[发明专利]一种基于非对称搭配的钢包底吹精炼方法

说明书

本发明公开了一种基于非对称搭配的钢包底吹精炼方法，透气砖类型非对称（狭缝式+弥散式），透气砖位置非对称（两透气砖位置不在以底面为圆心的同一圆周上），透气砖流量呈正弦非对称规律变化，两个吹气孔吹气的相位角不同，一个吹气量处于最大值时，另一个处于最小值，反之亦然，弥散式透气砖要比狭缝式透气砖更靠近底面中心，这样可以极大地提升除杂效果，两个吹气孔的夹角大于90°，大倾角更有利于去除夹杂物，避免流股互相吸引，发生抵消；本发明吹气量随时间的变化而变化，更有利于除杂，通过诱导出一个不稳定的流场，打破钢包内部的大循环流，有利于夹杂物快速聚并上浮。

技术领域

本发明属于冶金行业的炉外精炼领域，具体属于钢包精炼工艺改进，涉及一种基于非对称搭配的钢包底吹精炼方法。

背景技术

高品质特殊钢广泛应用于核电、舰船、电子通讯等先进制造领域，是国家重大装备制造和重点工程建设所需的关键材料。高品质钢具有高洁净化、高均质化的特点，尤其是超洁净钢，钢中全氧含量已经限制在了5ppm以下，并且最大夹杂物尺寸不得超过10μm，这对钢包精炼提出了巨大的挑战。因此，如何提高钢液纯净度及混均程度，是目前冶金行业关注的焦点。为了解决上述问题，现有技术公开了一种钢包底吹氩精炼方法，在钢包包底同一个圆周上布置一块狭缝式透气砖和一块弥散式透气砖；还采用双孔一强一弱底吹氩的方式，当钢包中加入合金后，钢包底部吹气，其中一孔弱吹、一孔强吹。现有研究都对钢铁生产具有一定推动作用，然而，采用现有工艺产生流场都是稳定流场，钢液循环流动动力不足，死区面积较大，混均效果仍有待提高。此外，现有技术并未提到透气砖位置对于钢液混均及除杂效果的影响，因此，目前的底吹工艺仍然具有很大改善空间。

发明内容

针对现有技术上的不足，根据所要达到的实际目的不同，本发明开发了新型非对称吹氩技术，结合各个精炼阶段工艺，提高精炼效率，提升钢产品质量，具有十分重要的现实意义。

本发明采用如下技术方案：

一种基于非对称搭配的钢包底吹精炼方法，采用狭缝式/弥散式双孔非对称底吹方式，分为以下三个阶段：

（1）在强吹阶段，狭缝式吹气孔吹氩量振幅为600～1000NL/min，弥散式吹气孔吹氩量振幅为600～1000NL/min，变化周期为T₁，变化规律为正弦函数分布，狭缝式吹气孔的氩气流量Q_A变化表达式、弥散式吹气孔的氩气流量Q_B变化表达式分别如下：

式中，为狭缝式吹气孔的吹氩量振幅，为弥散式吹气孔的吹氩量振幅，为吹气频率，即吹气周期T₁的倒数，为吹气时间；

流量，以获得良好流体动力学条件，促进钢渣界面脱硫反应的效果；

（2）在中吹阶段，狭缝式吹气孔吹氩量振幅为200～400NL/min，弥散式吹气孔吹氩量振幅为200～400NL/min，变化周期为T₂，变化规律为正弦函数分布，狭缝式吹气孔的氩气流量Q_A变化表达式、弥散式吹气孔的氩气流量Q_B变化表达式分别如下：

式中，为狭缝式吹气孔的吹氩量振幅，为弥散式吹气孔的吹氩量振幅，为吹气频率，即吹气周期T₂的倒数，为吹气时间；

流量Q_m,A=1.3～1.5Q_{m, B}，比如，狭缝式透气砖流量大于弥散式吹气流量，可以起到降低夹杂物上浮时间，促进Al脱氧反应以及Ca处理效果的作用；

（3）在软吹阶段，狭缝式吹气孔吹氩量振幅为20～60NL/min，弥散式吹气孔吹氩量振幅为20～60NL/min，变化周期为T₃，变化规律为正弦函数分布，狭缝式吹气孔的氩气流量Q_A变化表达式、弥散式吹气孔的氩气流量Q_B变化表达式分别如下：