CN103602784B - 一种在rh真空炉中脱氧的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在RH真空炉中脱氧的方法：转炉冶炼后钢水直接进入RH真空炉进行处理；在真空炉中加入增碳剂脱氧：增碳剂加入量按照：m=(T0+T升-T降-T目标)×0.02kg/吨钢或m=[（O到站-O合金化前+200）÷1.33-C到站]×0.0012kg/t计算，两个公式都予以计算，最后取结果小的值为加入量；当计算的m值未超过20kg时，则一次性加完；当m值超过20kg时，则采取分批加入方式，每批加入量最高为20kg，加入时间间隔不低于10秒钟，并在6分钟内加完；按照常规进行后工序。本发明在真空条件下加入增碳剂不会产生剧烈反应喷爆，从而实现利用增碳剂与钢水中的氧反应，降低钢水合金化前的氧含量，达到提高钢水纯净度，降低铝丸消耗至1.1kg/吨钢以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢水冶炼中去除有害元素的方法，具体地属于一种在RH真空炉中脱氧的方法，特别适用于生产低碳铝镇静钢及超低碳钢时在RH真空炉中脱氧的方法。
背景技术
转炉生产低碳铝镇静钢及超低碳钢时，出钢碳通常控制在0.03%~0.06%，对应出钢的氧含量一般在400~800ppm，在操作失误情况下出钢氧更高。在不进行出钢预脱氧的工艺方式下，到真空炉中的氧含量通常大于400ppm。在传统RH真空精炼工艺下，真空循环过程碳氧反应可以获得较低碳含量水平，但是氧含量高的炉次钢水在合金化之前的氧含量仍然较高。为此，在钢水终脱氧时采取加铝丸的方式完成脱氧。铝作为常规脱氧合金，不仅相对价格昂贵，且其脱氧产物，即AL2O3上浮去除如果不充分就会形成夹杂物而影响钢水的纯净度。
根据碳氧反应的热力学方程，在真空处理条件下，碳是很好的脱氧剂，并且C、O反应的产物为CO气体，被泵***抽走，不污染钢水，提高了钢水的纯净度。而且增碳剂的价格远远低于铝丸，经济实惠，降低生产成本。RH真空利用碳作为脱氧剂进行脱氧，可以减少AL2O3夹杂。由于碳氧反应产物CO不会对钢水造成污染，碳脱氧一直是公认的最洁净的脱氧剂。但是在真空条件下添加增碳剂进行强制脱氧，反应十分剧烈，加增碳剂操作控制不当可能引发喷溅、***等安全事故；并且真空室内的剧烈喷溅导致真空室内壁结瘤严重使顶部排气口内径变小，影响RH真空的冶金功能；在RH真空添加增碳剂脱氧可能对钢水质量产生不良影响：影响碳含量的准确控制以及在真空下降管内形成逆流，使钢水循环流量下降，导致合金成分不能及时的均匀，夹杂物不能有效去除。基于以上不利影响，故导致用增碳剂脱氧的方法没有得到有效实施。如果能有效控制添加增碳剂后的反应剧烈程度，使之安全可行，就可以使增碳剂脱氧方法应用与实际生产。
当转炉出钢氧含量过高时，对应碳含量处于较低水平。因此，即使在真空条件下利用钢水中碳含量进行脱氧，在合金化前富余的氧含量仍然较高而不能满足要求。如果能使钢水中碳氧含量基本相当，则可利用碳氧反应降钢水中氧含量降低至较低水平。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种在冶炼低碳铝镇静钢及超低碳钢时，通过在RH真空处理过程中向高含氧量的钢水中添加增碳剂，及控制真空度调整增碳剂加入的方法，使在真空条件下加入增碳剂不会产生剧烈反应喷爆的问题，从而实现利用增碳剂与钢水中的氧反应，降低钢水合金化前的氧含量，达到提高钢水纯净度，降低铝丸消耗的在RH真空炉中脱氧的方法。
实现上述目的的措施：
一种在RH真空炉中脱氧的方法，其步骤：
1）经转炉冶炼后，钢水直接进入RH真空炉进行真空处理，并使出钢温度比常规出钢温度提高10~15℃；
2）在RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧：控制炉中真空度在4～6KPa；自开始进行真空处理的6分钟内，将要加入的增碳剂全部加完；增碳剂脱氧温降按照3～4kg/℃计；增碳剂的加入量按照以下公式计算：
m=(T0+T升-T降-T目标)×0.02kg/吨钢或
m=[（O到站-O合金化前+200）÷1.33-C到站]×0.0012kg/t
式中：m-表示增碳剂加入量，单位为：kg/吨钢；
T0-表示RH炉真空处理开始时的钢液温度，单位为：℃；
T降-表示钢液真空精炼过程中的温降数，单位为：℃；
T升-表示钢液合金化过程中的升温数，单位为：℃；
T目标-表示钢液目标结束时的温度，单位为：℃；
O到站-表示钢液到RH炉时的氧含量，单位为：ppm；
O合金化前-表示钢液合金化前氧的含量，即脱碳终点氧含量，单位为：ppm；
C到站-表示钢液到RH炉时的碳含量，单位为：ppm；
需要说明的是，两个公式都予以计算，最后取结果小的值为增碳剂的加入量；
当计算的m值未超过20kg时，则一次性加完；当m值超过20kg时，则采取分批加入方式，每批加入量最高限定为20kg，加入时间间隔不低于10秒钟，并要求在6分钟内加完；
3）按照常规进行后工序。
本发明中主要工序的作用
通过在RH真空处理过程中向高含氧量的钢水中添加增碳剂，及控制真空度调整增碳剂加入的方法，使在真空条件下加入增碳剂不会产生剧烈反应喷爆的问题，从而实现利用增碳剂与钢水中的氧反应，降低钢水合金化前的氧含量，提高钢水纯净度。
本发明与现有技术相比，其特点：
1、解决了传统工艺下钢水过氧化情况下只能通过加入大量铝合金脱氧的状况，使钢水合金化前氧含量同比下降20%以上，即从400pm以上降至250ppm以下。
、使用增碳剂作为脱氧剂，其产物CO不会污染钢水，且降低了合金化前的钢水氧含量，减少了AL2O3夹杂，提高了钢水的纯净度。
、使用增碳剂作为在RH真空炉中脱氧剂，还能显著降低生产成本，即使铝丸单耗从1.40Kg/吨钢降低至1.1Kg/吨钢以下。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
一种在RH真空炉中脱氧的方法，其步骤：
1）经转炉冶炼后，钢水直接进入RH真空炉进行真空处理，并使出钢温度比常规出钢温度提高10℃。
）在RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧：炉中真空度在5KPa；自开始进行真空处理的6分钟前，已将要加入的增碳剂全部加完；增碳剂脱氧温降按照3℃/分钟计；增碳剂的加入量按照以下公式计算：已知：T0=1622℃，T升=13℃，T降=35℃，T目标=1590℃，O到站=610ppm，
O合金化前=230ppm，C到站=355ppm分别带入以下公式，
m=(T0+T升-T降-T目标)×0.02kg/t或
m=[（O到站-O合金化前+200）÷133-C到站]×0.0012kg/t
经计算，在200t钢水量下，增碳剂加入量分别为40kg及19.5kg，取结果小的值为增碳剂的加入量，则本次增碳剂的加入量为19.5kg；
由于计算的m值未超过20kg，故将其在45秒时一次性加完了；
3）按照常规进行后工序。
经统计，在向RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧时，未出现喷溅现象；钢水合金化前氧含量由以前400ppm左右下降到230ppm，相比下降了42.5%；铝丸单耗为1.03Kg/吨钢。
实施例2
一种在RH真空炉中脱氧的方法，其步骤：
1）经转炉冶炼后，钢水直接进入RH真空炉进行真空处理，并使出钢温度比常规出钢温度提高15℃；
2）在RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧：炉中真空度在6KPa；自开始进行真空处理的6分钟前，已将要加入的增碳剂全部加完；增碳剂脱氧温降按照4kg/℃计；增碳剂的加入量按照以下公式计算：已知：T0=1627℃，T升=17.5℃，T降=35℃，T目标=1590℃，O到站=720ppm，
O合金化前=230ppm，C到站=305ppm分别带入以下公式，
m=(T0+T升-T降-T目标)×0.02kg/t或
m=[（O到站-O合金化前+200）÷133-C到站]×0.0012kg/t
经计算，200t钢水量下，增碳剂加入量分别为78kg及51kg，取结果小的值为增碳剂的加入量，则本次增碳剂的加入量为51kg；
由于计算的m值已超过20kg，故将其在3分钟之前分3次性加完；第一次、第二次加入量均为20kg，第三次加入量为11kg；
3）按照常规进行后工序。
经统计，在向RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧时，未出现喷溅现象；钢水合金化前氧含量由以前应为510ppm左右下降到230ppm，相比下降了54.9%；铝丸单耗为1.02Kg/吨钢。
实施例3
一种在RH真空炉中脱氧的方法，其步骤：
1）经转炉冶炼后，钢水直接进入RH真空炉进行真空处理，并使出钢温度比常规出钢温度提高12℃；
2）在RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧：炉中真空度在6KPa；自开始进行真空处理的6分钟前，已将要加入的增碳剂全部加完；增碳剂脱氧温降按照4kg/℃计；增碳剂的加入量按照以下公式计算：已知：T0=1625℃，T升=17℃，T降=35℃，T目标=1590℃，O到站=690ppm，
O合金化前=230ppm，C到站=300ppm分别带入以下公式，
m=(T0+T升-T降-T目标)×0.02kg/t或
m=[（O到站-O合金化前+200）÷133-C到站]×0.0012kg/t
经计算，增碳剂加入量分别为70kg及47kg，取结果小的值为增碳剂的加入量，则本次增碳剂的加入量为47kg；
由于计算的m值已超过20kg，故将其在3分钟之前分3次性加完了；第一次、第二次加入量均为20kg，第三次加入量为7kg；
3）按照常规进行后工序。
经统计，在向RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧时，未出现喷溅现象；钢水合金化前氧含量由以前应为490ppm左右下降到230ppm，相比下降了53.0%；铝丸单耗为1.01Kg/吨钢。
实施例4
一种在RH真空炉中脱氧的方法，其步骤：
1）经转炉冶炼后，钢水直接进入RH真空炉进行真空处理，并使出钢温度比常规出钢温度提高15℃；
2）在RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧：炉中真空度在5KPa；自开始进行真空处理的6分钟前，已将要加入的增碳剂全部加完；增碳剂脱氧温降按照4℃/分钟计；增碳剂的加入量按照以下公式计算：已知：T0=1620℃，T升=10℃，T降=35℃，T目标=1590℃，O到站=580ppm，
O合金化前=230ppm，C到站=362ppm分别带入以下公式，
m=(T0+T升-T降-T目标)×0.02kg/t或
m=[（O到站-O合金化前+200）÷133-C到站]×0.0012kg/t
经计算，增碳剂加入量分别为20kg及12kg，取结果小的值为增碳剂的加入量，则本次增碳剂的加入量为12kg；
由于计算的m值小于20kg，故将其在1分钟之前一次性加完了。
）按照常规进行后工序。
经统计，在向RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧时，未出现喷溅现象；钢水合金化前氧含量由以前应为300ppm左右下降到230ppm，相比下降了22.8%；铝丸单耗为1.0Kg/吨钢。
实施例5
一种在RH真空炉中脱氧的方法，其步骤：
1）经转炉冶炼后，钢水直接进入RH真空炉进行真空处理，并使出钢温度比常规出钢温度提高了15℃；
2）在RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧：炉中真空度在4KPa；自开始进行真空处理的6分钟前，已将要加入的增碳剂全部加完；增碳剂脱氧温降按照4℃/分钟计；增碳剂的加入量按照以下公式计算：已知：T0=1630℃，T升=27℃，T降=35℃，T目标=1590℃，O到站=896ppm，
O合金化前=230ppm，C到站=234ppm分别带入以下公式，
m=(T0+T升-T降-T目标)×0.02kg/t或
m=[（O到站-O合金化前+200）÷133-C到站]×0.0012kg/t
经计算，增碳剂加入量分别为128kg及100kg，取结果小的值为增碳剂的加入量，则本次增碳剂的加入量为100kg；
由于计算的m值已超过20kg，故将其在5分钟之前分5次性加完了；每次加入量均为20kg。
）按照常规进行后工序。
经统计，在向RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧时，未出现喷溅现象；钢水合金化前氧含量由以前应为780ppm左右下降到230ppm，相比下降了70.5%；铝丸单耗为1.025Kg/吨钢。
上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。
Claims (1)
1.一种在RH真空炉中脱氧的方法，其步骤：
1）经转炉冶炼后，钢水直接进入RH真空炉进行真空处理，并使出钢温度比常规出钢温度提高10~15℃；
2）在RH真空炉中加入增碳剂进行脱氧：控制炉中真空度在4～6KPa；自开始进行真空处理的6分钟内，将要加入的增碳剂全部加完；增碳剂脱氧温降按照3～4kg/℃计；增碳剂的加入量按照以下公式计算：
m=(T0+T升—T降—T目标)×0.02kg/吨钢或
m=[（O到站—O合金化前+200）÷1.33—C到站]×0.0012kg/t
式中：m—表示增碳剂加入量，单位为：kg/吨钢；
T0—表示RH炉真空处理开始时的钢液温度，单位为：℃；
T降—表示钢液真空精炼过程中的温降数，单位为：℃；
T升—表示钢液合金化过程中的升温数，单位为：℃；
T目标—表示钢液目标结束时的温度，单位为：℃；
O到站—表示钢液到RH炉时的氧含量，单位为：ppm；
O合金化前—表示钢液合金化前氧的含量，即脱碳终点氧含量，单位为：ppm；
C到站—表示钢液到RH炉时的碳含量，单位为：ppm；
需要说明的是，两个公式都予以计算，最后取结果小的值为增碳剂的加入量；
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3）按照常规进行后工序。
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