[发明专利]一种带感应加热的单嘴真空精炼炉及其精炼方法

说明书

本发明提供一种带感应加热的单嘴真空精炼炉，属于金属熔炼设备领域，包括盛钢容器、单嘴浸渍管、真空室，盛钢容器侧壁内设有电磁感应线圈，盛钢容器底部设置底吹元件或透气砖。本发明通过连接电缆向感应线圈提供中频电流，在炉内产生电涡流，释放大量热量用于炉内钢水升温，同时产生向上的洛伦兹力，带动钢液向上运动起到搅拌作用。在盛钢容器底部中心布置底吹元件，在真空处理期间，吹入的气体体积在上升过程中因压力急剧降低而剧烈膨胀，促进钢液搅拌和脱气。底吹气体搅拌配合电磁搅拌，可使得盛钢容器中的钢液成分和温度更加均匀。

技术领域

本发明属于金属熔炼设备技术领域，具体的涉及一种带感应加热的单嘴真空精炼炉及其精炼方法。

背景技术

当前的高品质钢液精炼过程，夹杂物难控制和温降大是严重影响精炼效果和连铸生产节奏的问题。国内外最常见的真空精炼方式有VD/VOD/RH等，单嘴精炼炉也有不少方案，但均存在一系列不足之处。

RH精炼炉的不足之处体现如下：1)双浸渍管占用空间较大，循环过程钢液温降大，很难应用于80t以下的钢包；2)无电加热功能，可通过加铝吹氧的化学升温方式，但生成的大量Al₂O₃夹杂会污染钢水，不利于高品质钢种冶炼；3)浸渍管内径小，限制了钢液环流量的提升；钢液循环过程中钢液流速快对浸渍管耐材冲刷严重，导致浸渍管寿命低；4)氩气从上升管侧壁吹出，气泡上升路程短，限制了精炼效果的提升；5)真空槽内熔池深度浅，喷溅造成真空槽上部常有钢、渣结瘤，后期钢液有增碳的可能。

VD/VOD的不足之处体现如下：1)无加热功能，必须与LF炉双联。LF埋弧渣的高发泡性，导致真空精炼过程钢、渣喷溅严重，后期真空罐内清渣将占用大量生产周期且劳动条件极为恶劣；2)为减轻喷溅效果，要求钢包预留1米以上的净空，需要对既有钢厂的设备及钢包进行大规模改造。

既有单嘴精炼炉技术的不足之处体现如下：1)早期的DH是通过反复提升和降低真空室、吸嘴或钢包来进行真空处理，液压升降机构复杂；2)无电加热功能，解决温降大的方式与RH类似。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带感应加热的单嘴真空精炼炉及其精炼方法，以使盛钢容器中的钢液成分和温度更加均匀。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种提高真空精炼炉钢液温度的感应加热方法，包括盛钢容器、单嘴浸渍管、真空室，所述的盛钢容器侧壁内设有电磁感应线圈，所述的盛钢容器底部设置底吹元件或透气砖。

进一步，所述的盛钢容器为钢包或精炼炉本体。

进一步，所述的单嘴浸渍管内径与真空室内径的比例为0.9～1:1，浸渍管外径与盛钢容器内径的比例为0.8～0.9：1。

进一步，所述的感应线圈由水冷铜管、铝管制成。

进一步，所述的感应线圈由导热合金材料制成。

进一步，在所述的真空室内设置有升降顶枪，所述的真空室上部设有与之连接的真空加料仓和真空抽气管道。

采用上述方案，本发明通过连接电缆向感应线圈提供中频电流，在炉内产生电涡流，释放大量热量用于炉内钢水升温，同时产生向上的洛伦兹力，带动钢液向上运动起到搅拌作用。在盛钢容器底部中心布置底吹元件或透气砖，在真空处理期间，吹入的气体体积在上升过程中因压力急剧降低而剧烈膨胀，促进钢液搅拌和脱气。底吹气体搅拌配合电磁搅拌，可使得盛钢容器中的钢液成分和温度更加均匀。多功能的升降顶枪可进行真空吹氧、喷粉等操作，真空加料仓可按需加入合金。

本发明还利用上述的带感应加热的单嘴真空精炼炉的精炼方法，包括如下步骤：通过电磁感应线圈对盛钢容器内的钢液实施冶炼过程中的全程电磁搅拌，并在真空处理期间通过底吹元件或透气砖辅以吹入惰性气体实施钢液搅拌和脱气。