一种RH真空处理设备的制作方法

本发明涉及钢铁冶金领域，并且更具体地，涉及一种rh真空处理设备。

背景技术：

近年来，rh真空脱气设备及rh的功能和精炼的钢种范围不断扩大，发展成多功能真空精炼技术，在炉外精炼中占主导地位。大多数钢厂均配置了rh精炼装备，实现了高品质钢的高效低成本生产。

随着市场对品种钢中碳含量的要求越来越低，尤其是成品碳含量在15ppm以内甚至10ppm，为了满足此要求，rh采用吹氧强制脱碳，需要延长供氧时间造成钢水氧活度偏高，对钢水洁净度不利。

现有技术中在rh上升/下降管的下部管壁上开有通孔，在rh精炼期间通过喷管向钢水中喷吹co2气体，或者以氮气、氩气、二氧化碳或一氧化碳气体为载体向钢水中喷吹caco3、baco3、mgco3、naco3、feo、fe2o3或mno中的一种或一种以上粉剂，促进脱碳反应效率、进一步降低钢液中的碳含量。采用喷吹/添加氧化性粉体，容易造成钢水出现较大温降，另一方面改变顶渣组成从而影响钢水洁净度。

现有技术中还使用在真空脱碳过程添加发热剂(金属al/si)，通过顶枪供氧使钢水升温，加快脱碳速度。但是，此种方式增加了金属al/si消耗，不利于降低生产成本。

因此，仍需一种低成本、快速且效果较好的rh真空处理设备及脱碳的方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术不足，本发明的目的在于提供一种rh真空处理设备，该设备能够实现低成本、快速且效果较好的脱碳。

基于上述目的，采用如下技术方案：

根据本发明，提供一种rh真空处理设备，包括：

钢水包；

插入到钢水包的真空脱气罐，真空脱气罐包括罐本体、下降管和上升管，上升管和下降管设置在罐本体底部且与罐本体连通；

底吹管，底吹管与真空脱气罐的底部连通；

氧枪，氧枪由真空脱气罐顶部插入罐本体；以及

吹氩管；吹氩管设置在上升管上且与上升管连通；

其中，吹氩管包括主管以及在主管末端分成两路的第一分支管和第二分支管；第一分支管和第二分支管连通上升管。

进一步地，第一分支管和第二分支管错位设置。

进一步地，第一分支管和第二分支管的夹角为10-25度。

进一步地，第二分支管距水平方向向下倾斜5-15度角。

进一步地，第二分支管设置在上升管距底端的四分之一处。

进一步地，吹氩管由不锈钢制成。

进一步地，rh真空处理设备还包括用于对真空脱气罐抽真空的抽气通孔。

进一步地，吹氩管包覆耐火材料。

本发明的有益效果：

本发明的rh真空处理设备对吹氩管进行了改进，由于吹氩管的结构为包括主管以及在主管末端分成两路的第一分支管和第二分支管；第一分支管和第二分支管错位设置，这样的结构使得吹氩管中的气体对钢水的扰动性更强，气体在真空脱气罐中的行动路径加长；且采用互呈夹角的第一分支管和第二分支管，使得气体与钢水的接触时间加长。

本发明使用如上所述的rh真空处理设备进行快速脱碳的方法，采用底吹co2或ar气，使得气体对底层钢水的搅动性更强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施案例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1-4的rh真空处理设备的示意图；

图2为本发明实施例的吹氩管的示意图；

图3为本发明实施例的吹氩管与上升管投影至水平面的示意图。

附图标记列表

1-钢水包2-真空脱气罐3-罐本体4-下降管5-上升管6-底吹管7-氧枪8-吹氩管81-主管82-第一分支管83-第二分支管

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

实施例1-4采用的rh真空处理设备如图1、图2和图3所示，包括：

钢水包1、插入到钢水包1的真空脱气罐2、底吹管6、氧枪7、吹氩管8、以及用于对真空脱气罐抽2真空的抽气通孔；

真空脱气罐2包括罐本体3、下降管4和上升管5，下降管4和上升管5设置在罐本体3底部且与罐本体3连通；下降管4和上升管5并排设置。

底吹管6与真空脱气罐2的底部连通；

氧枪7由真空脱气罐2顶部的插入罐本体3；以及

吹氩管8设置在上升管5上且与上升管5连通；

其中，吹氩管8包括主管81以及在主管81末端分成两路的第一分支管82和第二分支管83；第一分支管82和第二分支管83连通上升管5。第一分支管82和第二分支管83错位设置，第二分支管83处于第一分支管82下方。如图3所示的投影示意图中，第一分支管82和第二分支管83的夹角r为10-25度，该夹角r为第一分支管82和第二分支管83与上升管5的圆心o连线所成的夹角。如图2所示吹氩管的示意图中，定义了水平方向(箭头所示)，第二分支管82距该水平方向向下倾斜5-15度角。这样可以使得从吹氩管8吹出的气体从上升管5的底端扰动，使得气体对钢水扰动更加充分，并且第二分支管82距该水平方向向下倾斜仅有5-15度角，这使得气体不会过度向下喷吹，保证了扰动的强度。

第二分支管设置在上升管距底端的四分之一处。

吹氩管8和底吹管6是不锈钢管。

实施例1

待处理钢水满足：碳含量0.07wt％-0.09wt％，氧含量0.04wt％-0.050wt％，温度为1650-1700℃。

钢水包置于rh处理工位时将下降管和上升管插入钢水包钢水中，启动真空泵抽气。真空脱气罐内压力小于17kpa时，通过吹氩管供co2-ar混合气作为循环气和反应介质，混合气中co2含量50％，供气强度为0.7nm³/h·t，利用高温下co2气体的弱氧化性，发生反应：c+co2＝2co。一方面直接脱碳，co2-ar混合气降低co分压促进反应进行。另一方面生成二倍的co，增加了循环流量加速脱碳。与此同时，氧枪喷吹o2气，供气强度为8nm³/h·t，底吹管co2供气强度为0.7nm³/h·t。真空脱气罐内压力小于300pa时，切换成ar-h2混合气驱动，混合气中h2含量55wt％，供气强度为0.7nm³/h·t，以及同时ar气底吹，供气强度为0.7nm³/h·t，。真空脱气罐内压力低于100pa进一步脱碳5min。可以实现终点碳含量10ppm，冶炼时间缩短2min。

实施例2

待处理钢水满足：碳含量0.07wt％-0.09wt％，氧含量0.04wt％-0.050wt％，温度为1650-1700℃。

钢水包置于rh处理工位时将下降管和上升管插入钢水包钢水中，启动真空泵抽气。真空脱气罐内压力小于17kpa时，通过吹氩管供co2-ar混合气作为循环气和反应介质，混合气中co2含量65wt％，供气强度为1.2nm³/h·t；利用高温下co2气体的弱氧化性，发生反应：c+co2＝2co。一方面直接脱碳，co2-ar混合气降低co分压促进反应进行。另一方面生成二倍的co，增加了循环流量加速脱碳。与此同时，氧枪喷吹o2气，供气强度为12nm³/h·t，底吹管co2供气强度为1.2nm³/h·t。真空脱气罐内压力小于300pa时，切换成ar-h2混合气驱动，混合气中h2含量70wt％，供气强度为1.2nm³/h·t，以及同时ar气底吹，供气强度为1.2nm³/h·t。真空脱气罐内压力小于100pa进一步脱碳供气时间8min。可以实现终点碳含量7ppm，冶炼时间缩短4min。

实施例3

待处理钢水满足：碳含量0.07wt％-0.09wt％，氧含量0.04wt％-0.050wt％，温度为1650-1700℃。

钢水包置于rh处理工位时将下降管和上升管插入钢水包钢水中，启动真空泵抽气。真空脱气罐内压力小于17kpa时，通过吹氩管供co2-ar混合气作为循环气和反应介质，混合气中co2含量55wt％，供气强度为1.0nm³/h·t；利用高温下co2气体的弱氧化性，发生反应：c+co2＝2co。一方面直接脱碳，co2-ar混合气降低co分压促进反应进行。另一方面生成二倍的co，增加了循环流量加速脱碳。与此同时，氧枪喷吹o2气，供气强度为10nm³/h·t，底吹管co2供气强度为1.1nm³/h·t。真空脱气罐内压力小于300pa时，切换成ar混合气驱动，供气强度为1.2nm³/h·t，以及同时ar气底吹，供气强度为1.2nm³/h·t。真空脱气罐内压力小于100pa进一步脱碳6min。可以实现终点碳含量9ppm，冶炼时间缩短3min。

实施例4

待处理钢水满足：碳含量0.07wt％-0.09wt％，氧含量0.04wt％-0.050wt％，温度为1650-1700℃。

钢水包置于rh处理工位时将下降管和上升管插入钢水包钢水中，启动真空泵抽气。真空脱气罐内压力小于17kpa时，通过吹氩管供co2-ar混合气作为循环气和反应介质，混合气中co2含量65wt％，供气强度为1.2nm³/h·t；利用高温下co2气体的弱氧化性，发生反应：c+co2＝2co。一方面直接脱碳，co2-ar混合气降低co分压促进反应进行。另一方面生成二倍的co，增加了循环流量加速脱碳。与此同时，氧枪喷吹o2气，供气强度为0.7nm³/h·t，底吹管co2供气强度为0.7nm³/h·t。真空脱气罐内压力小于300pa时，切换成ar混合气驱动，供气强度为0.7nm³/h·t，以及同时ar气底吹，供气强度为0.7nm³/h·t。真空脱气罐内压力小于100pa进一步脱碳7min。可以实现终点碳含量11ppm，冶炼时间缩短3min。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。