[发明专利]一种底喷粉真空脱气精炼钢水的装置及方法

说明书

 

技术领域

本发明属于钢铁精炼技术领域，特别涉及一种底喷粉真空脱气精炼钢水的装置及方法。

背景技术

钢精炼中常规采用的真空脱气精炼钢水法，是将钢包精炼与真空脱气技术相结合，形成的一种真空处理法，常称为VD法。该精炼法不断发展，衍生出具有电弧加热、吹氩搅拌、真空脱气、包内造渣、合金化等多种精炼手段的VAD法，具有脱碳、脱氧、脱气、脱硫以及合金化等功能的VOD法，以及其他一些具有不同用途的精炼方法，如V-KIP，SS-VOD，K-VOD/VAD，VODC等。VD真空精炼法具有较明显的优势，广泛用于小规模电炉厂家等进行的特殊钢精炼。真空脱气精炼炼钢法与喷粉、合金化等技术手段相结合，可有效的防止炉渣回磷，脱硫率高达80%，钢中w[S]达0.009%~0.0015%，w[TO]达0.0013%，w[H]<0.0003%，去氮率为50%~60%。日本用VAD法炼超低碳钢达到以下水平：w[C]≤0.002%，w[N]≤0.0042%，w[TO]≈0.005%，w[P]≈0.005%，w[S]≈0.002%。

目前，真空脱气精炼法合金化操作采用的是从高位料仓加入合金。然而，该方法在通过增大氩气流量进行搅拌时，导致钢液面裸露，造成钢液氧化；而且从顶部加入的粉剂可能有部分落在渣层上，无法融入钢水，影响合金化等操作。而真空脱气精炼法与喷粉设备结合进行脱硫去夹杂时，是以氩气作为载体，通过浸入喷枪把粉粒状的精炼剂喷入钢液，由于喷枪是消耗备品，价格较高，它的寿命直接关系到精炼处理工艺的成本，且喷枪插入钢液就不可避免要和熔渣接触发生渣浸，渣侵蚀是缩短喷枪使用寿命的关键因素之一；喷枪行程一定，钢水液面高度却有可能变化，导致喷枪浸入不是太深就是太浅，影响操作得稳定性，不利于生产顺行；而且喷吹时一旦遇到停电事故时，不但喷枪损坏，整包钢水都有可能报废，浸入式喷枪也会带来喷溅或钢液的二次污染严重等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种底喷粉真空脱气精炼钢水的装置及方法，通过将真空脱气精炼法与底喷粉精炼有机结合，增强搅拌效果，提高喷入粉剂的收得率，缩短处理周期，提高生产能力，改善钢质量，降低高附加值优质钢的生产成本。

一种底喷粉真空脱气精炼钢水的装置，包括真空脱气精炼炉和底喷粉元件，所述的底喷粉元件砌筑在真空脱气精炼炉的钢包炉底部，并贯穿钢包炉底部，底喷粉元件上端与钢液接触，下端通过法兰与喷粉元件蓄气室链接或直接焊接在蓄气室之上，蓄气室下端通过粉气流输送管接入喷粉系统；所述的底喷粉元件数目为1~4个，布置方式为距离钢包炉底部中心0~0.8倍钢包炉底部半径，呈对称或非对称方式布置。

采用上述装置进行底喷粉真空脱气精炼钢水的方法包括以下步骤：

（1）初炼炉出钢，主要进行扒渣、测温、取样工作，为真空脱气精炼准备；扒渣量60%~70%，温度控制在1570~1650℃，按各钢种精炼要求，取样测定钢液中各成分含量；

（2）接通供气系统，气体通过底喷粉元件喷入熔池，对钢液进行搅拌，此时不进行底喷粉操作，气体喷吹量为50~90L/min，喷吹压力0.5~1.5MPa，并测定温度，使钢水的温度保持在其精炼温度之上；

（3）钢包炉吊入真空室，启动抽气系统，对真空室内进行抽粗真空处理，同时降低气体喷吹量至10~50L/min，真空室内气压控制在10~60KPa，保持10~30min；

（4）喷吹精炼粉剂，气体喷吹量调节控制在70~150L/min，打开喷粉系统并调节喷粉系统进料阀门，控制粉气比为1~20，粉剂在载气流带动下经由底喷粉元件进入熔池，底喷粉操作时间按照粉剂加入量、粉气比、喷吹气量的关系计算给出，如式1所示：

                1

式中，t₁为喷吹粉剂操作时间，m₁为精炼粉剂加入量，β₁为粉气比，ρ_g1为喷吹气体的密度，Q_g1为喷吹气体体积流量；

关闭喷粉系统，继续保持喷吹气体；