一种提高RH精炼过程钢液循环流量的方法技术

一种提高RH精炼过程钢液循环流量的方法，属于钢水精炼技术领域。采用转炉/电炉‑精炼RH‑连铸工艺流程生产高品质纯净钢，在RH精炼过程中，通过利用现有钢包底吹氩气系统，在钢包底部吹入氩气，底部吹入的氩气泡随钢液流场运动，提升钢液进入RH浸渍管上升管，实现钢包底吹氩气与浸渍管内提升气体协同控制，从而克服了实际生产中RH浸渍管吹气孔位置难以改造以及提升气体流量过大吹透浸渍管内钢液反而减小提升驱动力的不利影响，最终达到实现RH精炼过程提升钢铁循环流量的目的。优点在于，该方法简单可靠，可操作性强，便于实现，RH循环流量提升，脱碳效率高精炼时间明显缩短，提高了钢水洁净度。

A Method of Increasing Circulating Flow of Liquid Steel in RH Refining Process

The invention relates to a method for improving the circulation flow rate of molten steel in RH refining process, belonging to the technical field of molten steel refining. In the process of RH refining, argon gas is injected into the bottom of the ladle by using the existing bottom argon blowing system. The argon bubbles at the bottom of the ladle move with the flow field of molten steel, and the molten steel enters the riser of the RH impregnating pipe. The coordinated control of argon blowing at the bottom of the ladle and the riser gas in the impregnating pipe is realized, thus overcoming the real situation. It is difficult to modify the position of Blowholes in RH impregnated pipe in the international production, and the negative influence of lifting driving force is reduced by excessive blowing of liquid steel in the impregnated pipe with the lifting gas flow rate, so as to achieve the goal of raising the circulating flow rate of steel in the RH refining process. The advantages of this method are that it is simple, reliable, operable, easy to realize, RH circulation flow rate is increased, decarbonization efficiency is high, refining time is obviously shortened, and cleanliness of molten steel is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种提高RH精炼过程钢液循环流量的方法
本方明属于钢水精炼
，特别是提供了一种提高RH精炼过程钢液循环流量的方法，通过此方法可以提高RH精炼过程钢液反应效率，提高钢水脱碳效率，缩短精炼时间，优化精炼效果，提高钢水洁净度，从而对提高钢材品质，增大钢铁企业品牌和经济效益，都有着至关重要的作用。因此，本专利技术对高品质纯净钢(如IF钢、轴承钢、硅钢等)冶炼有着重要的借鉴和指导意义。
技术介绍
随着社会的进步，客户对产品要求的提高，如何高效、稳定、批量的生产洁净钢是摆在企业面前的难题，也是当今炼钢技术重大的发展方向。RH精炼技术于1959年由德国Rheinstahl和Hutlenwerke公司联合开发由于其具有周期短，生产能力大，精炼效果好等优点，在纯净钢及超低碳深冲钢的生产方面发挥着日益重要的作用。RH逐渐成为冶炼高品质钢不可或缺的精炼设备；但随着生产节奏的加快和产品质量要求的提高，RH高效化逐渐成为高品质钢开发的限制性环节，对其进行深入研究是大势所趋。RH过程中钢水在气泡浮力作用下的循环流动是所发生各种物理化学现象的基础和核心。脱氢、脱氮和脱碳等现象皆发生在流动的钢水和真空气相之间，确定这些宏观现象、过程速率要依赖对RH过程钢水循环流动现象的准确描述。循环流量越大，RH处理时间越短。RH精炼技术的一个重要功能就是对钢液进行良好的搅拌，使钢液的温度、成分均匀化，促进精炼反应顺利进行，而衡量其搅拌效果的一个重要指标就是循环流量。提高循环流量，缩短混匀时间是提高RH精炼效率的手段。对于RH精炼冶炼过程，通过不断优化RH设备参数(浸渍管直径、长度、形状以及浸渍管吹气孔布置等)和工艺参数(提升气体流量、真空压力、浸渍管浸入深度等)来提升RH钢水循环流量，以此达到提升RH精炼效率及提高钢水洁净度的目的。虽然我国广大钢铁企业在RH精炼高效化生产方面已取得长足进步，但是同等RH工作能力的条件下，国内RH生产效果与日本相比差距较大，造成与国外超低碳钢质量差距较大，而且性能较不稳定，因此如何最大程度的实现RH精炼高效化生产一直是钢铁企业追求的目标。然而，由于实际生产中RH设备本身改进难度大以及常规工艺参数优化挖潜有限等原因，需要在现有RH精炼装备及工艺基础上提供新的提升RH循环流量的工艺方法。因此，如何从工艺优化上进一步提高RH精炼过程钢水循环流量进而提升RH生产效率，对于钢铁企业生产起着至关重要作用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种提高RH精炼过程钢液循环流量的方法，RH精炼过程中采用浸渍管上升管提升气体与钢包底吹氩气协同配合来驱动钢水循环流动的冶炼工艺。很好的解决了在不改变现有RH浸渍管等装置情况下精炼中循环流量进一步提升困难的问题，提升产品质量和增大钢铁企业的经济效益，也对高品质洁净钢的的生产有着重要的借鉴和指导意义。本专利技术中涉及工艺方法是在基于传统RH精炼冶炼工艺背景下提出的，利用钢包原有底吹系统，在RH精炼过程中通过钢包底吹氩气与浸渍管内提升气体合理配合，从而增加吹入气体在上升管内的行程，延长对钢水的提升作用的时间，进而提升RH内钢液循环流量；该工艺方法起到降低RH浸渍管吹气孔位置及增加提升气体流量双重效果，从而克服了实际生产中RH浸渍管吹气孔位置难以改造以及提升气体流量过大吹透浸渍管内钢液反而减小提升驱动力的不利影响。同时，该方法简单可靠，可操作性强，便于实现，使RH冶炼过程中循环流量明显增加，提高RH脱碳效率，大大缩短RH精炼时间，钢水洁净度水平高，很好的解决了不改变现有RH浸渍管等装置精炼中循环流量进一步提升困难的问题，提升产品质量和增大钢铁企业的经济效益。实现本专利技术的目的基于以下思路：采用转炉/电炉-精炼(RH)-连铸工艺流程生产高品质纯净钢，在RH精炼过程中，通过利用现有钢包底吹氩气系统，在钢包底部吹入氩气，底部吹入的氩气泡随钢液流场运动，提升钢液进入RH浸渍管上升管，实现钢包底吹氩气与浸渍管内提升气体协同控制，从而克服了实际生产中RH浸渍管吹气孔位置难以改造以及提升气体流量过大吹透浸渍管内钢液反而减小提升驱动力的不利影响，最终达到实现RH精炼过程提升钢铁循环流量的目的。本方法包括以下步骤：(1)钢包进入RH精炼工位后，将吹气管连接至预先设定的用于RH精炼过程循环流动的钢包底吹气孔处，吹气孔位置在钢包底部中心线上(即RH两浸渍管横截面中心线处)，在钢包底部中心线上与上升管中心位置距离L，并接通钢包底吹氩系统待用；所述高品质纯净钢为钢铁冶炼流程采用RH精炼工艺生产钢种(如超低碳IF钢、轴承钢、硅钢等)。(2)钢包进入RH精炼工位后，将预真空的RH浸渍管插入钢液面下，RH浸渍管浸入深度300mm-800mm；然后抽真空，调节RH浸渍管上升管提升气体流量，待真空室内压力达到极限真空，并稳定提升气体流量，其中真空室内压力控制20Pa-200Pa，浸渍管上升管提升气体流量控制在1000NL/min-4000NL/min；(3)打开底吹氩气控制阀，调节底吹氩气压力和流量至预先设定稳定值，其中用于RH精炼过程循环流动的钢包底吹气孔为单孔吹氩，吹气孔位置在钢包底部中心线上(即RH两浸渍管横截面中心线处)，在钢包底部中心线上与上升管中心位置距离L，L值为0-0.5R，R为钢包底部半径；底吹氩气压力控制在0.3-0.8MPa，底吹流量为200-2000NL/min，实现钢包底吹氩气和上升管提升气体协同控制，达到提升RH精炼过程钢液循环流量的目的；(4)待钢中成分达到要求后，关闭底吹氩气系统，真空处理结束破空，上升RH浸渍管至钢液面外；按钢种处理要求，如进行钢包镇静处理，在满足连铸匹配要求时，镇静时间≥25min；如进行钢包软吹处理，需将吹气管连接至原有钢包软吹专用吹气孔处，软吹时间不小于10分钟，吹氩流量以避免渣面裸露为准，随后精炼出站，其中软吹吹气孔为双孔吹氩，双孔位置分布在0.4R-0.75R，夹角为100°～180°(5)经过RH精炼工艺后，钢水经过生产流程后续处理，实现高品质洁净纯净钢的生产。步骤(3)中单孔位置参数L由以下关系式控制：其中，Q1为提升气体流量(Nm3/h)；Q2为底吹气量(NL/min)；Du为RH上升管直径(mm)；H为RH浸渍管底部距钢包底部的距离(mm)；A1为RH上升管截面积(mm2)；A2为底吹透气砖吹气面积(mm2)；a为常数，取值0.2-0.5；b为常数，取值1-3；k为常数，取值10-50；步骤(5)中的所述生产流程后续处理为连铸工艺处理。本专利技术的优点在于通过钢包底吹氩气与浸渍管内提升气体合理配合，起到类似降低RH浸渍管吹气孔位置及增加提升气体流量双重效果，从而克服了实际生产中RH浸渍管吹气孔位置难以改造以及提升气体流量过大吹透浸渍管内钢液反而减小提升驱动力的不利影响，显著提升RH内钢液循环流量；且该方法简单可靠，可操作性强，便于实现，使RH冶炼过程中循环流量明显增加，提高RH脱碳效率，大大缩短RH精炼时间，钢水洁净度水平高，很好的解决了不改变现有RH浸渍管等装置精炼中循环流量进一步提升困难的问题，提升产品质量和增大钢铁企业的经济效益，也对高品质纯净钢的的生产有着重要的借鉴和指导意义。本专利技术与其他RH精炼工艺方法不同之处在于：1)常规RH精炼时，一般仅有RH浸渍管作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高RH精炼过程钢液循环流量的方法，其特征在于：工艺步骤及控制的技术参数如下(1)钢包进入RH精炼工位后，将吹气管连接至预先设定的用于RH精炼过程循环流动的钢包底吹气孔处，吹气孔位置在RH两浸渍管横截面中心线处，并接通钢包底吹氩系统待用(2)钢包进入RH精炼工位后，将预真空的RH浸渍管插入钢液面下，RH浸渍管浸入深度300mm‑800mm；然后抽真空，调节RH浸渍管上升管提升气体流量，待真空室内压力达到极限真空，并稳定提升气体流量，其中真空室内压力控制20Pa‑200Pa，浸渍管上升管提升气体流量控制在1000NL/min‑4000NL/min；(3)打开底吹氩气控制阀，调节底吹氩气压力和流量至预先设定稳定值，其中用于RH精炼过程循环流动的钢包底吹气孔为单孔吹氩，单孔位置在即RH两浸渍管横截面中心线处，在钢包底部中心线上与上升管中心位置距离L，L值为0‑0.5R，R为钢包底部半径；底吹氩气压力控制在0.3‑0.8MPa，底吹流量为200‑2000NL/min，实现钢包底吹氩气和上升管提升气体协同控制，达到提升RH精炼过程钢液循环流量的目的；(4)待钢中成分达到要求后，关闭底吹氩气系统，真空处理结束破空，上升RH浸渍管至钢液面外；按钢种处理要求，当进行钢包镇静处理，在满足连铸匹配要求时，镇静时间≥25min；当进行钢包软吹处理，需将吹气管连接至原有钢包软吹专用吹气孔处，软吹时间不小于10分钟，吹氩流量以避免渣面裸露为准，随后精炼出站，其中软吹吹气孔为双孔吹氩，双孔位置分布在0.4R‑0.75R，夹角为100°～180°(5)经过RH精炼工艺后，钢水经过生产流程后续处理，实现高品质纯净钢的生产。...

【技术特征摘要】
1.一种提高RH精炼过程钢液循环流量的方法，其特征在于：工艺步骤及控制的技术参数如下(1)钢包进入RH精炼工位后，将吹气管连接至预先设定的用于RH精炼过程循环流动的钢包底吹气孔处，吹气孔位置在RH两浸渍管横截面中心线处，并接通钢包底吹氩系统待用(2)钢包进入RH精炼工位后，将预真空的RH浸渍管插入钢液面下，RH浸渍管浸入深度300mm-800mm；然后抽真空，调节RH浸渍管上升管提升气体流量，待真空室内压力达到极限真空，并稳定提升气体流量，其中真空室内压力控制20Pa-200Pa，浸渍管上升管提升气体流量控制在1000NL/min-4000NL/min；(3)打开底吹氩气控制阀，调节底吹氩气压力和流量至预先设定稳定值，其中用于RH精炼过程循环流动的钢包底吹气孔为单孔吹氩，单孔位置在即RH两浸渍管横截面中心线处，在钢包底部中心线上与上升管中心位置距离L，L值为0-0.5R，R为钢包底部半径；底吹氩气压力控制在0.3-0.8MPa，底吹流量为200-2000NL/min，实现钢包底吹氩气和上升管提升气体协同控制，达到提升RH精炼过程钢液循环流量的目的；(4)待钢中成分达到要求后，关闭底吹氩气系统，真空处理结束破空，上升RH浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：林路，侯中晓，杨勇，汪成义，何赛，吴伟，杨利彬，王杰，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11