CN103397145A - 一种钢液真空循环脱气精炼装置 - Google Patents

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耿佃桥
赵岩
陈洪民
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Abstract

一种钢液真空循环脱气精炼装置，属于钢铁冶金技术领域。本发明可以有效增加钢液循环流量上限值、有效增加夹杂物的上浮速度及有效消除钢包内死区。本发明包括钢包、真空室、上升管及下降管，所述真空室的底部分别与上升管和下降管的一端相连通，上升管和下降管的另一端均位于钢包内；在所述上升管的管壁上设置有若干侧喷氩嘴，侧喷氩嘴在上升管的管壁圆周方向上均匀分布；在与上升管下端相对的钢包底部设置有第一底喷氩嘴，在与下降管下端相对的钢包底部设置有第三喷氩嘴，在第一底喷氩嘴与第三喷氩嘴之间的钢包底部设置有第二喷氩嘴。

Description

一种钢液真空循环脱气精炼装置
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，特别是涉及一种钢液真空循环脱气精炼装置。
背景技术
目前对于获取超低碳钢及其它特殊钢种，所能采取的方法有RH法和REDA法，即对钢液的真空循环脱气精炼的方法，对于现有的采用RH法的真空循环脱气精炼装置，其工作原理是通过上升管吹入氩气，同时在抽真空的作用下，驱动钢包内的钢液通过上升管进入真空室内，然后钢液再由真空室通过下降管回到钢包内，完成一次钢液的循环，但现有真空循环脱气精炼装置依然存在以下不足之处：
1、由于钢液的精炼效率会受到循环流量的影响，而现有真空循环脱气精炼装置的钢液循环流量却存在一个上限值，当上升管吹入的氩气超过饱和值时，循环流量不再增加，反而减小；
2、由于真空室中的钢液表面无保护渣覆盖，脱氧后生成的夹杂物主要在钢包内去除，而脱氧夹杂物的上浮速度直接影响了脱氧时间的长短，但现有真空循环脱气精炼装置无法有效增加脱氧夹杂物的上浮速度，即无法有效提高脱氧夹杂物的去除速率；
3、现有真空循环脱气精炼装置无法有效解决钢包内死区的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可以有效增加钢液循环流量上限值、有效增加夹杂物的上浮速度及有效消除钢包内死区的钢液真空循环脱气精炼装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种钢液真空循环脱气精炼装置，包括钢包、真空室、上升管及下降管，所述真空室的底部分别与上升管和下降管的一端相连通，上升管和下降管的另一端均位于钢包内；在所述上升管的管壁上设置有若干侧喷氩嘴，侧喷氩嘴在上升管的管壁圆周方向上均匀分布；其特点是在与上升管下端相对的钢包底部设置有第一底喷氩嘴，在与下降管下端相对的钢包底部设置有第三喷氩嘴，在第一底喷氩嘴与第三喷氩嘴之间的钢包底部设置有第二喷氩嘴。
所述钢包为圆筒形或椭圆筒形。
所述钢包的中心线与真空室的中心线相重合。
所述上升管和下降管分别设置在真空室中心线的两侧。
所述第一底喷氩嘴、第二底喷氩嘴及第三底喷氩嘴均至少为一个。
本发明的有益效果：
本发明通过侧喷氩嘴与第一底喷氩嘴、第二底喷氩嘴及第三底喷氩嘴的配合喷氩作业，增大了钢液循环流量的上限值，其中通过第一底喷氩嘴与第三底喷氩嘴的配合，可以在不降低钢液循环流量的情况下，增大夹杂物的上浮速度，通过第二底喷氩嘴的喷氩作业，可以将钢包内死区的钢液带离死区，同时加入钢液循环中，最终提高了钢液的精炼效率及钢液脱碳脱氮的能力。
附图说明
图1为本发明的一种钢液真空循环脱气精炼装置结构示意图；
图2为图1中A—A剖视图；
图3为本发明内钢液流动示意图；
图中，1—钢包，2—真空室，3—上升管，4—下降管，5—侧喷氩嘴，6—第一底喷氩嘴，7—第二底喷氩嘴，8—第三底喷氩嘴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1、2所示，一种钢液真空循环脱气精炼装置，包括钢包1、真空室2、上升管3及下降管4，所述上升管3和下降管4均设置为中心具有通孔的圆柱筒形结构，所述真空室2的底部分别与上升管3和下降管4的一端相连通，上升管3和下降管4的另一端均位于钢包1内；在所述上升管3的管壁上设置有六个侧喷氩嘴5，六个侧喷氩嘴5在上升管3的管壁上圆周方向均匀分布；在与上升管3下端相对的钢包1底部设置有第一底喷氩嘴6，在与下降管4下端相对的钢包1底部设置有第三喷氩嘴8，在第一底喷氩嘴6与第三喷氩嘴8之间的钢包1底部设置有第二喷氩嘴7。
所述钢包1为圆筒形。
所述钢包1的中心线与真空室2的中心线相重合。
所述上升管3和下降管4分别设置在真空室2中心线的两侧。
所述第一底喷氩嘴6、第二底喷氩嘴7及第三底喷氩嘴8均为一个。
下面结合附图说明本发明的一次使用过程：
首先，将需要精炼的钢液倒入钢包1内，令钢液没过上升管3和下降管4的下端端口，启动真空室2的抽真空设备，在压强作用下，钢液会经上升管3和下降管4同时进入真空室2内，此时的钢液并不会发生循环流动；打开上升管3上的侧喷氩嘴5，氩气从侧喷氩嘴5中吹入钢液内，此时上升管3内的钢液会在氩气气泡的带动下向上运动，并进入真空室2内，这时会有钢包1内的钢液补充到上升管3中，同时下降管4中的钢液会补充到钢包1中，而真空室2中的钢液会进入到下降管4内，此时钢液便实现了循环流动。
打开第一底喷氩嘴6，氩气从第一底喷氩嘴6中吹入钢液内，在氩气气泡的带动下，使原有的钢液循环流动速度大大提高，从而增加了钢液的循环流量；打开第三底喷氩嘴8，氩气被吹入钢液内，同时氩气气泡上浮，在氩气气泡上浮过程中，氩气气泡会受到下降管4流出钢液的冲击，在钢液的冲击作用下，原来的氩气气泡会形成更多的分散的小气泡，进而增大了氩气气泡的表面积；由于氩气气泡表面积和氩气气泡数量的增加，直接加速了钢包1内钢液的搅拌和均混，增大了脱氧夹杂物的上浮速度，进而实现了脱氧夹杂物去除速率的增加。
在上升管3与下降管4之间的钢包1内会存在一定的死区，死区内的钢液无法正常进入循环流动中，为了使死区内的钢液进入循环流动中，打开第二底喷氩嘴7，那么从第二底喷氩嘴7喷出的氩气气泡会不断地冲击死区区域，迫使死区区域内的钢液进行流动，从而使死区区域内的钢液参与到钢包1内钢液的循环流动中，从而提高钢液的精炼效率。
在钢液循环流动过程中，打开第三底喷氩嘴8时，会对钢液的循环流量有一定的影响，为了保证循环流量不变，可以增大第一底喷氩嘴6的氩气的进入量，动态维持循环流量的平稳，使钢包1内的钢液始终在高循环流量状态下流动。
在侧喷氩嘴5、第一底喷氩嘴6、第二底喷氩嘴7及第三底喷氩嘴8的共同喷氩作用下，本发明内钢液流动示意图如图3所示。

Claims (5)

1.一种钢液真空循环脱气精炼装置，包括钢包、真空室、上升管及下降管，所述真空室的底部分别与上升管和下降管的一端相连通，上升管和下降管的另一端均位于钢包内；在所述上升管的管壁上设置有若干侧喷氩嘴，侧喷氩嘴在上升管的管壁圆周方向上均匀分布；其特征在于在与上升管下端相对的钢包底部设置有第一底喷氩嘴，在与下降管下端相对的钢包底部设置有第三喷氩嘴，在第一底喷氩嘴与第三喷氩嘴之间的钢包底部设置有第二喷氩嘴。
2.根据权利要求1所述的一种钢液真空循环脱气精炼装置，其特征在于：所述钢包为圆筒形或椭圆筒形。
3.根据权利要求1所述的一种钢液真空循环脱气精炼装置，其特征在于：所述钢包的中心线与真空室的中心线相重合。
4.根据权利要求1所述的一种钢液真空循环脱气精炼装置，其特征在于：所述上升管和下降管分别设置在真空室中心线的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种钢液真空循环脱气精炼装置，其特征在于：所述第一底喷氩嘴、第二底喷氩嘴及第三底喷氩嘴均至少为一个。
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