[发明专利]一种中频感应炉顶底复合吹氩精炼装置及方法

说明书

本发明涉及一种中频感应炉顶底复合吹氩精炼装置及方法，所述装置由顶吹装置和底吹装置组成，其中顶吹装置由喷气枪升降装置、喷气枪、顶吹供气软管、顶吹控制系统、顶吹供气装置组成；底吹装置由底吹透气塞、底吹供气软管、底吹控制系统和底吹供气装置组成；所述方法为控制顶吹氩气工艺参数和底吹氩气工艺参数。本发明在常规的中频感应炉上增设顶底复合吹氩精炼装置，并通过合理控制相关工艺参数，实现了中频感应炉中钢水精炼的目的。

技术领域

本发明涉及中频感应炉冶炼技术领域，尤其涉及一种中频感应炉顶底复合吹氩精炼装置及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，对钢铁材料强韧性的要求越来越高。而钢液净化是提高钢材强韧性、改善钢材质量的重要手段，也是国内外钢铁企业追求的目标之一。影响钢液纯净度的夹杂物来源主要有两类，其一来自钢渣、型砂和耐火材料等，称为外来夹杂。其二为再氧化过程和脱氧剂在钢液中作用的化学反应产物，约占钢中夹杂物的80％。而氧化物宏观夹杂(颗粒直径达到10μm以上)是造成钢铁产品表面缺陷和内部缺陷的主要原因。因此，控制夹杂物的数量、尺寸、形态和组成是精炼工艺控制的重要内容。氩气净化、氩氧脱碳、AOD、VOD和LF等精炼工艺已成为生产高纯度钢液的较先进的工艺技术。而AOD、VOD等精炼方法的效果虽好，但设备投资和运行成本极高，不适合众多采用中频感应炉生产钢铁产品中小厂家。

国内中小型企业和科研院所所采用的炼钢设备主要为中频感应电炉，由于熔炼的钢液量较少，不适宜进行炉外钢包精炼工艺，对各种夹杂物无法有效去除，造成其产品成品率低、质量差、等级低等问题。透气砖广泛应用在大型转炉、钢包和炼铝保温炉中，通过喷粉和吹气的方法来净化钢液，已经成为大型钢铁企业高质量高附加值钢材生产工艺的必备环节。而如何在中频感应炉采用吹氩气技术实现钢液精炼，探索适用于中频感应炉的精炼方法，提高钢材的质量和等级是值得研究的课题。

申请号为201010154922.X的中国专利公开了一种“中频感应炉炉内吹氩气精炼耐磨锰钢的工艺”，包括如下步骤：1)设计制造气体扩散器；2)将气体扩散器安装在中频感应炉底部的中心，并连接吹氩气系统；3)当炉料熔化形成1/3左右的熔池后，采用大功率快速熔炼，从底部扩散器开始向炉内吹氩气；4)根据钢液容量控制氩气压力和流量，使钢液充分去除有害气体及夹杂物并使温度、成分均质化；5)停电镇静，继续吹氩气；6)测温，出钢浇注。吹氩气精炼能有效去除钢液中的气体和非金属夹杂物、能脱硫、脱氧、均匀钢液成分和钢液温度。用该方法可以熔炼出较为纯净的钢液，从而改善钢液冶金质量。但该方法只是从底部吹氩进行钢液精炼容易造成钢液面裸漏与大气接触，导致钢液的二次氧化，从而影响钢液质量及造成合金收得率降低等缺点。

总之，针对现有中频感应炉吹氩精炼方法及装置存在的不足之处，开发出中频感应炉顶底复合吹氩精炼方法及装置，具有重要的实际应用价值，也必将带来显著的经济效益。

发明内容

本发明提供了一种中频感应炉顶底复合吹氩精炼方法，在常规的中频感应炉上增设顶底复合吹氩精炼装置，并通过合理控制相关工艺参数，实现了中频感应炉中钢水精炼的目的。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种中频感应炉顶底复合吹氩精炼装置，包括顶吹装置和底吹装置，其中顶吹装置由喷气枪升降装置、喷气枪、顶吹供气软管、顶吹控制系统、顶吹供气装置组成；底吹装置由底吹透气塞、底吹供气软管、底吹控制系统和底吹供气装置组成；

中频感应炉炉顶设除尘烟罩，喷气枪穿过除尘烟罩伸入中频感应炉内，喷气枪由喷气枪升降装置带动实现升降动作，喷气枪中心线与坩埚中心线重合；喷气枪通过顶吹供气软管连接顶吹供气装置，顶吹供气软管上设顶吹控制系统；中频感应炉炉底设罩底吹透气塞，底吹透气塞通过底吹供气软管连接底吹供气装置，底吹供气软管上设底吹控制系统；喷气枪中心线、底吹透气塞中心线与坩埚中心线同轴；

所述喷气枪采用单孔喷头外部包裹耐火材料的结构，耐火材料长度为喷气枪总长度的1/2～2/3。