[发明专利]一种单浸渍管真空精炼装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于钢水炉外精炼领域，特别涉及同时生产超低碳、超低硫钢的真空精炼装置。

背景技术

目前工业规模生产超低碳、超低硫钢的炉外精炼方法主要是采用RH真空精炼。采用RH真空精炼同时生产超低碳、超低硫钢在工艺上存在的问题主要有：一是RH炉采用上升和下降两个浸渍管构成，浸渍管内径偏小，环流量小，造成钢水处理时间长、浸渍管结瘤严重，浸渍管耐材寿命短的问题；二是RH炉采用上升和下降两个浸渍管构成，浸渍管内径偏小，钢渣界面小，不利于脱硫，脱硫率只能达到30%以下。另外，由于其采用的脱硫剂中含有高达30%CaF₂，对真空室和浸渍管耐材侵蚀严重，缩短其使用寿命。

为解决RH炉真空精炼过程出现的问题，中国专利 “多功能复吹单嘴精炼炉”（专利号 ZL00235854.9）、“一种用单嘴精炼炉冶炼低硫钢的方法”（专利号ZL200910272881.1）和专利 “一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法”（ZL200910272880.7）通过将双浸渍管改为单浸渍管结构以增加浸渍管横截面积，提高真空精炼过程钢液的循环流量，从而提高脱碳、脱硫效率。然而为保证真空室内钢液裸露面足够大以提高脱碳、脱硫反应速率，这些专利首先要严格控制出钢过程下渣量，然后在浸渍管插入钢水前先通过钢包底部透气砖吹氩气或氮气排渣。同时在脱硫时喷吹的脱硫剂可以有效弥散分布于钢液内部增大反应界面、提高脱硫效率。这些专利在真空过程的脱硫原理与RH真空精炼相同，因此必须选择与RH真空精炼过程脱硫同样的高CaF₂含量（一般在30%）的脱硫剂，脱硫剂对浸渍管和真空室下部耐材侵蚀严重，降低了浸渍管和真空室下部槽的使用寿命。目前所公开的单嘴精炼炉都是采用钢包底部吹气作为真空过程钢液循环流动的驱动力，当钢包底部透气砖出现堵塞，真空精炼将无法进行，造成生产中断。

中国专利“CN101302571A”公开的单嘴精炼炉的吸嘴外围设置至少一套行波磁场发生器仅仅是为了增大钢液流速，提升钢液的循环流量。但其无法解决钢包顶渣层覆盖钢液面导致钢液裸露面减小，降低脱碳、脱硫效率的问题。同时专利“CN101302571A”公开的浸渍管上行波磁场发生器只能在钢液有循环流动时促进流动速度加快，一旦钢包底吹堵塞，钢液处于静止状态时，行波磁场发生器就会失去作用，真空精炼无法进行，造成生产中断。

中国专利“一种直筒型真空精炼装置及其使用方法”（申请号201210302397.0）提供一种直筒型真空精炼装置，在真空室下部联接单个直筒型浸渍管，浸渍管的内径和真空室内径相同，在环流管内壁圆周上交叉布置单层或多层吹气系统，钢包底部偏心位置布置透气砖。环流管上布置的吹气系统分为若干单元分段独立控制流量。在真空精炼过程采用钢包底部吹气和环流管上吹气来驱动钢水在钢包与真空室之间循环流动，同时通过钢包底部吹气和环流管吹起的不同组合来加快脱硫脱碳过程。该精炼装置采用钢包底部吹气和环流管上吹气来驱动钢水在钢包与真空室之间循环流动，如果钢包底吹砖堵塞或由于钢流紊乱致底吹气偏离浸渍管，将导致精炼过程中断。另外，该精炼装置脱碳时，环流管上的喷嘴吹气量控制为半边强吹，另半边弱吹，将钢包渣吹向真空室的一边，这容易使有渣的一边真空室耐材腐蚀严重。

发明内容

为克服现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种单浸渍管真空精炼装置，该装置改变了现有真空精炼装置的钢水循环方式，克服了钢包底吹砖堵塞或由于钢流紊乱致底吹气偏离单浸渍管而导致精炼过程中断问题，同时也减少了真空室耐材腐蚀问题，还降低了精炼成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单浸渍管真空精炼装置，包括真空室和浸渍管，真空精炼时浸渍管插入钢包的钢水中，其特征在于，在所述单浸渍管周向设置吹气喷嘴，氩气通过单浸渍管内壁上的吹气喷嘴吹入浸渍管；所述吹气喷嘴分层设置、独立控制，同一层的喷嘴分组独立控制；所述吹气喷嘴分层设置、独立控制，同一层的喷嘴分组独立控制；真空精炼过程通过加大浸渍管喷嘴的吹气量，使钢液形成一个沿真空室四周上升，沿真空室中心下降的环流，实现钢水深脱碳、深脱硫。调节可独立控制的喷嘴吹气量，形成不同的吹气组合来控制真空过程钢水的流动状态以及真空室钢液面上钢包渣的状态去除夹杂物。