一种感应加热单嘴真空精炼炉及洁净钢冶炼工艺的制作方法

本发明属于冶炼领域，涉及一种感应加热单嘴真空精炼炉及洁净钢冶炼工艺。

背景技术：

当前的高品质钢冶炼通常采用的冶炼流程是：初炼炉(转炉/电弧炉等)+炉外精炼(lf/rh/vd/vod/cas等)，初炼炉冶炼终点钢水中的溶解氧含量通常在400ppm以上。为了降低钢水中的氧含量，在初炼炉出钢时，加入mn/si/al等合金进行沉淀脱氧。

当前的洁净钢冶炼工艺不足之处体现为：

1)脱氧合金与氧结合(沉淀脱氧)生成的mno/sio2/al2o3等产物，是钢水内生夹杂物最大的源头，精炼过程中，去除非常困难，处理不当会严重影响钢材质量。且大多数钢种本来就要求含有mn、si、al等元素，沉淀脱氧过程造成了合金元素的大量浪费。

2)为了保持上连铸的钢水温度达标，通常采用提升初炼炉出钢温度、在炉外精炼过程加热的方式。提升初炼炉出钢温度，会加重钢水过氧化，且存在安全隐患；通过炉外精炼加热，在现有的炉外精炼装置中，除了lf可以进行电极加热升温之外，其余装备都是通过加入al、si等发热剂，再吹氧产生的化学热来升温，严重影响钢水品质。

3)对于氮含量要求高的钢种，lf的电极加热过程会导致钢水增氮。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种感应加热单嘴真空精炼炉及洁净钢冶炼工艺，达到从源头控制内生夹杂物，稳定控制钢水上连铸温度的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种感应加热单嘴真空精炼炉，包括真空室、设置在真空室上并通入真空室内的真空加料系统及真空抽气管道、设置在真空室一侧并与真空室连通的单嘴浸渍管、与单嘴浸渍管配合的盛钢容器、与盛钢容器配合的电磁感应线圈。

可选的，所述电磁感应线圈设置在盛钢容器外侧。

可选的，还包括贯穿真空室设置的顶枪，所述顶枪朝向单嘴浸渍管设置。

可选的，所述盛钢容器底部为透气砖，透气砖上设有通入盛钢容器内的钢包底吹元件。

一种洁净钢冶炼工艺，应用上述感应加热单嘴真空精炼炉，包括以下步骤：

s1初炼，出钢至盛钢容器，出钢过程中不加入脱氧合金；

s2对钢水进行扒渣处理；

s3精炼，单嘴浸渍管插入盛钢容器内钢水，通过真空抽气管道控制真空室内真空度；

s4铸造。

可选的，在步骤s2中，单嘴浸渍管与盛钢容器之间的缝隙中撒入避免裸露钢水被空气污染的覆盖剂。

可选的，所述盛钢容器底部为透气砖，透气砖上设有通入盛钢容器内的钢包底吹元件；在步骤s3中，在盛钢容器底部通入惰性气体。

可选的，所述惰性气体为氩气，吹气流量为0.5～20nl.(min.t)^-1。

本发明的有益效果在于：

与现有冶炼工艺相比，本发明提供的冶炼工艺，能从源头减少钢水中的非金属夹杂物生成，降低钢水中卷入外来大型夹杂物的可能性，有效提升合金收得率，无污染钢水升温，精炼效果显著优于现有冶炼工艺。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图2，附图中的元件标号分别表示：顶枪1、真空加料系统2、真空室3、单嘴浸渍管4、电磁感应线圈5、钢包底吹元件6、盛钢容器7、真空抽气管道8。

本发明涉及一种感应加热单嘴真空精炼炉，包括真空室3、设置在真空室3上并通入真空室3内的真空加料系统2及真空抽气管道8、设置在真空室3一侧并与真空室3连通的单嘴浸渍管4、与单嘴浸渍管4配合的盛钢容器7、设置在盛钢容器7上的电磁感应线圈5，通过电磁感应线圈5实现电磁搅拌与感应加热。

可选的，所述电磁感应线圈5设置在盛钢容器7外侧(如图1所示)；还包括贯穿真空室3设置的顶枪1，所述顶枪1朝向单嘴浸渍管4设置；所述盛钢容器7底部为透气砖，透气砖上设有通入盛钢容器7内的钢包底吹元件6。

本发明还涉及一种洁净钢冶炼工艺，应用上述感应加热单嘴真空精炼炉，包括以下步骤：

s1初炼，出钢至盛钢容器7，出钢过程中不加入脱氧合金；

s2对钢水进行扒渣处理；

s3精炼，单嘴浸渍管4插入盛钢容器7内钢水，通过真空抽气管道8控制真空室3内真空度；

s4铸造。

可选的，在步骤s2中，单嘴浸渍管4与盛钢容器7之间的缝隙中撒入避免裸露钢水被空气污染的覆盖剂；在步骤s3中，在盛钢容器7底部的钢包底吹元件6通入惰性气体；所述惰性气体为氩气，吹气流量为0.5～20nl.(min.t)^-1。

本发明的冶炼流程为：初炼炉(转炉/电炉等)→感应加热单嘴真空精炼炉→铸造。

本发明的冶炼工艺中，初炼炉出钢时不脱氧合金化，而是先经过真空碳脱氧，再进行合金化。合金化造成的温度下降，由电磁感应线圈5进行感应加热补偿。出钢过程中不加入脱氧合金。盛钢容器7的装入量可为初炼炉出钢量的0.5～3倍。出钢完毕后，对钢水进行扒渣处理，亮面≥90％。盛钢容器7到达感应加热单嘴真空精炼炉的处理工位后，单嘴浸渍管4插入盛钢容器7内钢水为了防止裸露钢水被空气污染，在单嘴浸渍管4和盛钢容器7之间的缝隙中撒入覆盖剂。单嘴浸渍管4插入钢水深度≥200mm后，开始抽真空，同时盛钢容器7底部吹入氩气，吹气流量为0.5～20nl.(min.t)^-1。

钢种冶炼的要点如下：

对于超低碳钢种冶炼，根据进站碳含量和钢种要求碳含量，决定是否开启氧枪(顶枪1)强制脱碳，强制脱碳精炼的真空压力控制在7500～6500pa；

非超低碳钢种或经过强制脱碳的超低碳钢种，进行自然脱碳处理，真空度维持在4500～3500pa；

经过脱碳、脱氧后的钢水，根据冶炼钢种的实际需求，进行合金化操作。如果加入合金量较大，需分批次加入。合金化过程，真空度维持在4500～3500pa；

对于超低硫钢种的冶炼，在合金化之后，通过顶枪1喷入脱硫剂，真空度维持在4500～3500pa；

对h/n等气体含量有严格控制要求的钢种，在上述处理结束后，进一步将真空度降至67～200pa处理；

真空冶炼全程，根据温度实际情况，开启感应加热和电磁搅拌，保证钢水温度满足连铸工序要求。

感应加热单嘴真空精炼炉的冶金功能如表1所示。

表1精炼装备冶金功能及参数

实际精炼过程是上述各种精炼环节2个或者多个的组合，各功能的开启顺序如表2所示。

表2不同冶金功能所需真空度

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。