[发明专利]用于钢水脱硫的RH真空精炼系统及脱硫方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钢水脱硫的RH真空精炼系统及使用该RH真空精炼系统进行脱硫的方法。

背景技术

一般来说，除如易切削钢的个别钢种外，硫是钢中的有害元素，其在钢中形成硫化物夹杂，降低了钢的延展性、韧性和冲击韧性。当钢中的硫以硫化铁的形式存在时，会引起钢的热脆。同时，含硫高的钢的抗腐蚀能力将大幅度降低，并且硫对钢的焊接性能也有一定的不利影响。奥氏体不锈钢经点腐蚀可出现硫化物应力腐蚀裂纹(SSCC)，其点腐蚀源就在硫化锰夹杂等非金属夹杂物处；氢诱导裂纹(HIC)是对石油管线危害最大的缺陷，硫化锰系的夹杂物与钢之间会产生间隙，使之成为氢诱导裂纹的敏感源。因此，提高钢的纯净度以及降低硫含量对提高钢材性能和减少缺陷至关重要。

现有技术中的RH真空脱硫工艺为一种可以提高脱硫效率的炉外精炼方法。RH真空脱硫可以使渣-钢反应在真空条件下进行，这样可以最大程度地消除顶渣对脱硫的影响，因此能够显著提高脱硫的效率。同时，RH真空脱硫工艺还能起到促使夹杂物变性的作用，有利于夹杂物的去除。

现有技术中的RH真空脱硫方式主要包括RH喷粉脱硫和RH真空室投入法脱硫。对于RH喷粉脱硫来讲，其脱硫率在70％～90％，可以使钢液中的硫的含量降到10×10^-6以下；对于RH真空室投入法脱硫来讲，其脱硫率在30％-60％，并可以使钢液中的硫的含量少于30×10^-6。RH喷粉脱硫根据脱硫剂加入到RH真空精炼装置中的方式分为VI真空法、RH-IJ法、RH-PB法、RH-PTB法等。现有RH真空精炼脱硫工艺存在如下不足或制约，导致工艺复杂且脱硫效果难以进一步提高:

(1)现有技术的RH喷粉脱硫过程要添加各种辅助设备(具体需要另设顶吹喷枪或另设浸入式喷枪)，这些辅助设备结构复杂并难以维护，使得脱硫成本高。

(2)现有技术的RH脱硫工艺，尤其是VI真空法、RH-PTB、RH-KPB法，使用的脱硫剂粒径较大，钢中硫元素难以向脱硫剂(如氧化钙等)内部扩散或扩散缓慢，脱硫反应速度较低，脱硫效果差。

(3)在RH精炼装置的真空室侧吹或者顶吹脱硫剂会造成真空室的严重喷溅，部分脱硫剂逸散或者停留在真空室钢液表面，无法与钢液一起形成循环流动，难以与钢液中的硫元素充分反应，降低了脱硫剂的利用率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、脱硫能力强且降低冶炼成本的用于钢水脱硫的RH真空精炼系统及使用该RH真空精炼系统进行脱硫的方法。

根据本发明的一方面，用于钢水脱硫的RH真空精炼系统可以包括：RH真空精炼装置，包括真空室以及上升管和下降管，上升管设置有至少一个提升气喷管；至少一个喷吹罐，其内装有脱硫粉剂，喷吹罐具有进料口和出料口，进料口高于出料口，出料口通过管道与提升气喷管连接，出料口设置有出料阀；提升气发送装置，与所述管道连接以向RH真空精炼装置中喷吹气体，其中，喷吹罐内的脱硫粉剂通过提升气发送装置喷吹的气体被吹入RH真空精炼装置。

根据本发明的示例性实施例，提升气喷管的直径可以为5mm～15mm。

根据本发明的另一方面，使用上述RH真空精炼系统进行脱硫的方法可以包括以下步骤：(1)将RH真空精炼装置的上升管和下降管浸入到钢液内，对RH真空精炼装置的真空室抽真空，在3min～5min的时间内将真空室的真空度抽至工作真空度以下，将钢液吸入RH真空循环精炼装置的真空室内；(2)开启提升气发送装置以将提升气通过管道和提升气喷管吹入上升管，待实现钢液在RH精炼装置内的循环流动后，开启喷吹罐出料阀，使喷吹罐中的脱硫粉剂由出料口释放到管道中，并预先与提升气混合，然后以提升气为载气，将脱硫粉剂喷吹入提升气喷管，从而喷吹入上升管中，脱硫粉剂喷吹完毕后，关闭喷吹罐出料阀。

根据本发明的示例性实施例，在步骤(2)之后，还可以包括以下步骤：在真空状态下继续利用钢液中残余的氧与钢液中的碳进行反应，脱碳时间为12min～22min，并将真空室内的真空度调整到脱碳所需的真空度；根据钢种成分的要求，对钢液进行合金化处理；打开RH真空精炼装置的真空阀破空，关闭提升气发送装置；测温取样，分析钢液成分，待各种元素含量满足工艺要求后，停止处理。

根据本发明的示例性实施例，在步骤(2)中，提升气发送装置喷吹的提升气的流量可以为3NL/(min·t)～18NL/(min·t)。

根据本发明的示例性实施例，在步骤(2)中，脱硫粉剂用量为3kg/t～12kg/t，脱硫粉剂的粉粒粒径可以为不大于2mm。