[发明专利]一种将氢气用于钢液脱氧的工艺

说明书

技术领域

本发明属于钢液脱氧技术领域。具体涉及一种将氢气用于钢液脱氧的工艺。

背景技术

在炼钢生产中，氧及其在钢中的存在形式对钢的性能有很大的影响。随着社会的进步和科技的发展，对钢的性能要求日益提高。如何降低钢液中的氧含量，提高钢的洁净度，越来越为冶金工作者关注。

传统的脱氧方法主要是使用脱氧剂直接脱氧。这种脱氧方法的缺点是，脱氧产物残留在钢液中造成了对钢液的污染。而钢液中的夹杂物，尤其是脱氧生成的氧化物夹杂直接影响到钢材的质量。尽管采取了多种工艺手段去除夹杂物，仍无法彻底避免脱氧产物对钢液的污染。因此，如何减少脱氧对钢液污染的脱氧方法变得十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产工艺简单、能降低脱氧对钢液污染和脱碳的一种将氢气用于钢液脱氧的工艺。用该工艺脱除钢中氧可有效提高钢液洁净度和钢材的质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：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H₂或Ar-H₂的混合气体吹入钢液中进行脱氧，H₂或Ar-H₂的混合气体流量为40～3000m³/h，压力为0.5～2.0MPa，混合气体吹入钢液的时间为5～30min。在转炉或钢包或RH吹氢脱氧结束时，通过吹氩和真空处理脱除溶解在钢中的氢。

其中：吹入钢液中进行脱氧是通过透气砖从顶底复吹转炉底部、或通过透气砖从钢包底部、或通过透气砖在RH上升管吹入钢液中进行脱氧；在Ar-H₂的混合气体中，Ar的体积含量为10～80％，H₂的体积含量为20～90％。

由于采用上述技术方案，本发明向钢液中吹H₂脱氧过程中，吹入的氢气在钢液中形成氢气泡，钢液中的[O]从液相区扩散到气泡-钢液界面，与H₂发生化学反应生成H₂O。气态的产物进入气相后随流动的气体排出钢液，可以避免脱氧产物对钢材质量的不利影响。

另外，在转炉和钢包中进行底吹氢脱氧，气泡的搅拌还具有脱碳功效，可用于高纯净度、低碳钢的生产；在RH吹氢脱氧的同时，因为H₂可以脱除钢中的氧，减小了钢中表面活性元素[O]对钢液脱氮的阻碍，有利于脱氮反应的进行。同时，在真空室内溶解于钢水中的氢析出生成微小的气泡，使得脱碳反应的反应界面增大，加速脱碳反应的进行。

在转炉或钢包或RH吹氢脱氧结束时，氢会溶解于钢液中，通过吹氩和真空处理脱除溶解在钢中的氢，可避免吹氢引起对钢材的危害。

因此，本发明具有生产工艺简单、能减少脱氧对钢液污染的特点。用该工艺脱除钢中氧可有效提高钢液洁净度和钢材的质量，可用于高纯净度、超低碳低氮钢的生产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对保护范围的限制。

实施例1

一种将氢气用于钢液脱氧的工艺。在200t转炉生产低碳钢，吹氧脱碳结束时将H₂吹入钢液中进行脱氧，吹入钢液中进行脱氧是将H₂通过透气砖从顶底复吹转炉底部吹入钢液中进行脱氧。H₂流量为300～1800m³/h，压力0.5～1.5MPa，吹入钢液的时间为10～30min。

在转炉吹氢脱氧结束时，通过吹氩和真空处理脱除溶解在钢中的氢。

实施例2

一种将氢气用于钢液脱氧的工艺。在300t转炉生产低碳钢，吹氧脱碳结束时将Ar-H₂的混合气体吹入钢液中进行脱氧，Ar-H₂的混合气体流量为800～3000m³/h，压力为0.5～1.0MPa，混合气体吹入钢液的时间为5～20min。

在转炉吹氢脱氧结束时，通过吹氩和真空处理脱除溶解在钢中的氢。

本实施例中：吹入钢液中进行脱氧是将Ar-H₂的混合气体通过透气砖从顶底复吹转炉底部吹入钢液中进行脱氧；在Ar-H₂混合气中，Ar的体积含量为10～50％，H₂的体积含量为50～90％。

实施例3