专利名称：一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法
技术领域：
本发明涉及一种超低碳钢的冶炼方法，是使用单嘴精炼炉脱碳的操作方法。
背景技术：
目前大规模生产超低碳钢的方法主要为RH和V0D的冶炼方法。 ①RH(真空循环脱气法Ruhrstahl和Heraeus公司开发的)采用双吸嘴式浸渍管，
钢包中钢水插入浸渍管后抽真空，真空下供氧和管壁侧吹供氩的方法冶炼超低碳钢。本方
法由于采用双吸嘴式浸渍管，其环流量小造成钢水处理时间长、浸渍管结瘤严重、浸渍管耐
材寿命短的问题。 ②VOD(真空罐内钢包吹氧脱碳法vacuum oxygen decarbruization)采用罐式真 空环境，顶吹氧气，低吹氩气或氮气达到冶炼超低碳钢的目的，在控制出钢渣厚《100mm、到 站钢水温度1560°C 168(TC、到站0. 2%《C《0. 6%的条件下，钢包和钢水全部在罐中后 抽真空，真空下供氧和控制底吹氩气搅拌钢水脱碳的方法冶炼超低碳钢。本方法由于是罐 式真空，产生了喷溅严重，温降大，冶炼周期长，密封圈寿命低，钢包耐材寿命短的问题。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的采用双吸嘴式浸渍管，其环流量小造成钢水
处理时间长、浸渍管结瘤严重、浸渍管耐材寿命短的问题等的技术问题；提供了一种钢水处
理时间短，耐材消耗低、浸渍管结瘤小的用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法。 本发明还有一目的是解决现有技术所存在的由于是罐式真空，产生了喷溅严重，
冶炼周期长，密封圈寿命低，钢包耐材寿命短等的技术问题；提供了一种冶炼时间短、喷溅
小、密封圈消耗少、钢包侵蚀不严重、成本低廉、操作简单的用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法。 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的 —种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，在控制出钢渣厚为30mm 200mm、到站
钢水温度为1560°C 168(TC、到站碳含量C为0. 02% 0. 08%的初始条件下，进行以下步
骤 步骤1. 1 :钢水到站后先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者 氮气流量均为3Nl/min吨钢 7. 5Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到30% 80%，将氩气 流量或者氮气流量调小至0. 3Nl/min吨钢 1. 5Nl/min吨钢； 步骤1.2 :然后将单嘴炉浸渍管插入钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为 200mm 550mm ; 步骤l. 3 :抽真空使真空室真空度达到40pa 100pa，并在进行抽真空过程的同时 进行钢包底吹氩，直至钢水脱碳处理结束。 在上述的一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，所述的步骤1. 3中，所述的抽 真空过程需在4min 8min完成，使真空室真空度达到40pa 100pa后保持该真空度直至钢水脱碳处理结束。 在上述的一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，所述的步骤1. 2中，调节单嘴 炉浸渍管插入深度的同时，调节氧枪枪位，氧枪枪位的调节范围是离钢液的高度1800mm 4000mm。 在上述的一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，所述的步骤1. 3中，若钢水中 碳含量大于0. 03%且真空度降低至50000pa lOOpa时开始吹氧，吹氧流量为10Nl/h 25Nl/h/吨钢。 在上述的一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，吹氧总量为10N1 90Nl。
在上述的一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，所述的步骤1. 3中，吹氩流量 为3Nl/min 7Nl/min/吨钢，氩气流量不变一直保持至钢水脱碳处理结束。
作为另一种方案，在上述的一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，所述的步骤
1. 3中，所述的吹氩过程分为如下步骤 步骤8. 1 ，保持吹氩流量为2Nl/min 3Nl/min/吨钢5 8分钟； 步骤8. 2，完成步骤8. 1后，选择吹氩流量3Nl/min 7. 5Nl/min/吨钢，直至钢水
脱碳处理结束。
因此，本发明具有如下优点1.钢水处理时间短，耐材消耗低、浸渍管结瘤小；
2. 冶炼时间短、喷溅小、密封圈消耗少、钢包侵蚀不严重、成本低廉、操作简单。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图
，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1 : 控制出钢渣厚=30mm、到站钢水温度1570°C、到站碳含量C = 0. 051%的初始条件 下，进行以下步骤 步骤1 :先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为 5. 5Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到50% ，将氩气流量或者氮气流量调小至0. 6Nl/min吨 钢； 步骤2 :然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水 的深度为400mm。同时调节氧枪枪位为3300mm ; 步骤3 :抽真空4分钟达真空度为78Pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部 吹氩，吹氩流量为4. 7Nl/min/吨钢，氩气流量不变一直保持到钢水处理结束，吹氩时间为 20min。当真空度降低至40000Pa时开始吹氧，吹氧流量为13Nl/h/吨钢，吹氧总量为40Nl。
实施例2 : 控制出钢渣厚=50mm、到站钢水温度1615°C、到站碳含量C = 0. 041%的初始条件 下，进行以下步骤 步骤1 :先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为 6Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到40 % ，将氩气流量或者氮气流量调小至0. 8Nl/min吨 钢； 步骤2 :然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水 的深度为350mm。同时调节氧枪枪位到2500mm ;
步骤3 :抽真空5分钟达真空度为68pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部 吹氩，吹氩流量为5. 8Nl/min/吨钢，氩气流量不变一直保持到钢水处理结束，吹氩时间为 16min。当真空度降低至20000Pa即开始吹氧，吹氧流量为13Nl/h/吨钢，吹氧总量为30Nl。
实施例3 : 控制出钢渣厚=50mm、到站钢水温度1615。C、到站碳含量C = 0. 07%的初始条件 下，进行以下步骤 步骤1 :先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为 7Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到60 % ，将氩气流量或者氮气流量调小至0. 7Nl/min吨 钢； 步骤2 :然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水 的深度为350mm。同时调节氧枪枪位到2500mm ; 步骤3 :抽真空6分钟达真空度为68pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部 吹氩，吹氩流量为3. 7Nl/min/吨钢，氩气流量不变一直保持到钢水处理结束，吹氩时间为 24min。当真空度降低至5000pa时开始吹氧，吹氧流量为13Nl/h/吨钢，吹氧总量为80Nl。
实施例4 : 控制出钢渣厚=90mm、到站钢水温度1635°C 、到站碳含量C = 0. 033%的初始条件 下，进行以下步骤 步骤1 :先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为 4. 5Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到70 % ，将氩气流量或者氮气流量调小至1Nl/min吨 钢； 步骤2 :然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水 的深度为280mm。同时调节氧枪枪位到2800mm ; 步骤3 :抽真空8分钟达真空度为47pa，当真空度降低至1000pa时开始吹氧，吹氧 流量为20Nl/h/吨钢，吹氧总量为15Nl。在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩 步骤为 步骤3. 1 :保持吹氩流量为2. 35Nl/min/吨钢，且吹氩时间为7分钟； 步骤3. 2 :完成步骤3. 1后，选择吹氩流量4. 7Nl/min/吨钢直至钢水处理结束，吹
氩总时间为23min。 实施例5 : 控制出钢渣厚=150mm、到站钢水温度1650。C、到站碳含量C = 0. 038%的初始条 件下，进行以下步骤 步骤1 :先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为 4. 5Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到76% ，将氩气流量或者氮气流量调小至0. 8Nl/min吨 钢； 步骤2 :然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水 的深度为500mm。同时调节氧枪枪位到3800mm ; 步骤3 :抽真空7分钟达真空度为56pa，当真空度降低至100pa即开始吹氧，吹氧 流量为18Nl/h/吨钢，吹氧总量为IONI。在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩 步骤为
步骤3. 1 :保持吹氩流量为2. 5Nl/min/吨钢，且吹氩时间为6分钟； 步骤3. 2 :完成步骤3. 1后，选择吹氩流量5. 5Nl/min/吨钢直至钢水处理结束，吹
氩总时间为20min。 实施例6: 控制出钢渣厚=150mm、到站钢水温度1650。C、到站碳含量C = 0. 055%的初始条 件下，进行以下步骤 步骤1 :先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为 6. 5Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到40 % ，将氩气流量或者氮气流量调小至1Nl/min吨 钢； 步骤2 :然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水 的深度为500mm。同时调节氧枪枪位到3800mm ; 步骤3 :抽真空6分钟达真空度为56pa，当真空度降低至500pa即开始吹氧，吹氧 流量为18Nl/h/吨钢，吹氧总量为43Nl。在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩 步骤为 步骤3. 1 :保持吹氩流量为2. 8Nl/min/吨钢，且吹氩时间为5分钟； 步骤3. 2 :完成步骤3. 1后，选择吹氩流量6. 7Nl/min/吨钢直至钢水处理结束，吹
氩总时间为20min。 实施例7 : 控制出钢渣厚=150mm、到站钢水温度1650。C、到站碳含量C = 0. 025%的初始条 件下，进行以下步骤 步骤1 :先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为 6. 5Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到40 % ，将氩气流量或者氮气流量调小至1Nl/min吨 钢； 步骤2 :然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水 的深度为500mm ; 步骤3 :抽真空6分钟达真空度为56pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹 氩，吹氩步骤为 步骤3. 1 :保持吹氩流量为2. 8Nl/min/吨钢，且吹氩时间为8分钟； 步骤3. 2 :完成步骤3. 1后，选择吹氩流量6. 7Nl/min/吨钢直至钢水处理结束，吹
氩总时间为15min。 实施例8 : 控制出钢渣厚=50mm、到站钢水温度1615°C、到站碳含量C = 0. 026%的初始条件 下，进行以下步骤 步骤1 :先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为 6. 8Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到60% ，将氩气流量或者氮气流量调小至0. 7Nl/min吨 钢； 步骤2 :然后将单嘴炉浸渍管插入完成步骤1中的钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水 的深度为350mm ; 步骤3 :抽真空6分钟达真空度为68pa，在进行抽真空过程中同时进行钢包底部吹氩，吹氩流量为3. 7Nl/min/吨钢，氩气流量不变一直保持到钢水处理结束，吹氩时间为 18min。 在本发明中，能将初始碳含量C《0. 08%的钢水冶炼至含碳0. 002% 0. 0005% 的超低碳钢，在上述实施例中，能分别将 实例1.含初始碳为0. 051 %的钢水冶炼至含碳0. 0012%的超低碳钢； 实例2.含初始碳为0. 041 %的钢水冶炼至含碳0. 0010%的超低碳钢； 实例3.含初始碳为0. 07 %的钢水冶炼至含碳0. 0013 %的超低碳钢； 实例4.含初始碳为0. 033 %的钢水冶炼至含碳0. 0009 %的超低碳钢。 实例5.含初始碳为0. 038%的钢水冶炼至含碳0. 0013%的超低碳钢； 实例6.含初始碳为0. 055 %的钢水冶炼至含碳0. 001 %的超低碳钢； 实例7.含初始碳为0. 025 %的钢水冶炼至含碳0. 0009 %的超低碳钢； 实例8.含初始碳为0. 026 %的钢水冶炼至含碳0. 0010 %的超低碳钢； 在本发明中，钢水处理结束标准为处理后的钢水中碳含量达到用户所需实际钢种
要求脱碳的目标值。 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，在控制出钢渣厚为30mm～200mm、到站钢水温度为1560℃～1680℃、到站碳含量C为0.02％～0.08％的初始条件下，进行以下步骤步骤1.1钢水到站后先通过底吹氩气或者氮气对钢水进行排渣，氩气流量或者氮气流量均为3Nl/min吨钢～7.5Nl/min吨钢，待钢水裸露面积达到30％～80％，将氩气流量或者氮气流量调小至0.3Nl/min吨钢～1.5Nl/min吨钢；步骤1.2然后将单嘴炉浸渍管插入钢水中，单嘴炉浸渍管插入钢水的深度为200mm～550mm；步骤1.3抽真空使真空室真空度达到40pa～100pa，并在进行抽真空过程的同时进行钢包底吹氩气，直至钢水脱碳处理结束。
2. 根据权利要求1所述一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，其特征在于所述的步 骤1. 3中，所述的抽真空过程需在4min 8min完成，使真空室真空度达到40pa 100pa 后保持该真空度直至钢水脱碳处理结束。
3. 根据权利要求1所述一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，其特征在于所述的步 骤1. 2中，调节单嘴炉浸渍管插入深度的同时，调节氧枪枪位，氧枪枪位的调节范围是离钢 液的高度1800mm 4000mm。
4. 根据权利要求3所述一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，其特征在于所述的步 骤1. 3中，若钢水中碳含量大于0. 03%且真空度降低至50000pa 100pa时开始吹氧气，吹 氧气流量为10Nl/h 25Nl/h/吨钢。
5. 根据权利要求3或4所述一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，其特征在于吹氧 气总量为腦l 90Nl。
6. 根据权利要求1所述一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，其特征在于所述的步 骤1. 3中，吹氩气流量为3Nl/min 7Nl/min吨钢，氩气流量不变直至钢水脱碳处理结束。
7. 根据权利要求1所述一种用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的方法，其特征在于所述的步 骤1. 3中，所述的吹氩气过程分为如下步骤步骤7. 1保持吹氩流量为2Nl/min 3Nl/min吨钢，且吹氩时间为5 8分钟； 步骤7. 2完成步骤8. 1后，选择吹氩气流量3Nl/min 7. 5Nl/min/吨钢，直至钢水脱 碳处理结束。
全文摘要
本发明涉及一种超低碳钢的冶炼方法，是使用单嘴精炼炉脱碳的操作方法。本发明是使用单嘴精炼炉冶炼超低碳钢的冶炼方法。使用本方法冶炼出C≤20ppm超低碳钢，本发明通过控制出钢渣层厚度、到站钢水温度和到站碳含量等初始条件，在真空条件下调节单嘴炉浸渍管插入深度、氧枪枪位、真空度、供氧流量和钢包偏心底吹氩气搅拌钢水来达到脱碳的目的。因此，本发明具有如下优点1.钢水处理时间短，耐材消耗低、浸渍管结瘤小；2.冶炼时间短、喷溅小、密封圈消耗少、钢包侵蚀不严重、成本低廉、操作简单。
文档编号C21C7/10GK101792845SQ200910272880
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者刘志龙, 刘良田, 张鉴, 成国光, 杨学民, 赵元庆, 郭汉杰 申请人:北京科大三泰科技发展有限公司