一种RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法技术

本发明专利技术公开一种RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法，属于RH真空精炼的技术领域。所述方法先根据所述RH真空精炼过程将精炼炉次冶金任务分为已脱氧、未脱氧并无需脱氧和未脱氧并在精炼后期脱氧，从而选择底吹气体种类模式；选择好底吹气体种类模式后，确定选择的底吹气体种类模式对应的底吹气体流量最大值和底吹气体流量最小值；最后针对性地制定出RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的底吹气体种类模式和底吹气体流量范围。本发明专利技术可强化熔池搅拌，优化脱气、脱碳效果，避免钢液过氧化，减少脱氧合金消耗，提高夹杂物去除效果，降低精炼时间，提高钢液质量，利于工业大规模生产和推广。产和推广。产和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法


[0001]本专利技术属于RH真空精炼的
，涉及一种RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法。

技术介绍

[0002]RH真空精炼炉由于具有脱碳、脱气、去除夹杂物、均匀钢液成分、温度和合金化等多重功能，已经成为世界广泛使用的炉外精炼设备。
[0003]RH真空精炼炉通常由钢包、真空室、上升管和下降管组成，在工艺过程中将上升管和下降管插入到钢包内的钢液中，通过真空泵抽真空使得真空室内达到100Pa左右的高真空，钢液随着抽真空的进行通过上升管与下降管进入到真空室内。驱动气体从上升管内的喷嘴作为提升气体吹出，在高温低压条件下膨胀，上升管内的混合物密度降低，钢水在真空室与钢包之间循环流动。
[0004]然而，由于RH真空精炼过程气体仅从上升管吹入，钢包内部分区域流动速度缓慢，传质效果较差，不仅影响精炼效果，使得钢水均匀性差，还会导致工艺处理时间延长。
[0005]而底吹工艺目前在其他炼钢炉中被广泛使用，如电炉、转炉、LF炉、VOD炉和钢包精炼等。虽然RH真空精炼工艺中钢包一般均有底吹元件，但是大部分钢铁厂在精炼过程中并不会进行底吹操作。这是由于不仅浪费了资源，还会使得RH真空精炼的效果受到限制。
[0006]中国专利CN102560009A公开了一种RH真空精炼底吹喷粉装置，其底吹元件喷吹的并不是气体而是粉料，提高精炼的技术手段并没有有效降低冶炼精炼周期。
[0007]中国专利CN111926149A公开了一种去除钢水中夹杂物的RH精炼方法，其通过底吹氮气和上升管中吹氮气尽可能多的使钢水中氮元素以夹杂物为核心析出微小氮气泡，气泡上浮并将夹杂物去除，但是氮气耗费多，会生成氮化物，或提高钢液氮含量，使得大部分钢种并不适用，也没有有效降低冶炼精炼周期。
[0008]中国专利CN112646954A公开了一种提高超低碳钢夹杂物去除率的RH精炼方法，显然其中的钢包底吹孔设置方式单一，仅用于超低碳钢的冶炼过程，通用性差，且并未缩短RH处理时间。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是如何克服现有技术中存在的底吹孔设置、底吹气体和底吹气体的成分、流量、区域划分选择、以及前述选择之间的匹配关系和对提高精炼的影响机理都存在不能有效降低冶炼精炼周期、钢液中的氢含量较高、工艺效率低、成本高、通用性差等技术缺陷。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]一种RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法，先根据所述RH真空精炼过程将精炼炉次冶金任务分为已脱氧、未脱氧并无需脱氧和未脱氧并在精炼后期脱氧，从而选择底吹气体种类模式；选择好底吹气体种类模式后，确定选择的底吹气体种类模式对应的
底吹气体流量最大值和底吹气体流量最小值；最后针对性地制定出RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的底吹气体种类模式和底吹气体流量范围。
[0012]优选地，所述RH真空精炼过程在钢液氢含量均满足钢种要求的前提下精炼周期缩短了4
‑
5min，超低碳钢的冶炼平均钢液碳含量降低了3.3
‑
3.8ppm，夹杂物去除率提高了10.8
‑
18.2％。
[0013]优选地，所述底吹气体流量最大值根据计算公式由底吹位置中心、炉渣厚度和炉渣表面张力共同确定，所述底吹气体流量最小值由底吹气体流量最大值确定。
[0014]优选地，底吹位置中心距离钢包中心的距离L与钢包底部的半径R之比L/R、底吹位置中心和上升管中心在钢包底部投影分别与钢包中心连线的夹角θ共同确定并划分为7个区域，具体如下：
[0015]第一区域：L/R≤0.1；第二区域：0.1＜L/R≤0.6，0≤θ≤15
°
；第三区域：L/R＞0.6，0≤θ≤15
°
；第四区域：0.1＜L/R≤0.6，15＜θ≤45
°
；第五区域：L/R＞0.6，15＜θ≤45
°
；第六区域：L/R＞0.1，45＜θ≤135
°
；第七区域：L/R＞0.1，135＜θ≤180
°
。
[0016]优选地，所述已脱氧、未脱氧并无需脱氧和未脱氧并在精炼后期脱氧均为分阶段喷吹模式；分别为分阶段纯Ar喷吹模式，分阶段纯CO2喷吹模式和分阶段CO2与Ar喷吹模式。
[0017]优选地，所述分阶段喷吹模式在真空度10KPa以下使用第一种流量模式，在真空度10KPa以上使用第二种流量模式，并直至RH真空精炼过程结束。
[0018]优选地，所述底吹气体流量最大值的计算如下：
[0019]Q1max＝0.1
×
(f1+g1+h1)；
[0020]Q2max＝0.1
×
(f2+g2+h2)；
[0021]Q1min＝0.5Q1max；
[0022]Q2min＝0.5Q2max；
[0023]其中下标1和2分别代表第一种流量模式和第二种流量模式；Qmax代表最大流量，单位为L/min
·
t；Qmin代表最小流量，单位为L/min
·
t；f代表由底吹位置中心所确定的系数；g代表由炉渣厚度所确定的系数；h代表由炉渣表面张力所确定的系数。
[0024]优选地，当底吹位置中心在第一区域时，f1＝8；
[0025]当底吹位置中心在第二区域时，f1＝17
‑
100
×
(L/R
‑
0.4)2；
[0026]当底吹位置中心在第三区域时，f1＝0.8/(L/R)5；
[0027]当底吹位置中心在第四区域时，f1＝8
‑
(θ
‑
15)/10；
[0028]当底吹位置中心在第五区域时，f1＝5；
[0029]当底吹位置中心在第六区域时，f1＝4
‑
(θ
‑
90)/45；
[0030]当底吹位置中心在第七区域时，f1＝3；
[0031]当f1≥8时，f2＝0.4f1，当f1＜8时，f2＝1；
[0032]g根据炉渣厚度的取值为g1＝3
×
(炉渣厚度/200)，g2＝1.5
×
(炉渣厚度/200)；
[0033]h根据炉渣表面张力的取值为h1＝3
×
(炉渣表面张力/1.5)，h2＝2
×
(炉渣表面张力/1.5)。
[0034]优选地，当同一底吹位置中心区域内进行底吹操作的个数为n时，单个底吹位置中心的最大或最小流量Qsmin＝Qmin/n，Qsmax＝Qmax/n。
[0035]优选地，所述分阶段CO2与Ar喷吹模式，喷吹气体种类在精炼开始时为CO2，在精炼
后期脱氧前1min，喷吹气体种类切换为Ar。
[0036]本专利技术原理：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法，其特征在于，先根据所述RH真空精炼过程将精炼炉次冶金任务分为已脱氧、未脱氧并无需脱氧和未脱氧并在精炼后期脱氧，从而选择底吹气体种类模式；选择好底吹气体种类模式后，确定选择的底吹气体种类模式对应的底吹气体流量最大值和底吹气体流量最小值；最后针对性地制定出RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的底吹气体种类模式和底吹气体流量范围。2.根据权利要求1所述的RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法，其特征在于，所述RH真空精炼过程在钢液氢含量均满足钢种要求的前提下精炼周期缩短了4
‑
5min，超低碳钢的冶炼平均钢液碳含量降低了3.3
‑
3.8ppm，夹杂物去除率提高了10.8
‑
18.2％。3.根据权利要求1所述的RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法，其特征在于，所述底吹气体流量最大值根据计算公式由底吹位置中心、炉渣厚度和炉渣表面张力共同确定，所述底吹气体流量最小值由底吹气体流量最大值确定。4.根据权利要求3所述的RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法，其特征在于，底吹位置中心距离钢包中心的距离L与钢包底部的半径R之比L/R、底吹位置中心和上升管中心在钢包底部投影分别与钢包中心连线的夹角θ共同确定并划分为7个区域，具体如下：第一区域：L/R≤0.1；第二区域：0.1＜L/R≤0.6，0≤θ≤15
°
；第三区域：L/R＞0.6，0≤θ≤15
°
；第四区域：0.1＜L/R≤0.6，15＜θ≤45
°
；第五区域：L/R＞0.6，15＜θ≤45
°
；第六区域：L/R＞0.1，45＜θ≤135
°
；第七区域：L/R＞0.1，135＜θ≤180
°
。5.根据权利要求4所述的RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法，其特征在于，所述已脱氧、未脱氧并无需脱氧和未脱氧并在精炼后期脱氧均为分阶段喷吹模式；分别为分阶段纯Ar喷吹模式，分阶段纯CO2喷吹模式和分阶段CO2与Ar喷吹模式。6.根据权利要求5所述的RH真空精炼过程通过底吹提高精炼效果的方法，其特征在于，所述分阶段喷吹模式在真空度10KPa以下使用第一种流量模式，在真空度10KPa以上使用第二种流量模式，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣，董建锋，董凯，魏光升，刘福海，冯超，夏韬，张庆南，杨华鹏，赵鸿琛，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：