[发明专利]一种转炉真空冶炼装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢领域，特别涉及一种转炉真空冶炼装置及其使用方法。

背景技术

近年来，我国汽车、造船、集装箱、石化、电工等行业对优质钢需求旺盛。随着钢材(特别是高附加值产品)市场竞争的日趋激烈，许多钢厂为提升产品竞争力，提高钢的纯净度，改善钢材性能，已建立起大规模生产超纯净钢(指杂质总质量满足下列公式的钢铁：S+P+N+H+O≤100×10^-6)的生产体制。

转炉炼钢处于炼铁、轧钢的中间环节，前工序受高炉铁水供应的制约，后工序要满足轧钢对品种质量的要求。其主要任务就是将含有较多杂质的铁水与吹入的氧气发生反应，达到脱碳、脱磷、脱硫、脱氧、去除杂质的目的，从而获得符合要求的钢水成分和温度。由于我国高炉生产能力的逐年增长，现有轧机生产能力已大于炼钢生产能力，废钢资源的短缺，电力的紧缺和电价的昂贵，限制了电弧炉炼钢的发展。今后转炉炼钢仍将呈发展态势，钢产量和质量也将视市场需求同步适度增长。

真空脱气冶炼工艺是炉外精炼中广泛应用的一种手段，也被用于真空感应炉，随着真空技术的发展，真空设备的完善和抽空能力的扩大，在炼钢中的应用将越来越普遍，目前主要用于生产不锈钢等特种钢，特别是不能在常压环境中进行有效生产的高铬钢，真空脱气工艺不仅能降低反应产物CO的分压，而且可以防止过量铬被氧化。使用真空处理的目的包括：脱除氢和氧，并将氮气含量降至较低范围；去除非金属夹杂物，改善钢水洁净度；生产超低碳钢；使一种元素比其他元素优先氧化(如碳优先于铬)；化学加热；控制浇注温度等。真空冶炼工艺可以在以下几个方面对钢水冶炼产生影响：(1)气体在钢液中的溶解与析出；(2)用碳脱氧时的脱碳反应；(3)钢液或溶解在钢液中的碳与炉衬的反应；(3)合金元素的挥发；(4)金属夹杂及非金属夹杂物的去除。由于工业用真空的工作压力均大于50Pa，所以真空冶炼工艺只对脱气、碳脱氧、脱碳等反应产生较为明显的影响。

目前，应用真空冶炼技术的真空感应炉主要是应用电磁感应的作用，在金属炉料本身产生电流，再依靠金属炉料本身的电阻，按照焦耳——楞次定律，将电能转换为热能，用以熔炼金属。其存在有以下的缺点：①设备复杂，价格昂贵，投资大；②维修不方便，冶炼费用高，成本比较高；③冶炼过程中坩埚耐火材料污染金属；④生产批量小，检验工作量较大，难以应用于大规模的工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于将真空冶炼技术引用到钢水的转炉冶炼中去，从而有效的去除钢水中N、H、O等气体含量、促进脱碳脱氧反应的进行、减少金属及非金属夹杂、提高钢水纯净度、提升产品质量，扩大高附加值产品的开发范围。

为了实现上述目的，本发明提供了一种转炉真空冶炼装置，包括转炉炉体1，在所述转炉炉体1的顶部安装有真空盖4，在所述转炉炉体1的侧面中部开有用于出钢的滑动出钢口6；在所述真空盖4上有真空抽气口9，所述真空盖4的中部开有通孔，所述氧枪3通过该通孔进入所述转炉炉体1内；所述真空盖4之上、所述氧枪3的四周还安装有氧枪密封装置5，所述氧枪密封装置5上还安装有真空合金料斗7。

上述技术方案中，所述转炉炉体1的底部还包括有用于通入氩气的吹氩口8。

上述技术方案中，所述吹氩口8采用在透气砖上分布细小微孔的方式实现。

本发明还提供了一种采用所述的转炉真空冶炼装置进行冶炼的方法，包括：

步骤1)、将所述转炉炉体1摇至兑铁位置，所述转炉炉体1前倾15--20°，在进行兑铁时，转炉炉体1配合铁水包的倾斜逐渐下倾；

步骤2)、兑铁完毕，将所述转炉炉体1摇至零位，所述氧枪3处于非工作状态；

步骤3)、所述转炉炉体1前倾20-30°加入废钢；

步骤4)、将所述转炉炉体1摇至吹炼位置，然后确定氧气压力调节方式和开氧方式，闭合所述真空盖4，开启抽真空装置，使得转炉炉体1内部钢液上方的压力为≤(1～10^-3)×133.3P_a.

步骤5)、降低所述氧枪3的位置，所述氧枪3通过所述氧枪密封装置5上的通孔进入到转炉炉体1内，其到达开氧点以下后点火，然后再逐步降低至冶炼枪位；

步骤6)、加入石灰，造渣；

步骤7)、氧气通过所述氧枪3开吹5-12分钟，在这一过程中测量炉内温度的上升情况，从而确定剩余渣料加入时机和加入量；

步骤8)、进行取样与测温，根据结果补吹、加料，确认达到出钢要求；