钢熔体的深脱碳方法技术

本发明专利技术涉及一种在ＲＨ装置中用于使熔化钢脱碳的方法，其特征在于从由于依据在钢熔池中溶解的和在体系中存在的氧的自然脱碳在真空槽（２）中所放出的ＣＯ的增加开始，吹入按熔体中的起始碳含量和起始氧含量计算的需氧量，其中为开始吹氧过程按起始碳含量确定起动压力。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在RH装置中用于使熔化钢脱碳的方法，该方法中钢以循环方式从一个容器流入设定为真空的真空槽并再返回到该容器，并借助于与位于该真空槽中的钢熔池表面有一定距离的吹管将氧或含氧气体吹到钢熔池上。这种RH装置示于附图的附图说明图1中，它由容器1构成，容器1上设置有用于脱碳工艺的真空槽2，该槽以两个伸出其底部的浸没管8浸入位于容器中的钢中。真空槽2的接管3与未示出的真空泵相连接，依据这种在真空槽2中所设定的真空建立该钢从容器1到真空槽2并再由其返回该客器1的循环。该循环可通过经注入设备4向浸没管8之一中引入惰性气体如氩来增强。经在真空槽2中以可操作方式安装的吹管5将氧射束6吹到位于真空槽2中的钢熔池表面7上。由于各种不同原因在该RH工艺范围内进行吹氧是适宜的。第一个原因是在容器中存在的熔体装料中溶解的氧含量不足以导致以自然的方式所需的脱碳；下面所述的专利技术就是依据这一事实。另一原因可能是该装料的温度太低，以致通过含氧装料的“过度降碳”会吸收比用于所需脱碳更多的氧，其中该附加吸收的氧通常经铝结合，这导致温度升高，或在有足够氧用于自然脱碳的情况下通过吹氧来加速脱碳。该通常的吹氧过程是这样设定的，即在预定的固定设定的真空压力下，在熔池表面上吹未准确定量的氧，直至装料的所需脱碳度为至。这时吹氧过程通常以过量氧进行。一种开头所述类的方法例如描述于EP 0347884中；在该已知方法中主要采用向RH装置的真空槽中吹氧，以通过下列方法尽可能减少在真空槽中的脱碳过的钢的热损失，即脱碳所放出的CO经紧接脱碳阶段的按前述方式引入的剩余氧后燃烧，使由此所得的热可用于该过程。特别是用于后燃烧的氧或含氧气体的吹入是通过废气量的边界条件(CO+CO2)≥5％从及CO2/(CO+CO2)≥30％来定义。就这点而言在已知方法范围内所用的吹氧与该冶金过程和要求是不一致的。因经脱碳的钢熔体的低的最终碳含量在现今冶金要求中处于重要地位，其在脱碳结束时的碳含量通常为10-15ppm，所以本专利技术的目的在于提供一种用于熔化钢脱碳的方法，用该方法可达钢中的低的最终碳含量，且用该方法可将吹入氧的需要量调得较小。由说明书所附的权利要求的内容得出实现本专利技术目的的技术方案，包括其有利的实施方案及扩展方案。本专利技术详细指出，从由于在钢熔池中溶解并在体系中存在的氧而导致的自然脱碳而在真空槽中所放出的CO的增加开始，吹入基于待脱碳的装料中的起始碳含量对起始氧含量的比而按下式ODec=a·(CiniOini)2+b·(CiniOini)+c]]>计算的为脱碳所需的氧配量而按下式QO2=·GChρO2]]>计算的氧量，其中为开始吹氧过程，基于钢熔体的起始碳含量Cini按下式Pstart＝a·Cini2+b·Cini+c确定在真空槽中设定的起动压力Pstart，其中QO2待吹入的氧量(Nm3)ODec脱碳所需的氧含量(ppm)OEnd Dec脱碳过程终点时在装料中存在的氧含量(ppm)Cini钢熔体中的起始碳含量(ppm)Oini钢熔体中的起始氧含量(ppm)GCh装料重量(Kg)ρO2氧密度系数＝1.428Kg/Nm3本专利技术考虑的是，基于自然脱碳应尽可能早地将氧引入到钢熔体中，以在钢熔体中还呈高碳含量时就通过提供足够的氧与钢熔体中溶解的碳反应生成CO，并从熔体中以气态放出，由此提高吹氧的效率。本专利技术利用配料，即在考虑到供氧源如铁水包渣或在真空槽中粘附的钢结瘤情况下为装料脱碳所需的每单位重量装料的氧按特定装置可归于作为待吹入氧量的计算基础的已知量的熔体的起始碳含量与熔体的起始氧含量之比，由此可在考虑待脱碳装料的量(GCh)以及在吹氧过程结束时装料中的待设定的最终氧含量(OEnd Dec)情况下推算出所需的氧量，并将其吹入。在通常过程情况下装料中最终氧含量一般为200-400ppm，平均为300ppm。最终氧含量小于200ppm时，该脱碳过程无必要地延长，因为可用的氧太少不能进行有效的继续脱碳。如果最终氧含量高于400ppm时，需大大增加脱氧剂特别是铝以结合熔体中的氧，因为必需结合脱碳终点时还存在于熔体中的氧。在太高的最终氧含量下所需要的脱氧剂会导致在熔体浇铸时起干扰作用的质量问题。但按照本专利技术不仅要推算待吹氧的所需量，同时还要按与熔体中的起始碳含量相关而规定的起动压力来确定吹氧过程的开始，以使该吹入的氧量达到所说的后燃烧，并只要使借助于吹氧的脱碳过程在氧过量下出现的后燃烧开始前结束。详细而言，为实施本专利技术方法其第一步是对要脱碳熔体的每次装料要按该熔体中的起始碳含量和起始氧含量计算待吹入的氧量。该为装料脱碳待吹入的氧量还与特定于装置的情况有关，因为为脱碳所需的氧量已部分包括取决于过程的氧源如在真空槽中粘附的钢结瘤或存在铁水包渣。因为通常的RH装置按其生产批量是处理具有基本相同组成的熔体，所以在运行RH装置过程中不会产生明显的偏差，所以可通过测试系列来推知该装置特定的情况包括测量数据的获取，并由基于此的近似运算加以确定。在测试系列中通过吹氧使具有待获知其起始碳含量Cini和起始氧含量Oini的装料脱碳，其中就在脱碳过程终点前取样分析熔体的氧含量，并确定至此时为止实际吹入的氧量。为比较各个装料样品，以所需的最终氧含量例如300ppm作为参比值，根据所取样品中测定的实际氧含量与对比值(300ppm)的偏差将通过测量所得的实际吹入的氧量向上或向下换算或校正成与以对比量为依据的最终氧含量相关的吹入量Qist(Nm3)。将该上述结果画于坐标系中，其中横轴为比值Cini/Oini，纵轴为实际吹入的、需要时是通过校正换算的相关氧量Qist。至少要作10次实验以达所需准确度。通过所得测量点在坐标系上画的曲线可由下列多项式表示y＝ax2+bx+c在上述情况下，由于在坐标系中所用参数，其y＝Odec(ppm)，x＝Cini/Oini。多项式系数a、b、c表示在真空下进行的脱碳过程中推算实际氧需求量时以多大范围考虑了经与装置或过程有关的氧源得到的附加氧。图3中示出为推算适于RH装置的有关多项式的相应实施例，其中在所基于的RH装置上对8次实验装料实施了脱碳过程。在图3给出的测量结果的图示导出通过参比点曲线所描述该结果的多项式y＝-35.064x2+294x-230.37其中系数各以单位(ppm)给出，以便得出对该装置的需氧量ODecODec=-35.046(CiniOini)2+294(CiniOini)-230.37]]>如应用到具有起始碳含量Cini＝400ppm、起始氧含量Oini＝307ppm和待设定的最终氧含量OEnd Dec＝300ppm的300吨熔体装料的实施例，在比例Cini/Oini＝1.30情况下得到ODec＝-35.046·1.32+294·1.3-230.37ODec＝92.6ppm由此得到需氧量QO2QO2=(92.6ppm+300ppm)·300000kg1.428kg/Nm3]]>QO2=0.03926%·300000kg1.428kg/Nm3]]>Qo2=8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在ＲＨ装置中使熔化钢脱碳的方法，该方法中钢以循环方式从一个容器（１）流入设定为真空的真空槽（２）并再返回到该容器（１），并借助于与位于真空槽（２）中的钢熔池的表面（７）有一定距离的吹管（５）将氧或含氧气体吹到钢熔池上，该方法的特征在于，从由于在钢熔池中溶解并在体系中存在的氧导致的自然脱碳而在真空槽中所放出的ＣＯ的增加开始，吹入计算量的氧，该氧量按照基于待脱碳的装料中的起始碳含量对起始氧含量的比按下式Ｏ↓［Ｄｅｃ］＝ａ.（Ｃ↓［ｉｎｉ］／Ｏ↓［ｉｎｉ］）↑［２］ ＋ｂ.（Ｃ↓［ｉｎｉ］／Ｏ↓［ｉｎｉ］）＋ｃ计算的为脱碳所需的氧配量而按下式Ｑ↓［ｏ↓［２］］＝［Ｏ↓［Ｄｅｃ］＋Ｏ↓［ＥｎｄＤｅｃ］］.Ｇ↓［Ｃｈ］／ρ↓［ｏ↓［２］］计算得到，其中为开始吹氧过程，根据钢熔体的 起始碳含量Ｃ↓［ｉｎｉ］按下式：Ｐ↓［ｓｔａｒｔ］＝ａ.Ｃ↓［ｉｎｉ］↑［２］＋ｂ.Ｃ↓［ｉｎｉ］＋ｃ确定在真空槽中设定的起动压力Ｐ↓［ｓｔａｒｔ］，并且其中吹氧过程在达废气量的边界条件（ＣＯ＋ＣＯ↓［２］）＝５％以及ＣＯ↓ ［２］／ＣＯ＝３０％时结束，其中：Ｑ↓［ｏ↓［２］］待吹入的氧量（Ｎｍ↑［３］）Ｏ↓［Ｄｅｃ］脱碳所需的氧含量（ｐｐｍ）Ｏ↓［ＥｎｄＤｃｃ］脱碳过程终点时在装料中存在的氧含量（ｐｐｍ）Ｃ↓［ｉ ｎｉ］钢熔体中的起始碳含量（ｐｐｍ）Ｏ↓［ｉｎｉ］钢熔体中的起始氧含量（ｐｐｍ）Ｇ↓［Ｃｈ］装料重量（Ｋｇ）ρ↓［ｏ２］氧密度系数＝１．４２８Ｋｇ／Ｎｍ↑［３］。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E佩林，F斯托维诺特，C施拉德，
申请(专利权)人：维伊富克斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]