[发明专利]一种钢包精炼炉顶底复吹脱氢方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种钢包精炼炉(LF炉)顶底复吹脱氢方法。 

背景技术

氢是钢中的有害元素，它的存在极大地危害钢的性能，导致氢脆、白点等现象。大量试验表明当钢中氢含量低于2ppm时其对钢的性能危害基本可以忽略。 

炼钢精炼过程脱氢方法有物理方法和化学方法。 

物理方法为真空脱氢法，包括已公开专利的VD法、RH法、DH法等，其共同特点是真空条件下使气液两相中氢的浓度差增加，极大地改善了脱氢的动力学条件，从而使钢中的氢含量降到极低水平。 

化学方法脱氢主要通过在钢包精炼炉(LF炉)上通过喷吹装置向炉内喷入化学粉剂从而达到脱氢的目的，如中国专利号CN185100331公开的发明采用喷射冶金合成粉剂脱氢，中国专利号CN86107918公开的发明采用稀土合金脱氢方法，中国专利号CN1030793公开的发明采用喷吹CCl₄ 与Ar混合脱氢方法。 

真空脱氢法存在的问题是，由于真空设施投资较大、抽真空成本高昂，因此钢种经过真空流程将会大幅度增加产品成本，而且由于真空处理时没有加热系统，对于钢液的温度控制以及工艺流程的连续性造成了影响。 

喷射化学粉剂脱氢法的问题是，由于喷吹化学粉剂技术目前尚未成熟，而且喷吹粉剂会增加钢中夹杂，从而导致钢液洁净度的降低。 

发明内容

本发明的目的是提供一种钢包精炼炉顶底复吹脱氢方法，可以实现不经过真空流程脱除钢中氢，简化炼钢工艺流程，节约生产成本，提高生产效率。 

为实现上述目的，本发明的解决方案是： 

一种钢包精炼炉顶底复吹脱氢方法，其包括如下步骤： 

a)将钢包精炼炉原有石墨电极更换为中空石墨电极，从中空石墨电极顶部吹入气体，底部通过透气装置底吹Ar；钢包精炼炉钢包进入加热工位，降电极，根据钢种的不同，接通底吹管路，打开透气阀，进行底吹氩气搅拌，开始钢包精炼炉正常冶炼处理； 

b)钢包精炼炉正常冶炼过程完毕，钢液中除氢外其他成分基本合格后，根据钢包精炼炉钢包容量100t～300t及所冶炼钢种的不同，控制好底吹透气砖的流量≤10m³/min和压力2MPa～10MPa，打开顶吹气管路阀门顶吹氩气，气体压力1.5MPa～10MPa，流量≤10m³/min及吹气时间≤60min，在炉内形成良好的脱氢条件； 

c)采用顶底复吹5～60min，然后提升电极，同时停止顶吹气体和底吹气体，或者只停止顶吹气体，继续进行底吹操作； 

d)最后停止钢包精炼炉全部操作，将钢包送入下一工位。 

本发明改造钢包精炼炉(LF炉)电极系统，将原来的实心石墨电极替换成中空石墨电极，中空石墨电极与顶吹供气系统相连接，此顶吹系统与LF炉原有底吹装置相结合，通过在LF炉内顶底同时吹入气体，达到脱除钢中氢的目的。 

中空石墨电极的孔径为电极直径的1/20至3/5，在LF炉精炼期间，通过钢包底部的透气砖和顶部中空石墨电极同时吹入气体，利用钢中氢与等离子体组分中的元素发生化学反应、吹入的气体形成的微细气泡增大脱氢反应的界面积和氢气泡的形核核心的作用，从而形成了有利于脱氢的热力学和动力学条件，将钢中的氢除去。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

1.LF炉顶底复吹脱氢法不需对现有设备进行较大幅度的改动，只需对石墨电极进行钻孔加工，加装一套顶吹气系统，设备即可满足要求。 

2.在不采用真空流程的情况下，本发明也可使钢中氢含量降到2ppm以下，最低可达到0.7ppm，完全可以替代真空流程脱氢。 

3.LF炉顶底复吹脱氢法相比于真空脱气法，可以更好地对温度进行控制，从而更好地与连铸工艺相配合。 

附图说明

图1为本发明使用的钢包精炼炉的结构示意图； 

图中符号说明 

1交流电源        2二次大电流导体     3电极夹持器 

4中空石墨电极    5等离子电弧         6钢包盖 

7钢包            8熔渣               9钢水 

10底气管道       11钢包车            12底吹透气塞 

13含氢气体源(a气体1；b气体2；气体3) 

14顶吹气体阀站 

  (A减压阀；B截止阀；C流量计；D流量调节阀；E快速切断阀)