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一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法

文献发布时间:2024-04-18 20:00:25


一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金的技术领域,尤其涉及一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法。

背景技术

RH精炼是高品质钢真空精炼的重要手段,具有脱碳、去除夹杂物、除气(氢、氮)、脱硫等精炼功能。但RH精炼生产中还存在钢中碳和溶解氮难以高效深度脱除、钢中夹杂物难以高效深度去除、脱硫效率不高等难题,造成部分高品质钢质量差、成材率低等问题。

随着低碳钢铁冶金的发展,电炉炼钢占比越来越多,电炉炼钢所得钢中氮含量较高,生产一些高品质钢时遇到钢中氮难以高效深度去除问题。

例如:中国专利CN104404205A公开了一种增氮析氮法去除钢液中显微非金属夹杂物的方法,其是通过向钢液增氮然后对钢液进行真空处理在钢液内部析出微小氮气泡去除钢中夹杂物;然而该技术存在钢中残余氮较高,应用受到限制。

中国专利CN106086315A公开了一种在钢液中生成微小气泡的方法,其是通过向钢液中通入焦炉煤气或天然气,使钢液中氢含量达到8ppm以上,在钢液中生成微小氢气泡,促进钢中氮和夹杂物去除;但是该方法存在精炼后钢液中残余氢含量较高的问题。

且现有技术中采用氢气提高RH精炼效果的方法虽然有有一些,但是大多数不能够协同提高脱碳、脱氮、脱硫的效果。

例如:中国专利CN113621759A公开了一种采用氢气提高RH精炼效果的方法,其是通过在RH精炼过程采用氢气代替氩气作为提升气体,真空脱碳,将提升气体切换为氩气,真空去气和去夹杂,最后加铝脱氧;然而其对氢气的利用率并不高,只通过采用氢气代替氩气作为提升气体并不能够进行深层次的脱碳、脱氮和脱硫,夹杂物的去除率也是如此。

中国专利CN101603115A公开了一种将氢气用于钢液脱氧的工艺,其是在在转炉吹氧脱碳结束时或钢包精炼时或RH生产超低碳钢吹氧脱碳结束时,将H

中国专利CN109628705A公开了一种低碳不锈钢的RH精炼方法,其是在进站碳、氧含量较高的情况下,经过高温初步脱碳、吹氧强制脱碳、吹氢脱氧、真空脱气能够快速将钢液的碳、氧、氢含量降到超低水平,并同时使铬保持较高的收得率,减少渣量,并且不用使用铝脱氧,减少了氧化铝类夹杂物;然而其最终的钢液中氧含量较高,脱氮和脱硫率较低,夹杂物不能深度去除。

为了解决上述问题,本发明提出了一种在RH上升管、真空罐侧面及底部向钢中吹入氢气,利用氢与钢中氧、硫反应,促进精炼控氧与脱硫;利用溶解氢在钢中析出的细小气泡及溶解氢在钢液中碳氧反应及析氮反应生成气泡中的稀释作用,促进RH精炼脱碳和脱氮反应;利用侧吹和底吹加强搅拌,促进RH真空罐中的化学反应及夹杂物碰撞聚合长大;综合利用控氧反应、微小氢气泡粘附夹杂物功能及强化搅拌促进夹杂物碰撞聚合长大功能,促进夹杂物的去除;最后在RH精炼后期利用上升管吹氩、真空罐侧面及底部吹氩,充分利用氢容易在真空条件下从钢液脱除的特点,并利用RH优异的快速脱气动力学优势,通过大流量复合吹氩,促进脱氢,并进一步脱氮及去除夹杂物,同时去除钢中溶解氢,解决溶解氢较高问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是当前的低碳钢铁冶金中,氮含量、氢含量难以进行有效控制,且在RH精炼过程中不能够协同提高脱碳、脱氮、脱硫的效果,往往是一方面提高了,另一方面降低;且提高方法虽然包括改变氧枪枪位、改变上升管吹气气体成分、改变喷吹方式等,但是并没有一种能够高效协同利用溶解氢提高脱碳、脱氮、脱硫效果的RH精炼改进方式,这是亟需研究并解决的技术难题。

为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案如下:

一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法,所述通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法如下所示:

RH精炼过程中,在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,并在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气;

RH精炼后期,将上升管吹入氢气切换为氩气进行循环精炼,并在真空罐侧面和底部中的至少一个部位向钢液吹入氩气。

优选地,复合吹氢中上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体采用现有的RH吹氩系统,吹氢氢气流量与氩气流量相近,且需要根据RH精炼钢液处理量、装置的大小和不同精炼期选择流量,控制在500-4000NL/min;吹气管直径控制在1-6mm。

优选地,为了强化氢气在钢液中的溶解,可适当减小上升管吹气管的直径。

优选地,所述在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,其中:

在真空罐侧面距真空罐内底部1-30mm处安装有4-30个气体喷嘴,通过喷嘴向真空罐内钢液吹入氢气,吹氢压力为0.5-2.0MPa,吹氢总流量为1000-5000NL/min;

在真空罐底部安装有2-20个透气塞或透气砖或喷嘴,通过这些装置向真空罐内钢液吹入氢气,吹氢压力为0.1-1.8MPa,吹氢总流量为500-3000NL/min。

优选地,RH精炼后期,将复合吹氢切换为复合吹氩,其中的吹氩装置与前述吹氢装置相同,上升管吹氩压力为0.5-1.8MPa,流量为1000-4000NL/min;侧吹氩压力为0.5-2.0MPa,流量为1000-5000NL/min;底吹氩压力为0.1-1.8MPa,流量为500-3000NL/min,吹氩时间为5-12min,钢中残余氢降低到2ppm以下。

优选地,针对RH深脱碳精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包抬升,使RH精炼装置上升管和RH精炼装置下降管同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐真空度低于25000Pa,立即通过RH上升管吹气装置向钢液吹入氢气提升气体,以驱动钢液循环精炼,喷吹氢气的流量为500-3000NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐内真空压力;

步骤三、根据进站温度,选择是否需要顶加铝OB升温;如需升温,加铝吹氧升温,生成的三氧化二铝夹杂物在后续精炼中将被精炼去除;如不需升温,继续精炼;

步骤四、根据进站的钢液碳含量和氧含量,选择是否需要顶吹氧,如果需要顶吹氧,选择顶吹氧气量;

步骤五、如果需要顶吹氧,当真空罐真空压力降到10000Pa以下时,RH精炼装置真空室氧枪开始顶吹氧,顶吹氧结束后,抽真空进一步提高RH真空室的真空度和真空脱碳程度;如不需吹氧,直接抽真空进一步提高RH真空室的真空度和真空脱碳程度;

步骤六、脱碳3-7min后,提高真空罐真空度为20-200Pa;提高步骤二中RH上升管的吹氢流量为1000-4000NL/min;

步骤七、脱碳5-7min后,钢中碳含量低于30-80ppm时,真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,以强化脱碳、脱氧;其中,真空罐侧吹氢气压力为0.5-2.0MPa,真空罐侧吹氢气总流量为1000-5000NL/min;真空罐底吹吹氢压力为0.1-1.8MPa,真空罐底吹吹氢总流量为500-3000NL/min;

步骤八、脱碳结束后,切换提升气体氢气为氩气,通过真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;上升管提升氩气流量为1000-4000NL/min,真空罐侧吹氩气压力为0.5-2.0MPa,真空罐侧吹氩气总流量为1000-5000NL/min;真空罐底吹氩气压力0.1-1.8MPa,真空罐底吹氩气总流量为500-3000NL/min;

步骤九、加铝脱氧;继续真空处理5-12min,破空结束真空处理。

优选地,RH精炼初期,上升管向钢液喷吹氢气的流量为500-3000NL/min;RH精炼脱碳3-7分钟后,上升管向钢液喷吹氢气的流量提升为1000-4000NL/min,加强钢液循环速率,具体流量大小,根据RH精炼钢液处理量、装置的大小选择合适的流量。

优选地,步骤三至五抽真空的真空度为100-10000Pa,步骤六及其以后,真空度为20-200Pa。

优选地,步骤五的吹氧量为:

Q

Q

优选地,步骤七通过真空罐侧面吹气装置向钢液吹入氢气,吹氢压力为0.5-2.0MPa,吹氢总流量为1000-5000NL/min;

优选地,步骤七通过真空罐底部吹气装置向钢液吹入氢气,吹氢压力0.1-1.8MPa,吹氢总流量500-3000NL/min;

优选地,步骤七通过真空罐侧面吹气装置或底部吹气装置向钢液吹入氢气的开始时刻为钢中碳含量低于30-80ppm;

优选地,步骤八的脱碳结束后,溶解氧为50-280ppm,钢中碳为5-30ppm;

优选地,步骤八通过真空罐侧面吹气装置向钢液吹入氩气,吹氩压力为0.5-2.0MPa,吹氩总流量为1000-5000NL/min。

优选地,步骤八通过真空罐底部吹气装置向钢液吹入氩气,吹氩压力0.1-1.8MPa,吹氩总流量500-3000NL/min。

优选地,步骤九的真空处理结束后,钢中氧为10-60ppm,溶解氢为0.5-2.0ppm,氮为8-30ppm。

优选地,针对RH脱气脱夹杂精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包抬升,使RH精炼装置上升管和RH精炼装置下降管同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内;

步骤二、启动真空系统,快速抽真空,提升钢液的液位;真空罐真空度低于1000Pa后通过RH上升管吹气装置向钢液吹入氢气,以驱动钢液循环精炼,喷吹氢气的流量为1000-4000NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐真空压力;

步骤三、根据进站温度,选择是否需要顶加铝OB升温;如需升温,加铝吹氧升温,生成的三氧化二铝夹杂物在后续精炼中将被精炼去除;如不需升温,继续脱气精炼;

步骤四、当真空罐真空压力低于200Pa后,通过真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,以强化脱氮、脱硫、去夹杂;真空罐侧吹氢气压力为0.5-2.0MPa,真空罐侧吹氢气总流量为1000-5000NL/min;真空罐底吹吹氢压力为0.1-1.8MPa,真空罐底吹吹氢总流量为500-3000NL/min;

步骤五、精炼8-15分钟后,切换提升气体氢气为氩气,通过真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;上升管提升氩气流量为1000-4000NL/min,真空罐侧吹氩气压力为0.5-2.0MPa,真空罐侧吹氩气总流量为1000-5000NL/min;真空罐底吹氩气压力为0.1-1.8MPa,真空罐底吹吹氩总流量为500-3000NL/min;

步骤六、继续真空处理5-12min,破空结束真空处理。

优选地,RH精炼过程中,复合吹氢,当钢液中溶解氧含量大于50ppm时,吹入的氢气和溶解在钢中的氢在真空条件下将直接与钢中溶解氧反应,生成气态水蒸气进入炉气,以降低钢中氧含量;通过向钢液中大流量复合喷吹氢气,促进氢气在钢液中的溶解,促进吹入氢气与钢液中溶解氧的反应,以降低后续采用固体脱氧剂进一步深脱氧时产生的夹杂物数量;

当钢液中溶解氧含量低于50ppm且钢中硫含量大于40ppm时,吹入的氢气和溶解在钢中的氢在真空条件下将直接与钢中硫反应,生成气态硫化氢,以降低钢中硫含量。

优选地,上升管向钢液喷吹氢气的流量为1000-4000NL/min,加强钢液循环速率,具体流量大小,根据RH精炼钢液处理量、装置的大小选择合适的流量。

优选地,步骤四及其以后,真空度为5-200Pa。

优选地,步骤四通过真空罐侧面吹气装置向钢液吹入氢气,吹氢压力为0.5-2.0MPa,吹氢总流量为1000-5000NL/min。

优选地,步骤四通过真空罐底部吹气装置向钢液吹入氢气,吹氢压力0.1-1.8MPa,吹氢总流量500-3000NL/min。

优选地,步骤六的真空处理结束后,钢中总氧为3-20ppm,溶解氢为0.5-2.0ppm,氮为10-100ppm,硫为5-100ppm。

本发明的技术原理:

RH精炼过程中,在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,吹入的氢气与钢液中氧、硫反应,控制钢液中氧和硫含量,促进钢液脱碳和脱氮反应,促进夹杂物去除;在真空罐底部或侧面也向钢液吹入氢气,提高RH真空罐吹入氢气量,强化上述控氧、控硫、脱碳、脱氮及去除夹杂物效果。RH精炼后期,将上升管吹入氢气切换为氩气进行循环精炼,并在真空罐侧面或底部吹入氩气,促进RH精炼真空脱氢、脱氮和夹杂物去除,控制钢中残余氢。利用该方法可显著促进RH精炼脱碳、控氧、脱氮、脱硫和去除夹杂物效果。

所述RH精炼过程在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,同时在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,吹入的氢气和溶解在钢中的氢在真空条件下将直接与钢中溶解氧反应,H

所述RH精炼过程在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,同时在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,吹入的氢气和溶解在钢中的氢在真空条件下将直接与钢中硫反应,H

所述RH精炼过程在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,同时在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,产生氢气泡,钢中碳和氧可在氢气泡表面反应,生成CO进入氢气泡,促进钢液脱碳反应;同时,吹入的氢气会部分溶解在钢液中,这部分溶解氢在钢液中扩散;一部分溶解氢将在钢液中碳氧反应生成的CO气泡界面析出,降低气泡中CO压力,促进碳氧反应;一部分溶解氢将在钢液中析出微小氢气泡,生成的微小氢气泡可促进钢液中碳和氧在其表面反应生成CO进入气泡,进一步促进碳氧反应;从侧边和底部吹入的氢气还显著促进了真空罐内钢液的搅拌和传质,进一步促进真空罐内钢液的脱碳反应。

所述RH精炼过程在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,同时在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,生成氢气泡,钢中氮可在氢气泡表面析出,生成N

所述RH精炼过程在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,同时在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,促进了RH精炼控氧,降低了固体脱氧剂脱氧前氧含量,减少了初始夹杂物的生成;析出的微小氢气泡粘附捕捉夹杂物,促进了夹杂物的去除;强搅拌促进了夹杂物碰撞聚合长大,也促进了夹杂物的去除;这些综合作用,显著提升了RH精炼去除夹杂物功能。

上述技术方案,与现有技术相比至少具有如下有益效果:

上述方案,本发明提出了一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法,可以解决现有技术中RH精炼不能深度协同去除碳、氮、硫、氢和夹杂物、以及超低氧含量控制的问题,使得所制备低碳钢中碳、氮、硫、氢和夹杂物的含量降到非常低,并且其中的氧含量能够达到非常低。

本发明通过复合吹氢,即在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,同时在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,利用氢气和钢液中的溶解氧反应可控制RH深脱碳精炼过程钢中氧含量,由于采用多种装置复合吹氢,吹氢量大,控氧效果好,故而可以高效深度脱除钢液中的氧含量、碳含量、氮含量和硫含量,并且由于氢气的搅拌混合作用,促进钢液中的传质,进一步促进相关反应。

本发明通过控制吹氢压力、吹氢总流量、吹氢部位的装置结构个数等因素来控制反应过程,显著促进了真空罐内钢液的传输与传质,显著促进了RH精炼脱碳反应、脱硫反应、脱氮反应、脱氧反应,并且产生的均匀弥散的氢气泡,降低脱氧剂的添加和夹杂物的大量生成。

本发明后续的复合吹氩和真空处理去气的时机选择,能够最大限度的去除残余氢对低碳钢性能的不利影响,强化了RH真空处理脱氢动力学,最终使得针对RH深脱碳精炼方法所制备钢中氧为10-60ppm,溶解氢为0.5-2.0ppm,氮为8-30ppm;针对RH脱气脱夹杂精炼方法所制备钢中总氧为3-20ppm,溶解氢为0.5-2.0ppm,氮为10-100ppm,硫为5-100ppm。

总之,本发明方法相对于其他传统方法,通过在RH精炼中的复合吹氢、复合吹氩和真空处理,能够深度协同去除碳、氮、硫、氢和夹杂物,并进行超低氧含量控制,同时降低了脱氧剂的添加和夹杂物的大量生成,装置结构改进方式简单,操作简单,生产成本低,效率高,利于工业大规模生产和推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法示意图;

图2为本发明的一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法中真空罐横截面示意图;

图3为本发明的RH一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法中精炼后期吹氩示意图;

图4为本发明的RH一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法中氢在钢液中溶解的动力学曲线示意图;

图5为本发明的RH一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法中氢在钢液中真空条件下(真空压力小于200Pa)钢液中溶解氢析出动力学示意图;

附图标记说明如下:

1-真空罐,2-真空罐侧面吹气装置,3-真空罐底部吹气装置,4-真空罐内底面,5-RH下降管,6-RH上升管,7-RH上升管吹气管,8-钢包。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法,所述通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法如下所示:

RH精炼过程中,在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,并在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气;

RH精炼后期,将上升管吹入氢气切换为氩气进行循环精炼,并在真空罐侧面和底部中的至少一个部位向钢液吹入氩气。

特别地,复合吹氢中上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体采用现有的RH吹氩系统,吹氢氢气流量与氩气流量相近,且需要根据RH精炼钢液处理量、装置的大小和不同精炼期选择流量,控制在500-4000NL/min;吹气管直径控制在1-6mm。

特别地,为了强化氢气在钢液中的溶解,可适当减小上升管吹气管的直径。

特别地,所述在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,其中:

在真空罐侧面距真空罐内底部1-30mm处安装有4-30个气体喷嘴,通过喷嘴向真空罐内钢液吹入氢气,吹氢压力为0.5-2.0MPa,吹氢总流量为1000-5000NL/min;

在真空罐底部安装有2-20个透气塞或透气砖或喷嘴,通过这些装置向真空罐内钢液吹入氢气,吹氢压力为0.1-1.8MPa,吹氢总流量为500-3000NL/min。

特别地,RH精炼后期,将复合吹氢切换为复合吹氩,其中的吹氩装置与前述吹氢装置相同,上升管吹氩压力为0.5-1.8MPa,流量为1000-4000NL/min;侧吹氩压力为0.5-2.0MPa,流量为1000-5000NL/min;底吹氩压力为0.1-1.8MPa,流量为500-3000NL/min,吹氩时间为5-12min,钢中残余氢降低到2ppm以下。

特别地,针对RH深脱碳精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包抬升,使RH精炼装置上升管和RH精炼装置下降管同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐真空度低于25000Pa,立即通过RH上升管吹气装置向钢液吹入氢气提升气体,以驱动钢液循环精炼,喷吹氢气的流量为500-3000NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐内真空压力;

步骤三、根据进站温度,选择是否需要顶加铝OB升温;如需升温,加铝吹氧升温,生成的三氧化二铝夹杂物在后续精炼中将被精炼去除;如不需升温,继续精炼;

步骤四、根据进站的钢液碳含量和氧含量,选择是否需要顶吹氧,如果需要顶吹氧,选择顶吹氧气量;

步骤五、如果需要顶吹氧,当真空罐真空压力降到10000Pa以下时,RH精炼装置真空室氧枪开始顶吹氧,顶吹氧结束后,抽真空进一步提高RH真空室的真空度和真空脱碳程度;如不需吹氧,直接抽真空进一步提高RH真空室的真空度和真空脱碳程度;

步骤六、脱碳3-7min后,提高真空罐真空度为20-200Pa;提高步骤二中RH上升管的吹氢流量为1000-4000NL/min;

步骤七、脱碳5-7min后,钢中碳含量低于30-80ppm时,真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,以强化脱碳、脱氧;其中,真空罐侧吹氢气压力为0.5-2.0MPa,真空罐侧吹氢气总流量为1000-5000NL/min;真空罐底吹吹氢压力为0.1-1.8MPa,真空罐底吹吹氢总流量为500-3000NL/min;

步骤八、脱碳结束后,切换提升气体氢气为氩气,通过真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;上升管提升氩气流量为1000-4000NL/min,真空罐侧吹氩气压力为0.5-2.0MPa,真空罐侧吹氩气总流量为1000-5000NL/min;真空罐底吹氩气压力0.1-1.8MPa,真空罐底吹氩气总流量为500-3000NL/min;

步骤九、加铝脱氧;继续真空处理5-12min,破空结束真空处理。

特别地,RH精炼初期,上升管向钢液喷吹氢气的流量为500-3000NL/min;RH精炼脱碳3-7分钟后,上升管向钢液喷吹氢气的流量提升为1000-4000NL/min,加强钢液循环速率,具体流量大小,根据RH精炼钢液处理量、装置的大小选择合适的流量。

特别地,步骤三至五抽真空的真空度为100-10000Pa,步骤六及其以后,真空度为20-200Pa。

特别地,步骤五的吹氧量为:

Q

Q

特别地,步骤七通过真空罐侧面吹气装置向钢液吹入氢气,吹氢压力为0.5-2.0MPa,吹氢总流量为1000-5000NL/min;

特别地,步骤七通过真空罐底部吹气装置向钢液吹入氢气,吹氢压力0.1-1.8MPa,吹氢总流量500-3000NL/min;

特别地,步骤七通过真空罐侧面吹气装置或底部吹气装置向钢液吹入氢气的开始时刻为钢中碳含量低于30-80ppm;

特别地,步骤八的脱碳结束后,溶解氧为50-280ppm,钢中碳为5-30ppm;

特别地,步骤八通过真空罐侧面吹气装置向钢液吹入氩气,吹氩压力为0.5-2.0MPa,吹氩总流量为1000-5000NL/min。

特别地,步骤八通过真空罐底部吹气装置向钢液吹入氩气,吹氩压力0.1-1.8MPa,吹氩总流量500-3000NL/min。

特别地,步骤九的真空处理结束后,钢中氧为10-60ppm,溶解氢为0.5-2.0ppm,氮为8-30ppm。

特别地,针对RH脱气脱夹杂精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包抬升,使RH精炼装置上升管和RH精炼装置下降管同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内;

步骤二、启动真空系统,快速抽真空,提升钢液的液位;真空罐真空度低于1000Pa后通过RH上升管吹气装置向钢液吹入氢气,以驱动钢液循环精炼,喷吹氢气的流量为1000-4000NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐真空压力;

步骤三、根据进站温度,选择是否需要顶加铝OB升温;如需升温,加铝吹氧升温,生成的三氧化二铝夹杂物在后续精炼中将被精炼去除;如不需升温,继续脱气精炼;

步骤四、当真空罐真空压力低于200Pa后,通过真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,以强化脱氮、脱硫、去夹杂;真空罐侧吹氢气压力为0.5-2.0MPa,真空罐侧吹氢气总流量为1000-5000NL/min;真空罐底吹吹氢压力为0.1-1.8MPa,真空罐底吹吹氢总流量为500-3000NL/min;

步骤五、精炼8-15分钟后,切换提升气体氢气为氩气,通过真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;上升管提升氩气流量为1000-4000NL/min,真空罐侧吹氩气压力为0.5-2.0MPa,真空罐侧吹氩气总流量为1000-5000NL/min;真空罐底吹氩气压力为0.1-1.8MPa,真空罐底吹吹氩总流量为500-3000NL/min;

步骤六、继续真空处理5-12min,破空结束真空处理。

特别地,RH精炼过程中,复合吹氢,当钢液中溶解氧含量大于50ppm时,吹入的氢气和溶解在钢中的氢在真空条件下将直接与钢中溶解氧反应,生成气态水蒸气进入炉气,以降低钢中氧含量;通过向钢液中大流量复合喷吹氢气,促进氢气在钢液中的溶解,促进吹入氢气与钢液中溶解氧的反应,以降低后续采用固体脱氧剂进一步深脱氧时产生的夹杂物数量;

当钢液中溶解氧含量低于50ppm且钢中硫含量大于40ppm时,吹入的氢气和溶解在钢中的氢在真空条件下将直接与钢中硫反应,生成气态硫化氢,以降低钢中硫含量。

特别地,上升管向钢液喷吹氢气的流量为1000-4000NL/min,加强钢液循环速率,具体流量大小,根据RH精炼钢液处理量、装置的大小选择合适的流量。

特别地,步骤四及其以后,真空度为5-200Pa。

特别地,步骤四通过真空罐侧面吹气装置向钢液吹入氢气,吹氢压力为0.5-2.0MPa,吹氢总流量为1000-5000NL/min。

特别地,步骤四通过真空罐底部吹气装置向钢液吹入氢气,吹氢压力0.1-1.8MPa,吹氢总流量500-3000NL/min。

特别地,步骤六的真空处理结束后,钢中总氧为3-20ppm,溶解氢为0.5-2.0ppm,氮为10-100ppm,硫为5-100ppm。

实施例1

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液碳含量0.038%,进站氧含量550ppm,氮含量为61ppm,目标碳含量0.001%;如图1-2所示,针对RH深脱碳精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为500mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于2500Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为16根,直径为5mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为1000NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,需要顶加铝OB升温,加铝70公斤,吹氧50m

步骤四、根据进站的钢液碳含量和氧含量,需要顶吹氧;当真空罐真空压力降到3000Pa以下时,RH精炼装置真空室氧枪开始顶吹氧,吹氧55m

步骤五、脱碳3分钟后,提高真空罐真空度为110Pa;提高RH上升管吹气管7吹氢流量,RH上升管6向钢液喷吹氢气的流量为2200NL/min;

步骤六、脱碳7分钟后,钢中碳含量75ppm,通过真空罐侧面吹气装置2和真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐侧面吹气装置2为真空罐侧吹喷嘴,共9个真空罐侧吹喷嘴,距真空罐内底面4的底部10mm,氢气压力为1.8MPa,吹氢总流量为3200NL/min;真空罐底吹吹气装置3为透气塞,共5个透气塞,吹氢压力0.11MPa,吹氢总流量1180NL/min;溶解氢变化如图4所示,其含量很快上升;

步骤七、继续脱碳5分钟,钢中碳降低为7.9ppm,溶解氧为92ppm,切换提升气体氢气为氩气,如图3所示,通过真空罐侧面吹气装置2和真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;RH上升管6提升氩气流量2300NL/min,真空罐侧吹氩气压力为1.8MPa,吹氩总流量为4000NL/min;真空罐底吹氩气压力0.11MPa,吹氩总流量1100NL/min;如图5所示,氢在钢液中真空条件下(真空压力小于200Pa)钢液中溶解氢在0-5min内急剧下降;

步骤八、加铝脱氧;继续真空处理5min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为48ppm,溶解氢为1.1ppm,氮为25ppm。

实施例2

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液碳含量0.038%,进站氧含量550ppm,氮含量为61ppm,目标碳含量0.001%;如图1-2所示,针对RH深脱碳精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为500mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于2000Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为16根,直径为4mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为1000NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,需要顶加铝OB升温,加铝70公斤,吹氧50m

步骤四、根据进站的钢液碳含量和氧含量,需要顶吹氧;当真空罐真空压力降到2000Pa以下时,RH精炼装置真空室氧枪开始顶吹氧,吹氧55m

步骤五、脱碳3分钟后,提高真空罐真空度为98Pa;提高RH上升管吹气管7吹氢流量,RH上升管6向钢液喷吹氢气的流量为2200NL/min;

步骤六、脱碳7分钟后,钢中碳含量70ppm,通过真空罐侧面吹气装置2向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐侧面吹气装置2为真空罐侧吹喷嘴,共7个真空罐侧吹喷嘴,距真空罐内底面4的底部8mm,氢气压力为1.7MPa,吹氢总流量为3200NL/min;

步骤七、继续脱碳5分钟,钢中碳降低为9.1ppm,溶解氧为102ppm,切换提升气体氢气为氩气,如图3所示,通过真空罐侧面吹气装置2向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;RH上升管6提升氩气流量2300NL/min,真空罐侧吹氩气压力为1.8MPa,吹氩总流量为4000NL/min;

步骤八、加铝脱氧;继续真空处理5min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为52ppm,溶解氢为1.2ppm,氮为28ppm。

实施例3

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液碳含量0.038%,进站氧含量550ppm,氮含量为25ppm,目标碳含量0.001%;如图1-2所示,针对RH深脱碳精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为500mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于1800Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为24根,直径为3mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为1000NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,需要顶加铝OB升温,加铝70公斤,吹氧50m

步骤四、根据进站的钢液碳含量和氧含量,需要顶吹氧;当真空罐真空压力降到3000Pa以下时,RH精炼装置真空室氧枪开始顶吹氧,吹氧55m

步骤五、脱碳3分钟后,提高真空罐真空度为110Pa;提高RH上升管吹气管7吹氢流量,RH上升管6向钢液喷吹氢气的流量为2200NL/min;

步骤六、脱碳7分钟后,钢中碳含量75ppm,通过真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐底吹吹气装置3为透气塞,共9个透气塞,吹氢压力0.51MPa,吹氢总流量1880NL/min;

步骤七、继续脱碳5分钟,钢中碳降低为9.8ppm,溶解氧为125ppm,切换提升气体氢气为氩气,如图3所示,通过真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;真空罐底吹氩气压力0.52MPa,吹氩总流量1800NL/min;

步骤八、加铝脱氧;继续真空处理5min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为60ppm,溶解氢为1.4ppm,氮为21ppm。

实施例4

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液碳含量0.025%,进站氧含量550ppm,氮含量为28ppm,目标碳含量0.008%;如图1-2所示,针对RH深脱碳精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为600mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于2000Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为30根,直径为2mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为1200NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,不需要顶加铝OB升温;

步骤四、根据进站的钢液碳含量和氧含量,不需要顶吹氧;

步骤五、抽真空进一步提高RH真空室的真空度和真空脱碳程度;

步骤六、脱碳3分钟后,提高真空罐真空度为98Pa;提高RH上升管6吹氢流量,RH上升管6向钢液喷吹氢气的流量为2500NL/min;

步骤七、脱碳7分钟后,钢中碳含量62ppm,通过真空罐侧面吹气装置2和真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐侧面吹气装置2为真空罐侧吹喷嘴,共11个真空罐侧吹喷嘴,距真空罐内底面4的底部12mm,氢气压力为1.9MPa,吹氢总流量为3500NL/min;真空罐底吹吹气装置3为透气塞,共7个透气塞,吹氢压力0.75MPa,吹氢总流量1580NL/min;

步骤七、继续脱碳5分钟,钢中碳降低为7.2ppm,溶解氧为88ppm,切换提升气体氢气为氩气,如图3所示,通过真空罐侧面吹气装置2和真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;RH上升管6提升氩气流量2500NL/min,真空罐侧吹氩气压力为1.9MPa,吹氩总流量为3500NL/min;真空罐底吹氩气压力0.75MPa,吹氩总流量1560NL/min;

步骤八、加铝脱氧;继续真空处理5min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为45ppm,溶解氢为0.9ppm,氮为25ppm。

实施例5

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液碳含量0.025%,进站氧含量550ppm,氮含量为40ppm,目标碳含量0.008%;如图1-2所示,针对RH深脱碳精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为600mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于2000Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为36根,直径为1.5mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为1200NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,不需要顶加铝OB升温;

步骤四、根据进站的钢液碳含量和氧含量,不需要顶吹氧;

步骤五、抽真空进一步提高RH真空室的真空度和真空脱碳程度;

步骤六、脱碳3分钟后,提高真空罐真空度为98Pa;提高RH上升管6吹氢流量,RH上升管6向钢液喷吹氢气的流量为2600NL/min;

步骤七、脱碳7分钟后,钢中碳含量68ppm,通过真空罐侧面吹气装置2向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐侧面吹气装置2为真空罐侧吹喷嘴,共7个真空罐侧吹喷嘴,距真空罐内底面4的底部14mm,氢气压力为1.9MPa,吹氢总流量为3500NL/min;

步骤七、继续脱碳5分钟,钢中碳降低为9.2ppm,溶解氧为118ppm,切换提升气体氢气为氩气,如图3所示,通过真空罐侧面吹气装置2向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;RH上升管6提升氩气流量2550NL/min,真空罐侧吹氩气压力为1.9MPa,吹氩总流量为3600NL/min;

步骤八、加铝脱氧;继续真空处理5min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为45ppm,溶解氢为1.2ppm,氮为28ppm。

实施例6

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液碳含量0.025%,进站氧含量550ppm,氮含量为50ppm,目标碳含量0.008%;如图1-2所示,针对RH深脱碳精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为600mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于2000Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为30根,直径为2mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为1200NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,不需要顶加铝OB升温;

步骤四、根据进站的钢液碳含量和氧含量,不需要顶吹氧;

步骤五、抽真空进一步提高RH真空室的真空度和真空脱碳程度;

步骤六、脱碳3分钟后,提高真空罐真空度为126Pa;提高RH上升管6吹氢流量,RH上升管6向钢液喷吹氢气的流量为2500NL/min;

步骤七、脱碳7分钟后,钢中碳含量72ppm,通过真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐底吹吹气装置3为透气塞,共5个透气塞,吹氢压力0.85MPa,吹氢总流量1300NL/min;

步骤七、继续脱碳5分钟,钢中碳降低为9.3ppm,溶解氧为145ppm,切换提升气体氢气为氩气,如图3所示,通过真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氩气,同时通过真空处理去气;RH上升管6提升氩气流量2500NL/min,真空罐底吹氩气压力0.85MPa,吹氩总流量1320NL/min;

步骤八、加铝脱氧;继续真空处理5min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为60ppm,溶解氢为1.4ppm,氮为28ppm。

实施例7

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液氮含量0.0175%,进站氧含量25ppm,进站硫含量0.0093%,目标氮含量0.0050%,目标氧含量为10ppm,目标硫含量为0.0060%;如图1-2所示,针对RH脱气脱夹杂精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为600mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于900Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为22根,直径为4mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为2300NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,需要顶加铝OB升温,加铝56公斤,吹氧38m

步骤四、处理3分钟后,提高真空罐真空度为68Pa;通过真空罐侧面吹气装置2和真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐侧面吹气装置2为真空罐侧吹喷嘴,共11个真空罐侧吹喷嘴,距真空罐内底面4的底部15mm,氢气压力为2.0MPa,吹氢总流量为3600NL/min;真空罐底吹吹气装置3为透气砖,共9个透气砖,吹氢压力0.95MPa,吹氢总流量1580NL/min;

步骤五、继续脱碳8分钟,切换提升气体为氩气,通过真空罐侧面吹气装置2和真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氩气,如图3所示,同时通过真空处理去气;RH上升管6提升氩气流量2500NL/min,真空罐侧吹氩气压力为1.9MPa,吹氩总流量为4000NL/min;真空罐底吹氩气压力0.93MPa,吹氩总流量1500NL/min;

步骤六、加铝脱氧;继续真空处理6min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为8ppm,溶解氢为0.7ppm,硫为56ppm,氮为45ppm。

实施例8

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液氮含量0.0175%,进站氧含量25ppm,进站硫含量0.0093%,目标氮含量0.0050%,目标氧含量为10ppm,目标硫含量为0.0060%;如图1-2所示,针对RH脱气脱夹杂精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为600mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于700Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为24根,直径为3mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为2400NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,不需要加铝OB升温;

步骤四、处理3分钟后,提高真空罐真空度为60Pa;通过真空罐侧面吹气装置2向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐侧面吹气装置2为真空罐侧吹喷嘴,共13个真空罐侧吹喷嘴,距真空罐内底面4的底部10mm,氢气压力为2.0MPa,吹氢总流量为3600NL/min;

步骤五、继续脱碳8分钟,切换提升气体为氩气,同时通过真空罐侧面吹气装置2向钢液吹入氩气,如图3所示,同时通过真空处理去气;RH上升管6提升氩气流量2500NL/min,真空罐侧吹氩气压力为1.9MPa,吹氩总流量为4000NL/min;

步骤六、加铝脱氧;继续真空处理6min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为5ppm,溶解氢为0.8ppm,硫为58ppm,氮为48ppm。

实施例9

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液氮含量0.0175%,进站氧含量25ppm,进站硫含量0.0093%,目标氮含量0.0050%,目标氧含量为10ppm,目标硫含量为0.0060%;如图1-2所示,针对RH脱气脱夹杂精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为600mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于500Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为28根,直径为3mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为2600NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,不需要加铝OB升温;

步骤四、处理3分钟后,提高真空罐真空度为50Pa;通过真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐底吹吹气装置3为透气塞,共9个透气塞,吹氢压力1.25MPa,吹氢总流量1580NL/min;

步骤五、继续脱碳8分钟,切换提升气体为氩气,通过真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氩气,如图3所示,同时通过真空处理去气;RH上升管6提升氩气流量2600NL/min,真空罐底吹氩气压力1.25MPa,吹氩总流量1500NL/min;

步骤六、加铝脱氧;继续真空处理6min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为7ppm,溶解氢为0.6ppm,硫为58ppm,氮为48ppm。

实施例10

国内某钢厂210tRH精炼装置,RH进站钢液氮含量0.0105%,进站氧含量23ppm,进站硫含量0.0020%,目标氮含量0.0040%,目标氧含量为10ppm,目标硫含量为0.0060%;如图1-2所示,针对RH脱气脱夹杂精炼方法具体步骤如下:

步骤一、钢包台车开到钢液接受位后,将RH精炼装置钢包8抬升,使RH上升管6和RH下降管5同时插入到RH精炼装置钢包的钢液内,RH浸渍管的插入深度为650mm;

步骤二、启动真空系统,抽真空,提升钢液的液位;当真空罐1的真空度低于500Pa,立即通过RH上升管吹气管7向钢液吹入氢气提升气体,RH上升管吹气管为30根,直径为2mm,以驱动钢液循环通过RH上升管6和RH下降管5精炼,喷吹氢气的流量为2600NL/min;继续快速抽真空,以降低真空罐1内真空压力;

步骤三、根据进站温度,不需要加铝OB升温;

步骤四、处理2分钟后,提高真空罐真空度为50Pa;通过真空罐侧面吹气装置2和真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氢气,强化脱碳、脱氧;真空罐侧面吹气装置2为真空罐侧吹喷嘴,共7个真空罐侧吹喷嘴,距真空罐内底面4的底部8mm,氢气压力为1.8MPa,吹氢总流量为3500NL/min;真空罐底吹吹气装置3为透气砖,共9个透气砖,吹氢压力0.32MPa,吹氢总流量1660NL/min;

步骤五、继续脱碳9分钟,切换提升气体为氩气,通过真空罐侧面吹气装置2和真空罐底部吹气装置3向钢液吹入氩气,如图3所示,同时通过真空处理去气;RH上升管6提升氩气流量2300NL/min,真空罐侧吹氩气压力为1.9MPa,吹氩总流量为3800NL/min;真空罐底吹氩气压力0.35MPa,吹氩总流量1610NL/min;

步骤六、加铝脱氧;继续真空处理5min,破空结束真空处理。

本实施例所制备的钢中全氧为6ppm,溶解氢为0.9ppm,硫为20ppm,氮为36ppm。

上述方案,本发明提出了一种通过RH复合吹氢来强化精炼效果的方法,可以解决现有技术中RH精炼不能深度协同去除碳、氮、硫、氢和夹杂物、以及超低氧含量控制的问题,使得所制备低碳钢中碳、氮、硫、氢和夹杂物的含量降到非常低,并且其中的氧含量能够达到非常低。

本发明通过复合吹氢,即在上升管吹入氢气代替氩气作为提升气体,同时在真空罐底部和侧面中的至少一个部位向钢液吹入氢气,利用氢气和钢液中的溶解氧反应可控制RH深脱碳精炼过程钢中氧含量,由于采用多种装置复合吹氢,吹氢量大,控氧效果好,故而可以高效深度脱除钢液中的氧含量、碳含量、氮含量和硫含量,并且由于氢气的搅拌混合作用,促进钢液中的传质,进一步促进相关反应。

本发明通过控制吹氢压力、吹氢总流量、吹氢部位的装置结构个数等因素来控制反应过程,显著促进了真空罐内钢液的传输与传质,显著促进了RH精炼脱碳反应、脱硫反应、脱氮反应、脱氧反应,并且产生的均匀弥散的氢气泡,降低脱氧剂的添加和夹杂物的大量生成。

本发明后续的复合吹氩和真空处理去气的时机选择,能够最大限度的去除残余氢对低碳钢性能的不利影响,强化了RH真空处理脱氢动力学,最终使得针对RH深脱碳精炼方法所制备钢中氧为10-60ppm,溶解氢为0.5-2.0ppm,氮为8-30ppm;针对RH脱气脱夹杂精炼方法所制备钢中总氧为3-20ppm,溶解氢为0.5-2.0ppm,氮为10-100ppm,硫为5-100ppm。

总之,本发明方法相对于其他传统方法,通过在RH精炼中的复合吹氢、复合吹氩和真空处理,能够深度协同去除碳、氮、硫、氢和夹杂物,并进行超低氧含量控制,同时降低了脱氧剂的添加和夹杂物的大量生成,装置结构改进方式简单,操作简单,生产成本低,效率高,利于工业大规模生产和推广使用。

以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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06120116526318