干吹气口、配套吹气管路及调节阀，所述真空室与单嘴三孔浸渍管上部相连，并在单嘴三孔浸渍管内部挡墙上方对应砌有耐材作为真空室底挡墙。2.根据权利要求1所述的单嘴三孔真空精炼炉，其特征在于：设置在两上升孔的下部的吹气口为提升气出气口，所述提升气吹气口沿上升孔的轴向设置为1～2层，各层提升气吹气口位于上升孔各层的同一横截面上，每一层提升气吹气口至少包括2个吹气口，同一层相邻两吹气口之间的间隔距离为0.2m～0.4m。3.根据权利要求2所述的单嘴三孔真空精炼炉，其特征在于：所述提升气吹气口上层与下层的提升气吹气口错落布置，上下层相邻每2～6个吹气口为一组与一个调节阀相连并可独立调节流量。4.根据权利要求1所述的单嘴三孔真空精炼炉，其特征在于：所述真空室底挡墙高度为0.2m～0.8m。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小川，艾磊，杨芸，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50