一种用VD装置生产超低碳钢的方法制造方法及图纸

一种用VD装置生产超低碳钢的方法，属于钢水精炼技术领域。在VD装置的钢水精炼处理过程中，采用二氧化碳作为VD装置钢包底吹的底吹气体，通过高真空状态下CO2与钢水中的C元素反应进行强制性脱碳，将钢水强制脱碳和自然脱碳相结合，加速VD装置的脱碳速率，达到钢水深脱碳的冶金效果。钢包底吹系统配置两种气体，一种是二氧化碳，另一种是氩气，两者相互切换使用，在处理周期真空状态下采用二氧化碳，在处理周期非真空状态下采用氩气。有益效果是:将钢水强制脱碳和自然脱碳相结合，实现VD装置超低碳钢的生产；可促进钢中夹杂物去除及提高脱硫率，实现VD装置高纯净钢的生产；CO2底吹区域钢水温度降低，有利于保护底吹砖，减小底吹砖的侵蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种用VD装置生产超低碳钢的方法
本专利技术属于钢水精炼
，特别是涉及一种用VD装置生产超低碳钢的方法。
技术介绍
VD(VacuumDegasser)装置是一种应用广泛的钢水真空精炼设备，具有良好的脱氢、脱氧、脱碳、脱氮和脱硫等功能，在高质量钢生产中发挥着重要作用。国内VD装置多被用作钢水的脱氢、脱氮等目的，国外部分钢厂已有采用VD装置生产极低碳或超低碳钢的报道，并达到很好的处理效果。根据真空脱碳理论，一般认为VD脱碳过程存在三个脱碳机制：氩气泡表面脱碳、钢液内部CO气泡脱碳、钢液自由表面脱碳，其中钢液内部CO气泡脱碳是最主要方面，它与钢液中碳、氧的过饱和度相关。现有技术VD装置的脱碳是高真空状态下的自然脱碳，如何强化和改善脱碳条件达到VD深脱碳的目的是VD装置生产超低碳钢面临的工艺技术问题，目前国内此项工艺技术仍处于开发之中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用VD装置生产超低碳钢的方法，解决现有技术VD装置难以生产超低碳钢的技术局限，拓展VD装置精炼功能和生产钢种，同时也减少用VD装置生产超低碳钢的生产成本。本专利技术在VD装置的钢水精炼处理过程中，采用二氧化碳作为VD装置钢包底吹的底吹气体，通过高真空状态下CO2与钢水中的C元素反应进行强制性脱碳，将钢水强制脱碳和自然脱碳相结合，加速VD装置的脱碳速率，达到钢水深脱碳的冶金效果。具体工艺步骤及控制的技术参数如下：1)转炉出钢将C含量控制在0.04-0.06％之间,出钢后将钢包吊运放入VD装置真空罐中，人工将真空罐内的钢包底吹软管与钢包上的底吹管相接，打开底吹控制阀，开始钢包底吹氩气，底吹流量控制在3-4L/t·min。2)盖上真空罐盖，打开抽真空系统的真空阀，开始抽真空进行钢水精炼处理，同时钢包底吹气体自动由氩气切换为CO2气体，真空精炼真空度为66.7Pa，在此状态下进行钢水的自然脱碳和强制脱碳，同时进行钢水的脱氢、脱氧、脱硫、去夹杂等；真空精炼时CO2气体流量采用先低后高的底吹供气制度，精炼前期底吹气体流量控制在3-4L/t·min，保持10-15min，精炼后期底吹流量自动调节到5-6L/t·min，再精炼处理15-20min。3)钢水真空处理完毕，碳含量达到0.005％以下，即关闭抽真空系统的真空阀，同时钢包底吹气体自动由CO2气切换为氩气，底吹气体流量控制在3-4L/t·min。待破真空后，打开真空罐盖，进行喂丝操作；之后，停止钢包底吹，拆开钢包上的连接软管，即可将处理好的钢水吊运到连铸机进行浇注。本专利技术自然脱碳和强制脱碳的化学反应为：[O]+[C]＝CO(g)(g表示气体)CO2(g)+[C]＝2CO(g)进一步地，本专利技术VD装置钢包底吹的底吹气体CO2具有双重作用：一方面，部分CO2作为底吹气体，搅拌钢水，促进自然脱碳；另一方面，部分CO2作为弱氧化剂，与钢水中的C元素反应生成CO，进行强制脱碳，同时，生成的CO也起到搅拌钢水，促进自然脱碳的作用，由此实现VD装置超低碳钢的生产。进一步地，本专利技术的钢包底吹气体CO2采用食品级高纯度CO2，含量≥99.9％，避免吹入的CO2不够纯净带入杂质而影响钢水质量。进一步地，本专利技术钢包底吹系统配置两种气体，一种是二氧化碳，另一种是氩气，两者相互切换使用，在处理周期真空状态下采用二氧化碳，在处理周期非真空状态下采用氩气，二氧化碳和氩气间的切换由PLC系统自动控制完成。本专利技术提供的技术方案，具有如下技术效果：1、在VD装置的钢水精炼处理过程中，采用二氧化碳作为VD装置钢包底吹的底吹气体，通过高真空状态下CO2与钢水中的C元素反应进行强制性脱碳，将钢水强制脱碳和自然脱碳相结合，加速VD装置的脱碳速率，达到钢水深脱碳的冶金效果，实现VD装置超低碳钢的生产；2、可提高VD装置底吹搅拌能力,每吹入一个分子的CO2与钢水中的C元素反应生成2个分子的CO，底吹搅拌能力比采用氩气提高1倍，可促进钢中夹杂物去除及提高脱硫率，实现VD装置高纯净钢的生产；3、CO2与钢水中的C元素的反应是吸热反应，CO2底吹区域钢水温度降低，有利于保护底吹砖，减小底吹砖的侵蚀；4、钢铁厂生产产生大量含CO2废气，采用已在化工和电力行业应用的变压吸附分离技术从含CO2的混合废气中制备食品级CO2，即可促进炼钢技术进步，又可直接促进CO2减排。另外，用CO2代替部分Ar，可节省VD装置精炼处理成本。具体实施方式为了更好地理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行说明。100tVD装置底吹系统配置氩气和二氧化碳两种气体，相互切换使用，在钢水进行真空处理时使用CO2进行高真空度下的自然脱碳和强制脱碳，改善和提高真空状态下钢水脱碳热力学和动力学条件，达到钢水深脱碳的目的。二氧化碳从炼钢厂石灰窑废气中提取制备，纯度≥99.9％，气源接点压力1.6MPa。本专利技术实施例的工作步骤如下：1)转炉出钢将C含量控制在约0.05％,出钢后将钢包吊运放入VD装置真空罐中，人工将真空罐内的钢包底吹软管与钢包上的底吹管相接，打开底吹控制阀，开始钢包底吹氩气，底吹流量控制在4L/t·min。2)盖上真空罐盖，打开抽真空系统的真空阀，开始抽真空进行钢水精炼处理，同时钢包底吹气体自动由氩气切换为CO2气体，真空精炼真空度为66.7Pa，在此状态下进行钢水的自然脱碳和强制脱碳，同时进行钢水的脱氢、脱氧、脱硫、去夹杂等；真空精炼时CO2气体流量采用先低后高的底吹供气制度，精炼前期底吹气体流量控制在4L/t·min，保持15min，精炼后期底吹流量自动调节到6L/t·min，再精炼处理15min。3)钢水真空处理完毕，碳含量达到0.005％以下，即关闭抽真空系统的真空阀，同时钢包底吹气体自动由CO2气切换为氩气，底吹气体流量控制在4L/t·min。待破真空后，打开真空罐盖，进行喂丝操作；之后，停止钢包底吹，拆开钢包上的连接软管，即可将处理好的钢水吊运到连铸机进行浇注。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用VD装置生产超低碳钢的方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数如下：1)转炉出钢将C含量控制在0.04‑0.06％之间,出钢后将钢包吊运放入VD装置真空罐中，人工将真空罐内的钢包底吹软管与钢包上的底吹管相接，打开底吹控制阀，开始钢包底吹氩气，底吹流量控制在3‑4L/t·min；2)盖上真空罐盖，打开抽真空系统的真空阀，开始抽真空进行钢水精炼处理，同时钢包底吹气体自动由氩气切换为CO2气体，真空精炼真空度为66.7Pa，在此状态下进行钢水的自然脱碳和强制脱碳，同时进行钢水的脱氢、脱氧、脱硫、去夹杂；真空精炼时CO2气体流量采用先低后高的底吹供气制度，精炼前期底吹气体流量控制在3‑4L/t·min，保持10‑15min，精炼后期底吹流量自动调节到5‑6L/t·min，再精炼处理15‑20min；3)钢水真空处理完毕，碳含量达到0.005％以下，即关闭抽真空系统的真空阀，同时钢包底吹气体自动由CO2气切换为氩气，底吹气体流量控制在3‑4L/t·min；待破真空后，打开真空罐盖，进行喂丝操作；之后，停止钢包底吹，拆开钢包上的连接软管，将处理好的钢水吊运到连铸机进行浇注。

【技术特征摘要】
1.一种用VD装置生产超低碳钢的方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数如下：1)转炉出钢将C含量控制在0.04-0.06％之间,出钢后将钢包吊运放入VD装置真空罐中，人工将真空罐内的钢包底吹软管与钢包上的底吹管相接，打开底吹控制阀，开始钢包底吹氩气，底吹流量控制在3-4L/t·min；2)盖上真空罐盖，打开抽真空系统的真空阀，开始抽真空进行钢水精炼处理，同时钢包底吹气体自动由氩气切换为CO2气体，真空精炼真空度为66.7Pa，在此状态下进行钢水的自然脱碳和强制脱碳，同时进行钢水的脱氢、脱氧、脱硫、去夹杂；真空精炼时CO2气体流量采用先低后高的底吹供气制度，精炼前期底吹气体流量控制在3-4L/t·min，保持10-15min，精炼后期底吹流量自动调节到5-6L/t·min，再精炼处理15-20mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨楚荣，周红霞，张德国，
申请(专利权)人：北京首钢国际工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11