CN204918661U

CN204918661U - 一种单管式多功能真空精炼***

Info

Publication number: CN204918661U
Application number: CN201520504722.0U
Authority: CN
Inventors: 郭汉杰
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2025-07-13

Abstract

本实用新型涉及冶金领域，尤其涉及一种单管式多功能真空精炼***，针对关于使用DH、VD、RH、单嘴精炼炉炼钢精炼效率低、冶炼过程有整炉钢报废风险的问题，在冶金动力学理论计算的基础上，本实用新型提出了一种单管式多功能真空精炼***。在单浸渍管的一周同时设置吹氩装置，通过调节和控制吹氩的气泡大小、量和吹氩时间，提高精炼效率，增加浸渍管寿命，消除底部或仅在一侧吹氩时，造成装置的故障或效率低而使一包钢水有潜在报废的风险。

Description

一种单管式多功能真空精炼***

技术领域

本实用新型涉及冶金领域，尤其涉及一种单管式多功能真空精炼***。

背景技术

公知的钢的真空精炼装置主要有RH、DH、VD、VOD、单嘴精炼炉等，目前优质钢精炼阶段基本上都要经过这些装置。在一定的工艺条件下，根据不同钢种的需求完成脱除钢液有害元素，如碳、氧、氢、硫、氮及其夹杂物。就冶炼装置对工艺的适应性而言，VD、VOD的不足是前道工序带过来的渣，部分或全部阻止了真空与钢液的接触面而降低了真空冶炼的效率；如果要对钢液在真空下进行脱硫时，对这些渣的改性处理需要加入更多的渣，更加减少了钢液与真空接触的表面。

RH精炼炉被认为是目前最有效的优质钢真空精炼装置。但RH的不足主要有如下方面：1)脱硫效率低；2)由于钢液在装置中的高速流动，在钢液与真空的表面产生液柱并喷溅，部分钢液粘在真空室的壁上，清理困难；3)由于钢液的高速流动使浸渍管耐火材料的消耗加剧，浸渍管的寿命很短，影响RH装置的运行效率，增加精炼的运行成本；4)由于人为地把钢液的上行和下行用两个浸渍管分开，在一定的环流量的情况下，用“气泡泵”带动钢液循环时，相对细小的上、下流通道对钢液的阻力，必须加大“气泡泵”所用的氩气的流量，使冶炼成本增加，也加速了管道耐材的消耗。

针对以上问题，受DH和RH的启发，近些年来不断有公开的专利对其进行改进，如将DH的单管和RH的上下流双管的思想结合的“单嘴精炼炉”就是其中较为典型的改进。但单嘴精炼炉的不足：1)仅由钢包底部透气砖吹氩，受流程优化的限制，吹氩位置要求严格，由于各种原因，这在企业有时难以满足；2)吹氩位置只能定在一个位置，而这个位置确定后，其吹氩量不能太大，因此影响了冶炼效率；3)仅一个位置吹氩，在实际冶炼过程有很大风险，若该位置发生堵塞，整炉钢就有报废的风险。

出于上述原因，开发一种更为高效、安全运行、能全面解决真空精炼问题的装置是必要的。

实用新型内容

针对关于使用DH、VD、RH、单嘴精炼炉炼钢精炼效率低、冶炼过程有整炉钢报废风险的问题。在冶金动力学理论计算的基础上，本实用新型提出了一种单管式多功能真空精炼***。在单浸渍管的一周同时设置吹氩装置，该吹氩装置为侧壁吹氩管，侧壁吹氩管为多层，每层有若干出气口，每层设置有控制阀门，通过控制阀门调节吹氩的气泡大小、量和吹氩时间，提高精炼效率，增加浸渍管寿命，消除底部或仅在浸渍管一侧吹氩时，造成装置的故障或效率低而使一包钢水有潜在报废的风险。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种单管式多功能真空精炼***，所述单管式多功能真空精炼***包括精炼单元和钢包单元，所述精炼单元包括真空室、浸渍管,所述钢包单元为钢包装置，所述真空室下部和浸渍管连接，所述钢包装置内装有钢液，所述浸渍管置于所述钢液中，所述浸渍管周围安装有侧壁吹氩管，所述侧壁吹氩管为层状结构，每层有出气口，所述出气口均匀分布在所述浸渍管内侧一周。

优先地，所述侧壁吹氩管内径为Φ2-20mm，所述侧壁氩气管的层状结构包括1-50层，每层2-200个吹气口，所述侧壁氩气管层与层之间的距离为10-1000mm。

优先地，所述侧壁氩气管每层设置有控制阀门，控制所述出气口的气体流量调节范围在0.1-1000Nl/min·t。

优先地，所述浸渍管的底侧端部与浸渍管外部钢液的液面的距离为200-700mm。

优先地，所述真空室下部槽的内径R₂为所述浸渍管的内径R₁的1-2倍。

优先地，所述真空室上端连接一个抽真空***。

附图说明

图1为实用新型是涉及的一种单管式多功能真空精炼***的原理示意图；

图2为实用新型涉及的一种单管式多动能真空精炼***的单浸渍管吹气***管路布置图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

本实用新型涉及一种单管式多动能真空精炼***，如图1所示，所述单管式多功能精炼***包括精炼单元和钢包单元；所述精炼单元包括真空室1、浸渍管2，所述真空室1上部连接一抽真空***，所述真空***为现有技术中可以对所述真空室1进行抽真空的一系列设备，所述真空室1下部槽连接浸渍管2，所述钢包单元为钢包装置4，所述浸渍管2***所述钢包装置3上部；所述浸渍管2周围安装有侧壁吹氩管3，所述钢包装置4盛有待精炼的钢液5。所述侧壁吹氩管3内径为Φ2-20mm，所述侧壁氩气管3分为1-50层，每层2-200个吹气口分布在所述浸渍管一周，每层侧壁氩气管设置有流量控制阀门，出气口的气体流量调节范围为0.1-1000Nl/min·t，所述侧壁氩气管层与层之间的距离为10-1000mm。所述真空室1下部槽的内径R₂为所述浸渍管2的内径R₁的1-2倍，所述浸渍管2的底侧端部与所述钢液5的液面距离为200-700mm。

本实用新型所涉及的一种单管式多功能真空精炼***，在单浸渍管的一周同时设置吹氩装置，该吹氩装置为侧壁吹氩管，侧壁吹氩管为多层，每层有若干出气口，每层设置有控制阀门，通过控制阀门调节吹氩的气泡大小、量和吹氩时间，提高精炼效率，增加浸渍管寿命，消除底部或仅在浸渍管一侧吹氩时，造成装置的故障或效率低而使一包钢水有潜在报废的风险。该单管式多功能真空精炼***可以实现脱除钢液中脱氧、脱氮、脱氢、脱氮的一种或者多种。

为了进一步解释本实用新型，列出了三个实施案例。

实施例一

80吨单管多功能精炼炉脱碳为例。

1)相关参数如下：

(1)钢液总质量80吨，即W＝80000Kg；

(2)单浸渍管内径1米，外径1.68米。分别在浸渍管下端200mm、260mm、320mm位置设置三层吹氩管，每层24个，孔的直径为Φ0.002m，层与层之间吹氩管错位布置；

(3)钢包上口直径2.595米，底部直径2.275米，高3.2米；

(4)单浸渍管浸入钢液深度0.4米，当真空度为67Pa时，浸渍管内钢液高度1.46米；

(5)大气下浸渍管外部钢液深度2.435米，真空室内钢液总深度3.895米；

2)使用本单管多功能真空精炼炉对IF钢实施的脱碳工艺：

从转炉冶炼过来的钢水，到站初始碳含量为0.04％，初始氧含量为0.06％。

首先，将浸渍管***钢液，随着抽真空的进行，真空室的液面升高，钢包液面降低，保持浸渍管***钢液深度为0.4m，同时吹氩流量为50N/min(0.625Nl/min·t)；3分钟后，真空室内真空度降到2000Pa时，增加吹氩到300N/min(3.75Nl/min·t)。

10分钟后，碳含量降低到0.015％，真空度降低到67Pa，增加吹氩流量到400N/min(5Nl/min·t)，强制脱碳，维持10分钟左右，取样分析碳含量、定氧。脱碳时间22分钟，终点碳含量0.0017。脱碳时平均温度1873K。

实施例二

80吨单管多功能精炼炉脱硫为例。

1)相关参数同实施案例一。

2)使用本单管多功能真空精炼炉对IF钢实施的脱硫工艺：

从转炉冶炼过来的钢水，测温取样。到站初始碳含量为0.04％，初始氧含量为0.06％，初始硫含量为0.0078％，钢包液面渣厚90mm。

首先，将浸渍管***钢液，随着抽真空的进行，真空室的液面升高，钢包液面降低，保持浸渍管***钢液深度为0.4m，同时吹氩流量为100N/min(1.25Nl/min·t)；3分钟后，真空室内真空度降到2000Pa时，增加吹氩到300N/min(3.75Nl/min·t)。

10分钟后，碳含量降低到0.015％，真空度降低到67Pa，增加吹氩流量到400N/min(5Nl/min·t)，强制脱碳，维持10分钟左右，取样分析碳含量、定氧。脱碳时间20分钟，终点碳含量0.0035％。脱碳时平均温度1883K。此时氧含量降到20ppm以下。

从真空料仓加入300Kg脱硫剂(80％活性石灰+20％萤石)，吹氩流量300N/min,维持8分钟，停止吹氩，测温取样，破真空，冶炼结束。

实施例三

80吨单管多功能精炼炉脱氢为例。

1)相关参数同实施案例一。

2)使用本单管多功能真空精炼炉对GCr15钢实施的脱氢工艺：

从转炉冶炼过来的钢水，测温取样。到站初始氢含量为0.00035％，钢包液面渣厚80mm。

在浸渍管***钢液前，利用钢包底部透气砖吹氩，吹氩流量设置为200N/min(2.5Nl/min·t)，使钢液中心部分裸露，渣流向靠近钢包***；***浸渍管，开始抽真空，此时停止底部透气砖吹氩，启动浸渍管吹氩装置吹氩，吹氩流量为50N/min(0.625Nl/min·t)，随着抽真空的进行，真空室的液面升高，钢包液面降低，保持浸渍管***钢液深度为0.4m，逐渐增加吹氩流量，直到5分钟时，真空室内真空度降到67Pa时，增加吹氩到300N/min(3.75Nl/min·t)。

第20分钟，维持真空度67Pa及吹氩流量300N/min(3.75Nl/min·t)，测温、取样、定氢，此时氢含量为0.00012％，停止吹氩，破真空，冶炼结束。

Claims

1.一种单管式多功能真空精炼***，所述单管式多功能真空精炼***包括精炼单元和钢包单元，所述精炼单元包括真空室、浸渍管,所述钢包单元为钢包装置，其特征在于，所述真空室下部和浸渍管连接，所述钢包装置内装有钢液，所述浸渍管置于所述钢液中，所述浸渍管周围安装有侧壁吹氩管，所述侧壁吹氩管为层状结构，每层有出气口，所述出气口均匀分布在所述浸渍管内侧一周。

2.根据权利要求1所述的一种单管式多功能真空精炼***，其特征在于，所述侧壁吹氩管内径为Φ2-20mm，所述侧壁氩气管的层状结构包括1-50层，每层2-200个吹气口，所述侧壁氩气管层与层之间的距离为10-1000mm。

3.根据权利要求2所述的一种单管式多功能真空精炼***，其特征在于，所述侧壁氩气管每层设置有控制阀门。

4.根据权利要求3所述的一种单管式多功能真空精炼***，其特征在于，所述浸渍管的底侧端部与浸渍管外部钢液的液面的距离为200-700mm。

5.根据权利要求4所述的一种单管式多功能真空精炼***，其特征在于，所述真空室下部槽的内径R₂为所述浸渍管的内径R₁的1-2倍。

6.根据权利要求1所述的一种单管式多功能真空精炼***，其特征在于，所述真空室上端连接一个抽真空***。