一种RH精炼装置的制作方法

本实用新型涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉一种大截面真空室的RH精炼装置。

背景技术：

近年来，国内大部分钢厂已装备炉外精炼设施。RH法(真空循环脱气法)作为炉外精炼的一种重要方法，因其精炼效率高、周期短、精炼后钢水纯净度高，已成为转炉炼钢主要的炉外精炼设施。目前，国内多数RH精炼炉仍采用传统RH精炼工艺。为了提高炉外精炼设备的生产效率，各钢厂先后开发出增大循环流量工艺、快速抽真空工艺及长寿设备工艺等一系列先进技术，并尝试对RH的结构进行改进和优化，使炉外精炼设备能适应转炉快节奏、高效率的生产要求。

由于具有优良的韧性、加工性、电磁性能和深冲性能，超低碳钢的市场需求在不断增加。随着技术发展，超低碳贝氏体钢、无取向冷轧硅钢、超纯铁素体不锈钢等超低碳钢系列先后被开发出，同时钢种对碳含量的要求也越来越高。脱碳是RH的重要功能，但是在超低碳钢生产工艺技术的发展上也遇到问题：当钢水中碳含量小于20×10^-6后，真空度对脱碳反应的影响减小，钢液静压力的影响增加，反应仅在钢液表面反应层发生，反应速度大幅降低，脱碳反应接近停滞。RH技术上采用的各种强化脱碳措施，如加大驱动气体流量、扩大浸渍管直径等方式主要都是提高循环流量和加速熔池传质，对反应速度增大的效果有限。

因此研发提高深脱碳速度的方法，改善生产超低碳钢精炼效率偏低的现状成为工作重点。采用扩大真空室反应界面来进一步缩短RH脱碳、脱气时间，达到缩短精炼周期，实现快速精炼的工艺目标。常规设计方 法，RH的真空室内径与两根浸渍管内壁的最大距离基本相当，即真空室内壁与浸渍管内壁对齐，常规RH的真空室内径与浸渍管内径比值一般控制在3～4。加大真空室内径后，内径比值增大，且增大反应界面的同时，钢液进入真空室后不会直接冲击真空室内壁，减弱了对耐材的冲刷程度。由于受设备空间限制，直接增大真空室内径有限，因此为进一步增大钢液表面反应面积，可通过改变下部槽形状实现。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本实用新型的目的在于：提供一种RH精炼装置，以解决现有技术中直接增大真空室内径有限的技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种RH精炼装置，所述RH精炼装置包括真空室、上升管和下降管；

所述真空室的底槽的形状为倒圆台形；所述底槽的上部内径为下部内径的1.2～2倍，内部高度为200～600mm；

所述上升管和下降管的上端均与所述底槽的底端固定连接，且与所述真空室连通，下端浸渍在大包中；所述底槽的一侧内壁与所述上升管的一侧内壁对齐，另一侧内壁与所述下降管的一侧内壁对齐，使得所述上升管和下降管的内侧壁间最大距离与所述底槽的下部内径相同；

所述上升管的下端侧壁连接有氩气管，且与所述氩气管连通。

进一步的，所述底槽的内侧壁为斜坡式、阶梯式或弧形。

进一步的，所述真空室的上部为圆筒形或圆台形。

进一步的，所述真空室的最大内径与所述底槽的上部内径相同。

进一步的，所述氩气管与所述上升管的下端面的距离小于等于所述上升管的长度1/4。

进一步的，所述上升管和下降管为一体式或分体式。

本实用新型有益效果如下：

1、本实用新型通过将RH真空室的下部底槽的形状设计为倒圆台形，扩大了反应界面，利于增强RH生产超低碳钢和脱气的能力，提高了RH脱碳反应速度，增加了钢液从浸渍管(上升管)进入真空室后部分钢液的流动距离，增大反应机率。

2、本实用新型的真空室的底槽的形状，改变了钢液自浸渍管进入真空室后的流动方式，减弱了钢液对真空室下部侧壁冲击的程度，延长了真空室的下部底槽耐材寿命，降低了生产成本。

3、本实用新型采用的倒圆台形的底槽，逐渐增大真空室内径，削弱了采用直接增大真空室内径的不利，如抽吸进入真空室的钢液量迅速增加，钢包与真空室之间的自由操作空间较小，对精炼时浸渍管插深、钢包自由净空等工艺参数的控制要求会非常严格，并使测温取样的操作难度加大。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型的RH精炼装置结构示意图；

图2为本实用新型的RH精炼装置的侧视图；

图3为本实用新型的RH精炼装置的俯视图；

图4为本实用新型的内侧壁为斜坡式的底槽结构示意图；

图5为本实用新型的内侧壁为阶梯式的底槽结构示意图；

图6为本实用新型的内侧壁为外凸的底槽结构示意图；

图7为本实用新型的内侧壁为内凹的底槽结构示意图。

图中，1、真空室；2、浸渍管；2-1、上升管；2-2、下降管；3、大包；4、底槽；5、氩气管。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

本实施例给出了一种RH精炼装置，其结构参考1、2和3，该RH精炼装置包括真空室1和浸渍管2。

本实施例的真空室1的底槽4的形状为倒圆台形，底槽的上部内径a为下部内径b的1.2～2倍，内部高度h(即倒圆台形的高度)为200～600mm，优选为300mm、400mm或500mm，底槽4的内侧壁为斜坡式(图4)、阶梯式(图5)或弧形(弧形包括外凸(图6)和内凹(图7))，参考图4-7。

本实施例的真空室1的最大内径与底槽的上部内径a相同，真空室1的上面部分可为圆筒形，也可为圆台形，还可以为倒圆台形，优选为圆筒形。

本实施例的浸渍管2包括上升管2-1和下降管2-2，上升管2-1和下降管2-2的上端均与底槽4的底端固定连接，且与真空室1连通，下端浸渍在大包3中。底槽4的一侧内壁与上升管2-1的一侧内壁对齐，另一侧内壁与下降管2-2的一侧内壁对齐，使得上升管2-1和下降管2-2的内侧壁间最大距离与底槽4的下部内径b相同。

本实施例氩气管5为单层管或多层管，与上升管2-1连通，其中心处与上升管2-1的下端面的距离小于等于上升管5长度的1/4，优选为距离上升管2-1的下端面的1/7～1/5管长处(这里管长是指整个上升管2-1的长度，即包括插入底槽4内的一部分上升管)(优选为1/6和1/5)，这样可延长气体上升距离，从而增大气体作功，保证钢液循环。本实施例的上升管2-1和下降管2-2为一体式或分体式。

本实施例通过将RH真空室的下部底槽的形状设计为倒圆台形，使 反应界面扩大，提高了RH脱碳反应速度，增加了钢液从浸渍管(上升管)进入真空室后部分钢液的流动距离，增大反应机率；改变了钢液自浸渍管进入真空室后的流动方式，减弱对真空室下部侧壁冲击的程度，真空室底槽的耐材寿命增加，且成本降低；削弱了采用直接增大真空室内径方式的不利因素，如抽吸进入真空室的钢液量迅速增加，钢包与真空室之间的自由操作空间较小，对精炼时浸渍管插深、钢包自由净空等工艺参数的控制要求会非常严格，并使测温取样的操作难度加大。

假设原普通RH浸渍管的直径c为550mm，真空室的直径为1860mm。本实施例中的浸渍管2(如上升管2-1和下降管2-2)的直径c为550mm，真空室1的底槽4的下直径b为1860mm，上直径a为2400mm，高度为400mm。真空室1的上部分为圆筒形，其直径为2400mm。通过对比，发现真空室1的内径由原来的1860mm增加至2400mm，增大了约30％，真空室1与浸渍管2内径的比值由3.4增加到4.4，真空室1内的钢液自由表面积增大了69％以上，同时钢液停留时间增加，钢液反应效率提高，钢液对真空室内壁冲刷减弱。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。