RH爐真空槽冶金裝置及方法

1644 編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng) 來源：山東鋼鐵股份有限公司

2022-11-09 16:23:07

權(quán)利要求

1.RH爐真空槽冶金裝置，其特征在于，所述裝置包括真空槽(1)、浸漬管(2)和真空槽擋墻(3)，

所述真空槽擋墻(3)設(shè)置真空槽槽底，用于將真空槽(1)分隔為兩部分；在真空槽擋墻(3)的兩側(cè)分別裝有兩支浸漬管(2)，其中，一側(cè)浸漬管為浸漬管A和浸漬管B，另一側(cè)浸漬管為浸漬管C和浸漬管D，浸漬管A與D為上升管，浸漬管B與C為下降管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RH爐真空槽冶金裝置，其特征在于，所述真空槽擋墻(3)參數(shù)為：高度設(shè)定500～800mm，厚度為50～100mm，擋墻設(shè)置在真空槽內(nèi)槽底中間位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RH爐真空槽冶金裝置，其特征在于，所述真空槽外形呈橢圓形，真空槽用于同時處理兩鋼包(4)鋼水。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RH爐真空槽冶金裝置，其特征在于，兩鋼包(4)同時座在同一鋼包車上兩個座包位置上，兩鋼包鋼水凈空接近，并且處理鋼水為同一鋼種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RH爐真空槽冶金裝置，其特征在于，浸漬管A、浸漬管B、浸漬管C和浸漬管D的尺寸相同。

6.基于權(quán)利要求1-5任一所述的RH爐真空槽冶金裝置的冶金方法，包括以下步驟：

1)兩爐盛有鋼水的鋼包座入雙座鋼包(4)車上，座好鋼包后，鋼包車開至處理位，液壓頂升鋼包至冶煉高度，浸漬管A與浸漬管C插入一個鋼包鋼水內(nèi)，浸漬管B與浸漬管D插入另一鋼包鋼水內(nèi)；

2)開始抽真空處理，鋼水中間用真空槽擋墻(3)隔開；真空槽(1)真空度的下降，鋼水緩緩進(jìn)入真空槽內(nèi)，鋼水從浸漬管A流到浸漬管B，同時鋼水從浸漬管D流入浸漬管C，

3)在RH爐環(huán)流兩爐鋼水均勻后進(jìn)行測溫、取樣；

4)冶煉完畢，兩爐鋼水可以達(dá)到同樣的溫度、成分出鋼，出鋼后進(jìn)行澆注。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述RH爐真空槽冶金裝置的方法，其特征在于，所述浸漬管A與浸漬管D的吹氣管布置以及環(huán)流量相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述RH爐真空槽冶金裝置的方法，其特征在于，所述步驟1)中浸漬管插入鋼水深度400～500mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述RH爐真空槽冶金裝置的方法，其特征在于，所述步驟2)中真空處理中，調(diào)整提升鋼包高度，確保浸漬管插入鋼水高度不變，當(dāng)真空度達(dá)到133pa以內(nèi)時鋼包高度位置固定，不再做調(diào)整。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述RH爐真空槽冶金裝置的方法，其特征在于，所述步驟3)中環(huán)流均勻時間為3～5min。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶金煉鋼領(lǐng)域，具體涉及一種RH爐真空槽冶金裝置及方法。

背景技術(shù)

[0002]目前，RH真空爐工作原理：鋼水處理前，先將浸漬管浸入待處理的鋼包鋼水中，當(dāng)真空槽抽真空時，鋼水表面的大氣壓力迫使鋼水從浸漬管流入真空槽內(nèi)(真空槽內(nèi)大約0.67mbar時可使鋼水上升1.48m高度)。與真空槽連通的兩個浸漬管，一個為上升管，一個為下降管。由于上升管不斷向鋼液吹入氬氣，相對沒有吹氬的下降管產(chǎn)生了一個較高的靜壓差，使鋼水從上升管進(jìn)入并通過真空槽下部流向下降管，如此不斷循環(huán)反復(fù)。在真空狀態(tài)下，流經(jīng)真空槽鋼水中的氬氣、氫氣、一氧化碳等氣體在鋼液循環(huán)過程中被抽走。同時，進(jìn)入真空槽內(nèi)的鋼水還進(jìn)行一系列的冶金反應(yīng)，比如碳氧反應(yīng)等；如此循環(huán)脫氣精煉使鋼液得到凈化。

[0003]RH真空爐作為精煉工序主要冶煉設(shè)備，冶金工作者對于提高其冶金效率做了大量的模擬實踐研究，并取得了較為顯著的冶金效果，主要方法是擴大浸漬管的內(nèi)徑、優(yōu)化提升氣體的布置及孔徑、提升真空泵的抽氣能力以及擴大鋼水的反應(yīng)介面積等；一般認(rèn)為如下：①氬氣流量環(huán)流效率的影響是：單位時間的氬氣量的增加使得氣體帶入的能量增加，增加了鋼液循環(huán)的動力，同時氬氣提高RH循環(huán)流量的效果是有限的，待氬氣流量提升到一定限度的時候，增加氬氣流量并不能增加RH循環(huán)流量；②上升管、下降管參數(shù)對環(huán)流效果的影響是：隨著上升管、下降管管徑的增大，環(huán)流效果隨之增大；③吹氣管參數(shù)對環(huán)流效果的影響是：隨著吹氣管的增加，氬氣氣泡分布更均勻，帶動更多鋼液參與循環(huán)，但吹氣管管徑降低不利于吹入深度的提高，同時兩排吹氣管交錯分布可以降低死區(qū)，縮短冶煉時間，增加環(huán)流效果。

[0004]然而對于原有工藝設(shè)備布置未能考慮RH爐真空裝備的鋼鐵企業(yè)，新增RH爐真空系統(tǒng)受到原有鋼包直徑的限制以及相關(guān)設(shè)備參數(shù)固化等原因，導(dǎo)致RH爐冶金效率不高、處理能力有限、冶煉總體成本較高、設(shè)備參數(shù)難于等到突破性的優(yōu)化改進(jìn)；因此冶金工作者重新從RH爐的工作原理基礎(chǔ)理論出發(fā)，開發(fā)一種突破現(xiàn)有工藝裝備思路的冶金方法成為較多冶金工作者思考的重要問題之一；因此，亟需設(shè)計創(chuàng)新一種RH爐真空槽冶金裝置及冶金方法。

發(fā)明內(nèi)容

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種RH爐真空槽冶金裝置及冶金方法。本發(fā)明改變原有RH真空爐原有裝備固有冶金模式，但從RH爐冶金工作原理出發(fā)，在真空槽上設(shè)計雙上升管、雙下降管均勻布置，并依據(jù)鋼水在真空槽的流暢變化需求設(shè)置擋墻，該真空冶金裝置主要用于同時冶煉兩爐鋼水，對于加快RH爐的冶金效率起到明顯的作用，同時采用真空槽大內(nèi)徑可以大大提升真空冶金效果，為鋼鐵企業(yè)的提產(chǎn)增效帶來了較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

[0007]本發(fā)明提供一種RH爐真空槽冶金裝置，所述裝置包括真空槽1、浸漬管2、真空槽擋墻3，所述真空槽外形呈橢圓形，并在真空槽的槽底內(nèi)設(shè)置真空槽擋墻(3)；用于將真空槽1分隔為兩部分；在真空槽擋墻3的兩側(cè)分別均裝有兩支浸漬管2，其中，在真空槽擋墻3一側(cè)浸漬管為浸漬管A和浸漬管B，另一側(cè)浸漬管為浸漬管C和浸漬管D，浸漬管A與D為上升管，浸漬管B與C為下降管。具體為，真空槽的浸漬管安裝有4支(ABCD)，其中浸漬管A與浸漬管D為上升管，浸漬管B與浸漬管C為下降管；該類型真空槽用于同時處理兩鋼包4的鋼水；兩鋼包(4)同時座在同一鋼包車上兩個座包位置上，兩鋼包鋼水凈空基本接近，并且處理鋼水為同一鋼種；冶煉前將浸漬管A與浸漬管C插入一個鋼包鋼水內(nèi)，浸漬管B與浸漬管D插入另一鋼包鋼水內(nèi)；開始抽真空處理，鋼水從浸漬管A流到浸漬管B，同時鋼水從浸漬管D流入浸漬管C，鋼水中間用真空槽擋墻隔開，從而實現(xiàn)兩包鋼水同時處理的冶金效果；該發(fā)明可以顯著提升RH爐處理效率、增加鋼產(chǎn)量，同時采用真空槽大內(nèi)徑可以明顯提高鋼水在真空槽內(nèi)的反應(yīng)介面積，提高冶金效率，縮短處理時間；從而提升RH爐冶煉效果。

[0008]本發(fā)明提供一種基于上述RH爐真空槽冶金裝置的冶金方法，所述方法包括以下步驟：

[0009]1)兩爐盛有鋼水的鋼包座入雙座鋼包車上，依據(jù)鋼種確定鋼水來源，鋼水來自轉(zhuǎn)爐或者LF精煉爐；座好鋼包后，鋼包車開至處理位，液壓頂升鋼包至冶煉高度，浸漬管A與浸漬管C插入一個鋼包鋼水內(nèi)、浸漬管B與浸漬管D插入另一鋼包鋼水內(nèi)，通常工藝要求浸漬管插入鋼水深度400～500mm；

[0010]2)開始抽真空處理，隨著真空槽真空度的下降鋼水緩緩進(jìn)入真空槽內(nèi)，操作人員不斷調(diào)整提升鋼包高度，確保浸漬管插入鋼水高度基本不變，當(dāng)真空度達(dá)到133pa以內(nèi)時鋼包高度位置基本確定，不需再做調(diào)整；此時鋼水從浸漬管A流到浸漬管B，同時鋼水從浸漬管D流入浸漬管C，鋼水中間用擋墻隔開；

[0011]3)冶煉過程同樣完成鋼水溫度的調(diào)整、成分的調(diào)整；因兩爐鋼水開始處理前溫度、成分存在著差異，所以測溫、取樣需在RH爐環(huán)流兩爐鋼水均勻后進(jìn)行，通常環(huán)流均勻3～5min即可完成；

[0012]4)冶煉完畢，兩爐鋼水可以達(dá)到同樣的溫度、成分出鋼，出鋼后直接上連鑄機澆注；

[0013]優(yōu)選地，所述步驟1)中浸漬管A、浸漬管B、浸漬管C和浸漬管D，浸漬管ABCD尺寸完全相同，浸漬管(上升管)A與浸漬管(上升管)D的吹氣管以及環(huán)流量參數(shù)相同，可以確保真空冶煉過程中兩爐鋼包鋼水液面的基本穩(wěn)定；

[0014]優(yōu)選地，所述步驟2)中真空槽擋墻，依據(jù)RH真空冶金工作原理設(shè)計擋墻參數(shù)(主要考慮冶煉過程中在1個大氣壓下鋼水在真空槽內(nèi)的液面高度確定)：高度設(shè)定500～800mm，厚度為50～100mm，擋墻設(shè)置在真空槽內(nèi)槽底中間位置，真空槽擋墻設(shè)計在浸漬管A和浸漬管B與浸漬管C和浸漬管D的中間位置(同時位于浸漬管A與浸漬管C、和浸漬管B與浸漬管D的中間位置)，即可實現(xiàn)一個真空槽冶煉兩爐鋼水的冶金效果；

[0015]本發(fā)明從RH真空爐冶金工作原理出發(fā)，在一個真空系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對真空槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)思考從而創(chuàng)造性的采用雙上升管、雙下降管；利用4支浸漬管插入鋼水實現(xiàn)兩爐鋼水的相通；同時在真空槽內(nèi)底部設(shè)計安裝擋墻裝置，達(dá)到利用同一真空系統(tǒng)實現(xiàn)兩爐鋼水的均勻環(huán)流；即在相同時間段期間該真空槽可以實現(xiàn)同時處理兩爐鋼水，并實現(xiàn)兩爐鋼水成分、溫度的均勻性，為精煉工序提產(chǎn)創(chuàng)效帶來了有力的冶金裝備，為一座RH爐實現(xiàn)同時滿足兩座連鑄機生產(chǎn)帶來了可能性。

[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

[0017]本發(fā)明實現(xiàn)了兩爐鋼水的相通到均勻環(huán)流，并采用真空槽大內(nèi)徑，為真空槽內(nèi)的冶金進(jìn)行提供了寬闊的反應(yīng)介面積，對于加快冶金反應(yīng)速率提供了較好的裝備條件；同時該發(fā)明可以解決廠房布置緊湊、鋼包內(nèi)徑無法改變情況下對真空高效冶金裝備的需求；

附圖說明

[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；

[0019]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；

[0020]附圖標(biāo)記：

[0021]1、真空槽，2、浸漬管，3、真空槽擋墻，4、鋼包鋼水。

具體實施方式

[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不因此將本發(fā)明局限在實施實例描述的范圍之內(nèi)。

[0024]如圖1所示，一種RH爐真空槽冶金裝置及使用方法，所述裝置包括真空槽1、浸漬管2、真空槽擋墻3，所述真空槽外形呈橢圓形，并在真空槽內(nèi)槽底設(shè)置真空槽擋墻3；真空槽的浸漬管安裝有4支(ABCD),其中浸漬管A與浸漬管D為上升管,浸漬管B與浸漬管C為下降管；該類型真空槽用于同時處理兩鋼包(4)鋼水；冶煉前將浸漬管A與浸漬管C插入一個鋼包鋼水內(nèi)，浸漬管B與浸漬管D插入另一鋼包鋼水內(nèi)；開始抽真空處理時鋼水從浸漬管A流到浸漬管B，同時鋼水從浸漬管D流入浸漬管C，鋼水中間用擋墻隔開，從而實現(xiàn)兩包鋼水同時處理的冶金效果；該發(fā)明可以顯著提升RH爐處理效率、增加鋼產(chǎn)量，同時采用真空槽大內(nèi)徑可以明顯提高冶金效率，縮短處理時間；

[0025]本發(fā)明提供一種基于上述RH爐真空槽冶金裝置的使用方法，所述方法包括以下步驟：

[0026]1)兩爐盛有鋼水的鋼包座入雙鋼包車上，依據(jù)鋼種確定鋼水來源，從轉(zhuǎn)爐或者LF精煉爐；座好鋼包后，鋼包車開至處理位，液壓頂升鋼包至冶煉高度，浸漬管A與浸漬管C插入一個鋼包鋼水內(nèi)、浸漬管B與浸漬管D插入另一鋼包鋼水內(nèi)，通常插入浸漬管插入鋼水400～500mm；

[0027]2)開始抽真空處理，隨著真空槽內(nèi)真空度的下降鋼水緩緩進(jìn)入真空槽內(nèi)，操作人員不斷提升鋼包，確保浸漬管插入鋼水高度基本不變，當(dāng)真空度達(dá)到133pa以內(nèi)時鋼包高度位置基本確定，不需再做調(diào)整；此時鋼水從浸漬管A流到浸漬管B，同時鋼水從浸漬管D流入浸漬管C，鋼水中間用擋墻隔開；

[0028]3)冶煉過程同樣完成鋼水溫度的調(diào)整、成分的調(diào)整；因兩爐鋼水開始處理前溫度、成分存在著差異，所以測溫、取樣需在RH爐環(huán)流兩爐鋼水均勻后進(jìn)行，通常環(huán)流3～5min即可完成；

[0029]4)冶煉完畢，兩爐鋼水可以達(dá)到同樣的溫度、成分出鋼，出鋼后直接上連鑄機澆注；

[0030]特別說明，所述步驟1)中浸漬管A/B/C/D，浸漬管ABCD尺寸完全相同，浸漬管上升管A與D的環(huán)流量相同，可以確保真空冶煉過程中兩爐鋼包鋼水液面的基本穩(wěn)定；

[0031]特別說明，所述步驟2)中真空槽擋墻，依據(jù)RH真空冶金工作原理設(shè)計擋墻參數(shù)(主要考慮冶煉過程中在1個大氣壓下鋼水在真空槽內(nèi)的液面高度確定)：高度設(shè)定500～800mm，厚度為50～100mm，擋墻設(shè)計在浸漬管A/B與浸漬管C/D的中間位置，即可實現(xiàn)一個真空槽冶煉兩爐鋼水的冶金效果；

[0032]S1：

[0033]真空槽槽號(上部槽/下部槽)：12#/30#；浸漬管：A/B/C/D；真空槽擋墻尺寸：600mm，厚度80mm；鋼種：S550D(精煉采用LF-RH雙聯(lián)工藝)；具體生產(chǎn)情況如下：

[0034]①LF精煉冶煉數(shù)據(jù)：

[0035]

[0036]②LF精煉終點成分：

[0037]

[0038]③RH爐冶煉數(shù)據(jù)：

[0039]

[0040]④RH爐終點成分：

[0041]

[0042]采用本發(fā)明同時處理S550D鋼種兩爐次，RH爐處理時間20min，出站兩爐次分別測溫、取樣；H224-03874爐次終點溫度1548℃，H223-02120爐次終點溫度1547℃，出站溫度基本相同；從RH終點取樣來看，兩爐次成分基本相同，達(dá)到了鋼水在兩爐鋼包與真空槽冶煉容器中的均勻環(huán)流冶金效果，為RH爐的高效利用創(chuàng)造了穩(wěn)定的冶金裝備。

[0043]綜上所述，采用本發(fā)明進(jìn)行真空環(huán)流冶金效果顯著。從裝備生產(chǎn)周期匹配上來看，單新型RH真空爐具備同時對接兩座LF、兩座連鑄機的裝備條件，其為真空冶煉節(jié)約了大量的設(shè)備、耐材、能源等生產(chǎn)成本；從鋼水質(zhì)量上看，采用真空槽大橢圓形內(nèi)徑可以明顯提升鋼水液滴在真空槽內(nèi)反應(yīng)介面積，為鋼水質(zhì)量進(jìn)一步的提升提供了有力的技術(shù)保障；從人均噸鋼成本來考慮，可以明顯減少RH真空爐操作人員的數(shù)量，為人員成本降低提供了較好的條件；從本真空冶煉裝備設(shè)計來看，采用了多浸漬管、真空槽擋墻特點，滿足了在真空條件下同時處理兩包鋼水的技術(shù)特點，開拓了真空冶金裝備利用常歸技術(shù)手段難以改變的技術(shù)現(xiàn)狀，為RH真空精煉爐裝備突破現(xiàn)有格局創(chuàng)造了一種思路、冶金方法。

[0044]本發(fā)明未詳細(xì)說明的內(nèi)容均可采用本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)知識。

[0045]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

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