一种半沸腾超低碳钢RH炉控制氧的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种半沸腾超低碳钢RH炉控制氧的生产方法，其包括RH真空处理过程；所述RH真空处理过程中对钢水进行OB脱碳处理，脱碳完毕对钢水进行脱氧，脱氧后的钢水中加入还原渣；所述还原渣分布在钢水与氧化渣之间。本方法在RH炉脱碳完毕钢水脱氧之后加入还原渣，待RH炉复压之后，还原渣由真空室随钢液下降至钢包内，由于浮力作用还原渣上浮至钢液与氧化渣之间，将钢液和氧化渣隔离开来，由于还原渣的隔绝，能有效地阻碍氧化渣往钢水返氧，从而能有效地控制钢水中的氧含量。本方法可以取消转炉或LF炉或电炉脱氧环节，大幅度降低脱氧剂成本，同时钢水真空脱碳前处于高氧状态，减少前段工序处理、运输过程钢水增氮，降低产品氮含量，改善产品质量。改善产品质量。改善产品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种半沸腾超低碳钢RH炉控制氧的生产方法


[0001]本专利技术属于冶金
，尤其是一种半沸腾超低碳钢RH炉控制氧的生产方法。

技术介绍

[0002]通常，在钢水冶炼过程中，按脱氧程度和浇注制度的不同，可以将钢水分为沸腾钢、镇静钢、半沸腾钢。所述沸腾钢，是钢在冶炼末期，钢液仅用弱脱氧剂脱氧，脱氧不完全；由于钢液中保持相当数量的FeO，在浇注与凝固时，由于碳和FeO发生反应，钢液中不断析出CO，钢液呈沸腾状，故称为沸液钢，表示方法是在钢号后面加字母F。沸液钢的成材率高，但钢锭内分布有许多小气泡(这些气泡在锻压时可以焊合)，偏析也较严重，组织不够致密，成分不太均匀，硫、磷等杂质偏析较严重，故质量较差。所述镇静钢炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作为脱氧剂，在浇注之前脱氧比较完全，凝固时不沸腾能平静地充满锭模并冷却凝固，故称为镇静钢；这种钢的钢材组织致密，成分均匀、含硫量较少、性能稳定质量高，但成材率低、成本较高，表示方法是在钢号后面加字母Z。所述半沸腾钢也称为半镇静钢，为脱氧较完全的钢；半沸腾钢浇注前经过中等程度脱氧处理，使钢水在凝固过程中保持一定沸腾的钢，脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间；半沸腾钢浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱；这类钢具有沸腾钢和镇静钢的某些优点，在冶炼操作上较难掌握，表示方法是在钢号后面加字母b。
[0003]目前半沸腾超低碳钢主流生产方法中脱碳、脱氧过程为“转炉(+LF炉)或电炉炉渣改质
→
RH炉OB脱碳
→
脱碳完毕钢水脱氧”。上述工艺过程中，需要在转炉(+LF炉)或电炉先进行炉渣改质以脱氧，然后RH炉吹氧以脱碳，最后再次脱氧；上述生产工艺之所以OB前进行炉渣改质，是为了降低炉渣氧化性，减少钢水脱氧后渣中氧向钢中扩散；但这种先脱氧、后吹氧、再脱氧工艺存在前后矛盾，造成脱氧剂消耗较大、RH炉氧气消耗较多，且生产成本较高；并且，所述转炉、LF炉或电炉炉渣改质过程，铝粉或铝粒烧损产生大量白烟，存在较大环保风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种无需转炉或LF炉炉渣改质过程的半沸腾超低碳钢RH炉控制氧的生产方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：其包括RH真空处理过程；所述RH真空处理过程中对钢水进行OB脱碳处理，脱碳完毕对钢水进行脱氧，脱氧后的钢水中加入还原渣；所述还原渣分布在钢水与氧化渣之间。
[0006]本专利技术所述还原渣成分按照钢种目标渣系成分进行配置。
[0007]本专利技术所述钢包内还原渣的厚度Δx满足下述式(A)要求；
[0008][0009]式(A)中：Δx为钢包内还原渣厚度，cm；
[0010]D为还原渣在钢水温度下的扩散传质系数，cm2/s；
[0011]T为炉次连铸机浇铸周期，s。
[0012]本专利技术所述OB脱碳处理之前的生产过程中不进行炉渣改质。
[0013]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术在RH炉脱碳完毕钢水脱氧之后加入还原渣，待RH炉复压之后，还原渣由真空室随钢液下降至钢包内，由于浮力作用还原渣上浮至钢液与氧化渣之间，将钢液和氧化渣隔离开来，由于还原渣的隔绝，能有效地阻碍氧化渣往钢水返氧，从而能有效地控制钢水中的氧含量。
[0014]本专利技术由于能阻碍氧化渣往钢水返氧，所以可以取消转炉或LF炉或电炉脱氧环节，即OB脱碳处理之前不进行炉渣改质，使钢水真空脱碳前处于高氧状态，减少了前段工序处理、运输过程钢水增氮，降低了产品氮含量，改善了产品质量。本专利技术解决了“先脱氧，后吹氧，再脱氧”的前后矛盾，脱氧剂消耗大大减少，同时RH炉氧气消耗减少，生产成本大幅度降低，市场竞争力明显提升。本专利技术取消了转炉或LF炉或电炉脱氧环节，避免了炉渣改质过程中因铝粉或铝粒烧损产生大量白烟，从根源上消除了环保风险，更符合当前环保政策。
附图说明
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0016]图1是本专利技术与常规工艺的工艺原理对比图；
[0017]图2是本专利技术中RH环流过程钢液流场模拟图。
[0018]图中：钢水层1；氧化渣层2；还原渣层3；常规工艺A；本方法工艺B。
具体实施方式
[0019]本半沸腾超低碳钢RH炉控制氧的生产方法的设计原理以及工艺如下所述：由于整个炼钢生产过程均存在钢渣之间传氧，造成炉渣改质(脱氧)、钢水脱碳(吹氧)、钢水脱氧三个过程不能独立完成，如炉渣改质时，由于炉渣氧化性降低，钢水中的氧会转移到炉渣中，即炉渣改质时钢水氧也会被脱掉，造成脱氧剂浪费，同理其他过程也是如此。
[0020]根据TRIZ理论(直译是“专利技术问题解决理论”，俄文：теориирешенияизобретательскихзадач，用拉丁语标音可读为Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch，英文说法：Theory of Inventive Problem Solving)的40个原理，1分割原理：“将物体分成独立或可拆卸的部分”。炉渣改质是为了得到还原性炉渣，若将炉渣从钢渣系统中分割出来单独脱氧，则不会受到其他过程影响，可以降低脱氧剂消耗。
[0021]根据TRIZ专利技术的40个原理，5合并原理：“将空间或时间上同类或相邻的物体或操作进行合并”。“转炉(+LF炉)或电炉炉渣改质”过程和“脱碳完毕钢水脱氧”过程同为脱氧过程，可以进行合并。生产流程由“转炉(+LF炉)或电炉炉渣改质
→
RH炉OB脱碳
→
脱碳完毕钢水脱氧”简化为“RH炉OB脱碳
→
脱碳完毕钢水脱氧+炉渣改质”。
[0022]结合分割原理和合并原理，本方法将生产工艺则简化为“RH炉OB脱碳
→
脱碳完毕钢水脱氧+还原渣”。
[0023]专利技术人构思了理想双层渣模型，所述理想双层渣模型为：正常生产工艺之所以OB前进行炉渣改质，是为了降低炉渣氧化性，减少钢水脱氧后渣中氧向钢中扩散。本方法核心理论为建立双层渣模型，在OB结束钢水脱氧后，加入一定量还原渣分布在钢水与氧化渣之间，阻碍氧化渣往钢水返氧。如图1所示，图中，A为常规方法、B为本方法工艺；由图可见，常规方法A中钢水层1与氧化渣层2接触，这种情况下，氧化渣就会往钢水返氧；本方法工艺B在
钢水层1与氧化渣层2之间隔断有还原渣层3，从而有效地阻碍氧化渣往钢水返氧。
[0024]所述双渣模型可行性：静置状态忽略热对流造成的传质，假定两种熔渣密度无差异，氧化渣中[O]扩散到钢渣界面需要的最短时间可以用半无限厚物体非稳态导热模型来估算，只需把热量传输系数改为分子扩散系数即可。在[O]不与还原渣发生反应情况下(若考虑化学反应传质速度会更慢)，要想避免氧化渣与还原渣界面上的[O]扩散至钢渣界面，则根据公式(A)计算还原渣最小厚度：
[0025][0026]式(A)中：Δx为钢包内还原渣厚度，cm；
[0027]D为还原渣本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半沸腾超低碳钢RH炉控制氧的生产方法，其特征在于：其包括RH真空处理过程；所述RH真空处理过程中对钢水进行OB脱碳处理，脱碳完毕对钢水进行脱氧，脱氧后的钢水中加入还原渣；所述还原渣分布在钢水与氧化渣之间。2.根据权利要求1所述的一种半沸腾超低碳钢RH炉控制氧的生产方法，其特征在于：所述还原渣成分按照钢种目标渣系成分进行配置。3.根据权利要求1所述的一种半沸...

【专利技术属性】
技术研发人员：申同强，叶凡新，和红杰，赵世杰，赵学强，荣飞，吕浩杰，阎丽珍，赵建，修建军，
申请(专利权)人：邢台钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：