利用真空脱气和脱碳处理生产低碳钢水的方法技术

以一种用装有能将气体吹入钢水的喷枪和／或喷咀的真空处理设备及通过从所述的喷枪和／或喷咀吹气体的使钢水真空脱气和脱碳的处理方法生产低碳钢水的方法，其特征在于，从起始阶段就吹ＣＯ↓［２］气，由该ＣＯ↓［２］的分解产生的ＣＯ气使钢水循环和搅动进行真空脱气和脱碳处理，在钢水碳浓度一达到脱碳变慢的范围时立即将该ＣＯ↓［２］气换成Ａｒ气。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用真空脱气设备对钢水的脱气和脱碳处理，特别是涉及利用改善钢水的循环或搅拌气体的真空脱气和脱碳处理，在生产成本和高生产率方面有利的生产低碳钢水的方法。通过利用真空处理设备(如，RH、DH等)将钢水暴露于低压中的作为现有技术的使钢水脱气和脱碳的方法是已知的。这种方法是通过降低压力来促进反应的脱碳处理方法。该真空处理设备包括用于将Ar气吹入钢水以便使钢水循环或将其搅动，从而引起这种处理的喷枪和或喷咀，一个用于同时吹入氧化所需的氧用来使之冷却的Ar的双层喷咀，一支喷枪和/或喷咀，其用来将Ar吹入钢水，借助形成细小的气泡从而搅动钢水，及通过增加反应界面的面积来促进此处理。图8以举例的方式展示了RH真空处理设备的这些组件。在该图中，标号27表示Ar气喷枪，它用于使钢水在钢水包21和真空脱气罐29之间循环，标号28表示搅动钢水的Ar气喷咀，标号24表示使钢水在钢水包21和真空脱气罐29之间循环的Ar气喷咀，标号30表示一双层喷咀，它用于同时将脱碳所需的氧自内管吹入及将用于冷却此内管及内管周围的耐火材料的Ar气自外管吹入。因为从这些喷枪和/或喷咀吹入了Ar气，所以真空脱气和脱碳得以进行。然而，仍存有这样的问题，由于Ar极为昂贵，所以钢水的生产成本很高。可是日本专利未审申请(公开)No.56—44711公开了一种作为用双层套管通过同时喷吹在真空处理设备内使钢水脱碳所需的氧及使之冷却的Ar气来降低成本的方法的一种方法，该法通过利用单管来替代双层管于处理过程中吹入CO2。这是一种通过吸热反应使钢水脱碳的方法。然而据本专利技术的专利技术人的观察，发现，低于钢水的某一碳浓度时，即使往钢水中吹CO2，该脱碳反应也不进行，而且碳浓度低于50ppm的低碳钢生产不出来。还发现，当将脱氧气合金如Al或Si加入真空处理设备内的钢水中时，当连续将CO2吹入钢水中时，即使在加合金之后，氧浓度反而升高，从而必须加过量的合金以去除氧，而且形成的钢水的氧化物使钢水的清洁度恶化。从上述问题来看，本专利技术已经完成，而本专利技术的要点在以下各点1.在利用设有能将气体吹入钢水的喷枪和/或喷咀的真空处理设备及通过从此喷枪和/或喷咀喷吹气体对钢水真空脱气和脱碳的处理方法中，生产低碳钢水的方法的特征在于，自起始阶段喷吹CO2气体，以该CO2气体的分解而产生的CO气体使钢水循环并对之搅动而进行真空脱气和脱碳处理，然后在钢水的碳浓度达到脱碳变慢的范围时立即将CO2气体切换成Ar气体。2.在利用设有能将气体吹入钢水的喷枪和/或喷咀的真空处理设备及通过从此喷枪和/或喷吹Ar气对钢水真空脱气和脱碳的方法中，生产碳浓度不大于50ppm的低碳钢水的方法的特征在于，将来自该喷枪和/或喷咀的欲被喷吹的Ar气，在钢水碳浓度高于50ppm阶段的一段时间内切换成CO2气体，然后在钢水碳浓度不大于50ppm的阶段，仅吹Ar气来进行钢水的真空脱气和脱碳处理。3.在利用设有能将气体喷入钢水的喷枪和/或喷咀的真空处理设备及通过此喷枪和/或喷咀喷吹气体的对钢水真空脱气和脱碳处理的方法中，生产低碳钢水的方法的特征在于，自钢水的真空脱气和脱碳处理开始，通过从该喷枪和/或喷咀将CO2气体吹入钢水，然后在钢水碳浓度达到50ppm之前将CO2气体切换成Ar气体来进行钢水的真空脱气和脱碳处理。4.在利用设有能将气体喷入钢水的喷枪和/或喷咀的真空处理设备及通过此喷枪和/或喷咀喷吹气体的对钢水真空脱气和脱碳处理的方法中，生产低碳钢水的方法的特征在于，自钢水的真空脱气和脱碳开始，通过从该喷枪和/或喷咀将CO2气体吹入钢水，然后在该钢水和碳浓度在150—50ppm之间时将CO2气体切换成Ar气体来进行真空脱气和脱碳处理。5.在利用设有能将气体喷入钢水的喷枪和/或喷咀的真空处理设备及通过从此喷枪和/或喷咀喷吹Ar气的对钢水的真空脱气和脱碳处理的方法中，生产低碳钢水的方法的特征在于，自钢水真空脱气和脱碳处理开始至向此钢水加脱氧合金止，于某一段预定的时间内将欲从此喷枪和/或喷咀喷吹的Ar气切换成CO2气体，然后在加该脱氧合金后从此喷枪和/或喷咀将Ar气吹入钢水来进行此钢水的真空脱气和脱碳处理。6.在利用设有能将气体喷入钢水的喷枪和/或喷咀的真空处理设备及通过从此喷枪和/或喷咀喷吹气体的对钢水的真空脱气和脱碳处理的方法中，生产低碳钢水的方法的特征在于，通过自钢水的真空脱气和脱碳处理开始，直至向此钢水加脱氧剂止从该喷枪和/或喷咀喷吹CO2气体，而在加该脱氧剂之后，从该喷枪和/或喷咀将Ar气吹入此钢水来进行钢水的真空脱气和脱碳处理。附图说明图1是在使用一种真空脱气设备，以CO2气体作为使RH真空脱气容器内的钢水循环和搅动时的说明性的图。图2是展示钢水碳浓度和脱碳处理时间之间关系的曲线。图3是展示实施例1中的脱碳处理时间，真空度、氧浓度和碳浓度间关系的曲线。图4是展法实施例2中的脱碳时间、真空度、氧浓度和碳浓度间关系的曲线。图5是展示脱碳处理时间、真空度、氧浓度和碳浓度间关系的曲线。图6是展示脱碳处理时间、真空度、氧浓度和碳浓度间关系的曲线。图7是展法脱碳处理时间、添加合金、真空度、氧浓度和碳浓度间关系的曲线。图8是用现有技术的真空脱气设备真空脱气脱碳的说明性的图。在一种通过从装在真空处理设备中的，并可将一种气体吹入钢水中喷枪和/或喷咀将Ar气吹入钢水中而进行的钢水真空脱气和脱碳处理方法中，本专利技术所涉及的是一种经济的，然而没有任何麻烦的生产钢水的方法，该法是通过用一种经济的气体部分地代替昂贵的Ar气进行的。本专利技术的专利技术人通过各种实验检验了CO2气体和钢水脱碳速度间的关系，该类实验是将CO2气体用作RH真空脱气容器内循环和搅动钢水的气体时，用真空脱气设备进行的。如图1中所示，RH真空脱气容器9的浸入管3被浸于钢水包1内的钢水2中，而CO2气和Ar气体作为使钢水循环的气体从设在浸入管3下部的喷枪5的喷射咀4吹入。进而，Ar气作为搅动气体从搅动气体管8吹入钢水2，从而使钢水2在钢水包1内循环，结果搅动了钢水2并使之脱碳。图2展示了在这种情况下钢水2的碳浓度的时间变化(粗线)。结果发现，与钢的碳浓度为150ppm时吹Ar气的情况(1点的点划线)相比，当吹CO2气体时脱碳速度下降，而且通过CO2气体进一步持续脱碳处理时，脱碳速度继续下降，并且在碳浓度低于50ppm时停止脱碳。换言之，当用CO2气体时脱碳反应在钢水碳浓度在150—50ppm之间变慢。假设该反应速度下降是由于吹入的CO2气体的热分解，该反应表达为下式(1)和(2)(1)(2)换言之，吹入的CO2气体分解成C和O，而生成的(C)溶入钢水2，当钢水2的碳浓度为150—300(ppm)相当高时，溶入钢水的C的量相当小，所以它的影响几乎不存在，而且脱碳以与用Ar气体的情况下一样的方式迅速进行。当碳浓度达到50—150ppm时，其影响显出来，而且脱碳速度下降。当钢水2的碳浓度变为50ppm左右时，由于CO2气体产生的C溶入钢水2的量与脱碳量平衡，从而脱碳停止。因此，按本专利技术的第二技术特性规定，从脱气处理开始至钢水2的碳浓度达到50ppm内的一段时间，用CO2气体代替Ar气体喷吹时，可使脱碳经济地进行到所需的碳浓度而不招致脱碳停止。进而，如按本专利技术第三技术特性规定，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尾花保雄，远藤公一，森口诚，加来敏彦，矢仓重范，林文雄，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：