利用Ar/O2等离子冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种利用Ar/O2等离子冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼装置，属于冶金行业炼钢精炼设备技术领域。技术方案是：石墨电极（6）具有中心复合管道，穿过水冷炉盖（5）进入钢包（4）内，石墨电极为空心结构，中心复合管道具有内层通道（8）与外层通道（24），内层通道与外层通道通过连接环固定，连接环上设有圆形孔（25）；内层通道与氧气气源（14）连接，外层通道与氩气气源（15）连接，中心复合管道内涂有抗氧化涂层。本实用新型专利技术较传统LF炉可有效提高加热效率，降低电耗和电极消耗；通过控制等离子气源的氩、氧气体体积比和吹气时间，实现脱气和脱碳功能，简化目前超低碳钢的生产工艺，无需增加真空精炼设备，就能冶炼低碳钢和超低碳钢。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种利用Ar/02等离子冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼装置，属于冶金行业炼钢精炼设备

技术介绍
目前应用最广的钢水精炼方法为LF，LF具有钢水合金化、深脱硫、去夹杂、升温、均匀钢水成分和温度等功能，是炼钢与连铸的有效缓冲环节，是冶金领域应用最广的精炼设备。以汽车板和高端家电面板为代表的一系列深冲性能好、附加值高的钢种在市场上有较高的需求，此类钢种以低碳钢和超低碳钢为主，传统的冶炼工艺为转炉冶炼一 LF精炼一RH真空精炼，以达到低碳、低硅、低氧、低硫和低气体含量等指标，要求钢水有较高的洁净度。现有工艺由于需要LF和RH双联，利用RH真空脱碳来生产低碳钢和超低碳钢，该工艺生产周期长，控制难度大，生产成本高。虽然该生产工艺能充分利用LF快速的升温功能和 脱硫能力，但是LF炉也有不适合冶炼低碳钢和超低碳钢的缺点。主要原因为LF采用石墨电极加热，在加热过程中电极与钢水和空气接触，由于电极氧化和脱落等原因碳进入钢液，不可避免会出现钢水增碳现象，通常钢水会增加O. 005-0. 035%的碳含量。由于传统LF炉存在增碳等缺点，不适合冶炼低碳钢和超低碳钢，在冶炼该类钢种时，还需要借助RH (或者VD)等真空精炼设备对钢水进行深脱碳。因此，生产超低碳钢时主要采用LF - RH双联工艺。然而，RH真空精炼设备所需的投资较大，很多厂家不具备此类设备，从而不能生产超低碳钢。
技术实现思路
本技术目的是提供一种利用Ar/02等离子冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼装置，在传统LF炉的基础上，通过改造电极等方法，将LF炉的实心石墨电极改造成能通入Ar/O2等离子气源的空心电极，冶炼时通过电极中心的复合通道，通入一定比例的Ar/02气体，在精炼炉内形成Ar/02等离子气氛，发挥类似AOD的脱气和脱碳功能，能冶炼低碳钢和超低碳钢。本技术技术方案是一种利用Ar/02等离子冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼装置，包含钢包、水冷炉盖、石墨电极、氧气气源和氩气气源，水冷炉盖设置在钢包上，石墨电极具有中心复合管道，穿过水冷炉盖进入钢包内，石墨电极为空心结构，中心复合管道具有内层通道与外层通道，内层通道与外层通道通过连接环固定，连接环上设有圆形孔；内层通道与氧气气源连接，外层通道与氩气气源连接，中心复合管道内涂有抗氧化涂层。与氧气气源连接的管道上设有氧气气源止回阀、氧气气源流量计和氧气气源电磁阀，管道通过管道接头与电极中心复合通道内层连接。与氩气气源连接的管道上设有氩气气源止回阀、氩气气源流量计和氩气气源电磁阀，管道通过管道接头与电极中心复合通道外层连接。两个气源可独立控制。本技术的石墨电极上设有电极夹持器7，与电源连接。所说的水冷炉盖上设有加料口和测温口，加料口与加料仓连接。钢包设置在钢包车上。所说的电源为低电压大电流三相交流电源。石墨电极的内壁上涂有耐高温抗氧化涂料。所述的石墨电极中心复合管道设有六个连接环，连接环为超低碳钢材质连接环。所述的氧气气源和氩气气源为氧气瓶和氩气瓶。本技术在传统LF炉的基础上，通过改造电极等方法，将LF炉的实心石墨电极改造成能通入Ar/02等离子气源的空心电极，冶炼时利用电极中心复合通道通入Ar/02等离 子气源，在精炼炉内形成Ar/02等离子气氛，利用Ar气泡形成类似微小真空室的功能，可具备一定的脱气效果，并利用吹入的微量O2对钢水进行脱碳，发挥类似AOD的脱碳功能，使该精炼装置具备钢水脱碳能力。本技术可以完全兼容目前LF炉的所有精炼功能；同时，改进了传统LF增碳的缺点，并具备了脱碳的功能，能部分替代RH的脱碳和脱气功能，可以简化目前的超低碳钢生产工艺，无需额外增加真空精炼设备，直接在本精炼装置上可冶炼低碳钢和一部分牌号的超低碳钢。本技术的工作过程精炼装置正常通电起弧后，打开氩气气源，形成氩等离子弧冶炼。根据钢种冶炼需求，对需要深脱碳的钢种，打开氧气气源，按照Ar 02的体积比为(8 - 20)1的技术要求通入氧气，氩气和氧气在电弧高温下形成氩、氧等离子体，实现钢水的脱碳功能，钢水脱碳达到要求后，关闭氧气气源，保留氩气气源的打开，通电结束后，关闭氩气气源，再提升电极。本专利技术能对钢水进行微脱碳处理，可以稳定生产低碳钢和部分超低碳钢。本技术除具备常规LF的所有功能以外，还具有以下优点(I)对比传统LF，本装置加热效率更高，冶炼时间短，电耗和电极消耗低。其主要原因是等离子弧比传统电弧具有温度更高、能量集中和高的导热性能等优点。(2)通过控制等离子气源的氩、氧气体体积比和吹气时间，能实现脱气和脱碳功能，可以冶炼低气体含量的低碳钢和超低碳钢。附图说明图I是本技术实施例示意图；图2是本技术实施例中连接环的示意图；图I中1为钢包车,2为滑动水口，3为透气砖,4为钢包,5为水冷炉盖,6为石墨电极，7为电极夹持器，8为内层通道，9为密封装置，10为管道，11为氧气止回阀，12为氧气流量计，13为氧气电磁阀，14为氧气气源，15为IS气气源，16为IS气电磁阀，17为IS气流量计，18为氩气止回阀，19为管道接头，20为加料仓，21为加料口，22为测温口，23为连接环，24为外层通道，25为圆形孔。具体实施方式以下通过实施例，对本技术作进一步说明。一种利用Ar/02等离子冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼装置，包含钢包4、水冷炉盖5、石墨电极6、氧气气源14和気气气源15,水冷炉盖设置在钢包上,石墨电极具有中心复合管道，穿过水冷炉盖进入钢包内，石墨电极为空心结构，中心复合管道具有内层通道8与外层通道24，内层通道与外层通道通过连接环固定，连接环上设有圆形孔25 ;内层通道与氧气气源连接，外层通道与氩气气源连接，中心复合管道内涂有抗氧化涂层。在石墨电极的顶部设有密封结构9，密封在管道与石墨电极之间。与氧气气源连接的管道上设有氧气止回阀11、氧气流量计12和氧气电磁阀13，管道通过管道接头19与电极中心复合通道内层通道8连接。与氩气气源连接的管道上设有有氩气止回阀18、氩气流量计17和氩气电磁阀16。本技术的石墨电极上设有电极夹持器7，与电源连接。所说的水冷炉盖上设有加料ロ 21和测温ロ 22，加料ロ与加料仓20连接。钢包设置在钢包车I上。所说的电源为 低电压大电流三相交流电源。石墨电极的内壁涂有耐高温抗氧化涂料。每根电极的中心复合通道有6个连接环,连接环为超低碳钢材质。本技术的具体操作如下利用钢包车I将带钢水的钢包4开至精炼エ位，水冷炉盖5降至工作位，测温、取样，将石墨电极6下降至渣面与钢液面之间，接通电源使电极起弧，最初通入小流量的氩气，待等离子弧稳定后，増大氩气流量。根据钢水的进站碳含量和目标碳含量确定氩、氧气体比例和吹氧时间，达到目标碳含量后，关闭氧气电磁阀13，停止吹氧。在冶炼超低碳钢吋，采用逐渐降低氧气比例的吹炼方式。根据钢种エ艺规程进行脱氧、脱硫等其它操作。等离子弧长和加热强度可通过调节供电电压、气体流量实现。权利要求1.ー种利用Ar/02等离子冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼装置，其特征在于包含钢包(4)、水冷炉盖(5)、石墨电极(6)、氧气气源(14)和氩气气源(15)，水冷炉盖设置在钢包上，石墨电极具有中心复合管道，穿过水冷炉盖进入钢包内，石墨电极为空心结构，中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用Ar/O2等离子冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼装置，其特征在于包含钢包（4）、水冷炉盖（5）、石墨电极（6）、氧气气源（14）和氩气气源（15），水冷炉盖设置在钢包上，石墨电极具有中心复合管道，穿过水冷炉盖进入钢包内，石墨电极为空心结构，中心复合管道具有内层通道（8）与外层通道（24），内层通道与外层通道通过连接环固定，连接环上设有圆形孔（25）；内层通道与氧气气源连接，外层通道与氩气气源连接，中心复合管道内涂有抗氧化涂层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王义芳，胡志刚，赵英利，陈文，王凡，
申请(专利权)人：河北钢铁集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：