[发明专利]一种可提高脱碳速率的真空循环脱气精炼装置

说明书

一种可提高脱碳速率的真空循环脱气精炼装置，包括真空室、钢包、上升管、下降管及吹氩管；真空室位于钢包正上方，上升管和下降管均竖直设置在真空室底部，上升管和下降管底端管口浸入钢包的钢液中；上升管管体内表面采用五级阶梯结构，在竖直方向上由上至下依次分为出口圆柱段、出口圆锥段、中间喉部圆柱段、入口圆锥段及入口圆柱段；所述入口圆锥段的大径端与入口圆柱段上端相连，入口圆锥段的小径端与中间喉部圆柱段下端相连，中间喉部圆柱段上端与出口圆锥段的小径端相连，出口圆锥段的大径端与出口圆柱段下端相连；吹氩管与中间喉部圆柱段下端相连通。本发明的上升管可有效破碎氩气泡，进一步提高脱碳速率，缩短精炼时间，降低企业生产成本。

技术领域

本发明属于冶金精炼技术领域，特别是涉及一种可提高脱碳速率的真空循环脱气精炼装置。

背景技术

超低碳钢具有优良的加工性能和电磁性能，其被广泛地应用在航空航天、电子电力以及建筑机械等多种领域，而真空循环脱气精炼则是生产超低碳钢的关键工艺之一。

真空循环脱气精炼的脱碳原理为：设备主体为真空室，真空室下部设有一个上升管和一个下降管，在真空处理时，持续不断向上升管中的钢液内吹入氩气，驱动上升管中的钢液向上涌入真空室；在脱碳过程中，反应位置共有三处，分别为氩气泡表面、真空室自由液面及真空室熔池内部，而氩气泡表面为主要反应位置之一；在高温低压的条件下，钢液中的游离碳、氧促进反应生成一氧化碳气体，随着气体不断向气泡内扩散，已脱碳的钢液借其自重经下降管流回钢包，未脱碳的钢液又不断从上升管进入真空室，从而形成连续循环，最终达到钢液精炼的需求。

但是，在实际生产中，吹入上升管中的氩气泡，会在上升过程中会不断碰撞和聚并，进而形成大尺寸气泡，而大尺寸气泡与小尺寸气泡相比，在相同吹入气体流量下，大尺寸气泡的反应界面的面积更小，这并不利于脱碳速率的提升。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可提高脱碳速率的真空循环脱气精炼装置，采用了全新的上升管结构，可以有效破碎上升管中的氩气泡，从而进一步提高脱碳速率，同时缩短精炼时间，进而有效降低企业生产成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可提高脱碳速率的真空循环脱气精炼装置，包括真空室、钢包、上升管、下降管及吹氩管；所述真空室位于钢包正上方，所述上升管和下降管均竖直设置在真空室底部，上升管和下降管的底端管口浸入钢包的钢液中；所述上升管的管体内表面采用五级阶梯结构，在竖直方向上由上至下依次分为出口圆柱段、出口圆锥段、中间喉部圆柱段、入口圆锥段及入口圆柱段；所述入口圆锥段的大径端与入口圆柱段上端相连，入口圆锥段的小径端与中间喉部圆柱段下端相连，中间喉部圆柱段上端与出口圆锥段的小径端相连，出口圆锥段的大径端与出口圆柱段下端相连；所述吹氩管与中间喉部圆柱段下端相连通。

所述出口圆柱段的直径为550mm～750mm，中间喉部圆柱段的直径为300mm～400mm，入口圆柱段的直径为550mm～750mm，出口圆锥段的锥度为10°～12°，入口圆锥段的锥度为21°～30°。

所述上升管和下降管的管体表面均设置有耐火材料层。

本发明的有益效果：

本发明的可提高脱碳速率的真空循环脱气精炼装置，采用了全新的上升管结构，可以有效破碎上升管中的氩气泡，从而进一步提高脱碳速率，同时缩短精炼时间，进而有效降低企业生产成本。

附图说明

图1为本发明的一种可提高脱碳速率的真空循环脱气精炼装置的结构示意图；

图2为本发明的上升管的结构示意图；

图中，1—真空室，2—钢包，3—上升管，4—下降管，5—吹氩管，6—钢液，7—氩气泡，31—出口圆柱段，32—出口圆锥段，33—中间喉部圆柱段，34—入口圆锥段，35—入口圆柱段。

具体实施方式