[发明专利]一种RH真空精炼顶枪喷粉测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种RH真空精炼顶枪喷粉测试装置及方法。

背景技术

随着现代尖端技术的发展，对钢材冶金质量和使用性能要求越来越严格，生产超纯铁素 体不锈钢、无间隙原子深冲钢(LF钢)、高性能管线用钢等的需要，促使钢铁工业生产采用 各种新的炼钢工艺和设备，减少钢中杂质含量，提高钢的洁净度可以显著地改善钢材的延展 性、韧性、加工、焊接、抗腐蚀等性能。高洁净钢生产工艺与设备的发展是我国钢铁企业结 构优化的重点之一，随着社会的发展对钢材的要求越来越高，即使是大量生产的常用品也因 使用条件的恶化而提出了更高的要求。表1是钢中杂质元素单体控制水平发展的趋势。

表1钢中杂质元素单体控制水平发展趋势(×10^-6)

由于目前对低氮、低氧、低磷、低硫和低氢的高纯净钢种的需求量越来越大，所以二次 精炼工艺必须满足名目繁多的要求。原来为钢水脱氢而发展起来的RH工艺也可以用来脱碳、 脱氧、脱硫及控制成分，RH真空精炼装置的多功能化发展，使得许多高性能钢生产成本大大 降低，其精炼功能的进一步发展已经成为钢铁冶金行业的研究方向，RH真空精炼装置内喷粉 工艺便是其中之一。日本住友金属工业公司和歌山厂开发的RH-PTB水冷顶枪喷粉技术，为 生产极低碳深冲钢和极低硫钢开辟了一条新的途径，解决了钢水深脱碳和深脱硫技术中存在 的生产周期延长，温度损失大，钢水容易增氮和增碳等问题。RH-PTB(Ruhrsstahl Heraeus-Powder Top Blowing)即RH顶喷粉法是在RH-KTB法(Ruhrsstahl Heraeus-Kawatetsn top Blowing)即顶吹氧循环真空脱气法的基础上配备喷粉系统，通过 顶枪向真空室钢水内喷吹粉剂，构成RH-PTB(或RH-KTB/PB)工艺，可实现真空喷粉脱碳 和脱硫。粉剂由水冷顶枪喷入。此法优点是：

1、无喷枪堵塞问题；

2、无耐火材料消耗；

3、载气量小，因无钢水阻力。

RH-PTB水冷顶枪喷粉技术的成功开发与应用，开创了冶炼极低碳和极低硫钢新工艺， 但RH-PTB是通过水冷顶枪在真空室中心位置进行喷粉精炼时，由于真空泵的抽气作用的同 时将部分的粉剂一起抽出真空室，以及部分粉剂漂浮在钢液表面，导致喷入的脱碳粉剂和脱 硫粉剂的利用率较低，只有延长喷粉时间来达到精炼的目的，增加了生产成本。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种RH真空精炼顶枪喷粉测试装置及方法。

本发明的目的在于提供一种测试装置，可以通过模拟不同的RH真空精炼装置的工艺条 件，研究各个工艺参数对穿透比的影响，提供适合生产过程的最佳工艺参数。

本发明的RH真空精炼顶枪喷粉测试装置包括空气压缩机、分流总管、流量计、喷粉罐、 罐底阀、真空室、顶枪、加油漏斗、钢包、电极、电导率仪和计算机。

其中真空室为底部设有上升管和下降管的真空室。

连接方式为：空气压缩机连接分流总管，分流总管通过带有流量计的管道分别连接喷粉 罐顶端、喷粉罐底端、顶枪和真空室底部的上升管，喷粉罐底部出口通过设有罐底阀的管道 连接到分流总管与顶枪的连接管道上，顶枪插入真空室内部，真空室顶端设有加油漏斗，加 油漏斗底部插入到真空室内部；真空室底部的上升管和下降管分别插入钢包内部，电导率仪 所连接的电极插入钢包内部，电导率仪的信号输出端连接计算机。

分流总管连接真空室底部上升管的方式为：在上升管内部均匀开有8～24个通气孔，通 气孔按1～3层排列，分流总管通过通气孔与上升管内部连通。

顶枪根据喷粉方式设置在上升管上方、真空室中心或者下降管上方。

真空室采用透明材料制成或者底部带有透明窗口，用于观察循环流体的工作状态。

本发明的RH真空精炼顶枪喷粉测试装置模拟RH精炼顶枪喷粉工艺过程，通过调整顶 枪位置考察喷粉过程中的穿透比。穿透比是反映喷粉过程中喷入粉剂的穿透性能的参数，其 大小反映粉剂在喷入钢液的收得率的情况。计算公式为：

β＝M₁/M_o

式中，β为喷入粉剂的穿透比，M₁为进入液体的粉剂量，M₀为喷吹粉剂总量。