本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術領域，具體地講，本發(fā)明涉及一種在RH工位快速脫除爐渣中FeO的裝置和方法。

背景技術：

RH精煉爐有優(yōu)良的脫[C]、[N]、[H]和去夾雜的功能，在煉鋼生產(chǎn)中的應用率越來越高，但在RH精煉過程中，鋼包上部由于插入了RH浸漬管，鋼包上部位置空間狹小，操作空間有限，很難對爐渣采取脫氧操作。RH處理過程中，爐渣中FeO向鋼水中擴散，鋼水中脫氧劑與擴散而來的FeO發(fā)生反應來達到脫氧效果，但由于鋼液和爐渣液面平靜，爐渣中FeO向鋼水中擴散速度慢，整個RH處理過程中，爐渣中FeO降低不明顯。爐渣FeO含量高對鋼水中夾雜物、S的控制都有不利影響；RH精煉過程中無法脫除爐渣中FeO的問題限制了RH直上連鑄工藝的開發(fā)，目前大部分鋼廠采用LF精煉爐控制爐渣中FeO含量和鋼水溫度，采用RH爐進行深脫碳和脫[N]、[H]，還沒有一種非常經(jīng)濟的方法將兩種精煉爐的冶金功能統(tǒng)一起來，生產(chǎn)高級別鋼種時，只能聯(lián)合兩種精煉爐對鋼水進行精煉，這樣處理時間長，生產(chǎn)成本高。

CN104004887A公開了一種降低RH真空室高氧含量的方法，具體步驟如下：將經(jīng)過脫氧升溫后的鋼水吊運至RH真空精煉爐；鋼包車運送鋼包鋼水至真空處理位頂升鋼包及鋼包車；開啟真空泵系統(tǒng)進行真空處理；抽真空鋼水開始循環(huán)，處理前期先進行輕處理，真空度保持在10KPa-20KPa之間；循環(huán)后期真空室晃動趨于正常，鋼包液面平穩(wěn)，尾氣CO濃度正常；清洗后，進行特殊鋼種真空精煉。本發(fā)明解決了因真空室氧含量高導致氧含量上升、鋼材氧化物夾雜增多問題，提升鋼水純凈度，減少因鋼水純凈度差導致澆鑄異常鑄坯報廢現(xiàn)象,該方法是利用脫氧良好的普通鋼水去清理真空室內(nèi)壁上殘余的氧化性鋼渣，為后續(xù)高附加值的特殊鋼精煉提供良好的冶煉條件，但該方法并不適用于脫除本爐次鋼包頂渣中的FeO。

技術實現(xiàn)要素：

針對以上問題，本發(fā)明提供一種在RH工位快速脫除爐渣中FeO的裝置和方法，為RH直上連鑄技術的開發(fā)提供工藝基礎。具體措施為：加工RH浸漬管時，上升管和下降管除滿足RH的精練操作要求外，下降管比上升管要長30-40mm，在RH精煉初期，保持RH的上升管的下部末端位置處于鋼渣混合界面處，下降管插入鋼液中，同時保持真空室大氣壓為0.2-0.4個大氣壓，防止由于真空室壓力過低而造成的真空室內(nèi)爐渣噴濺現(xiàn)象，精煉過程中，大氣壓會把鋼液和爐渣混合壓入真空室內(nèi)，在真空室停留一段時間后，鋼渣混合物再從下降管進入鋼包中，整個過程鋼渣混合，由于良好的反應動力學條件，鋼水中脫氧劑和爐渣中FeO的脫氧反應會非常迅速的發(fā)生，3-5分鐘內(nèi)就可以把爐渣中FeO含量降低到1.5％以下。

本發(fā)明提供一種在RH工位快速脫除爐渣中FeO的裝置，具體裝置如圖1所示，包括RH下降管(2)、RH真空室(3)和RH上升管(5)，RH下降管(2)和RH上升管(5)連接于RH真空室(3)下部，上端與RH真空室(3)連通，下降管比上升管長30-40mm。RH下降管和RH上升管的管徑可以采用現(xiàn)有技術中常見的管徑，正常情況下RH下降管和RH上升管的管徑在300mm-800mm之間。

優(yōu)選的，所述在RH工位快速脫除爐渣中FeO的裝置，還包括向上升管內(nèi)吹惰性氣體的裝置(10)。向上升管內(nèi)吹惰性氣體的裝置(10)為埋在RH上升管內(nèi)的管道，本領域技術人員可以根據(jù)冶金領域的公知裝置進行設置。

加工RH浸漬管時，上升管和下降管均需滿足RH的精練操作要求。

本發(fā)明還提供所述在RH工位快速脫除爐渣中FeO的裝置的安裝方法，所述在RH工位快速脫除爐渣中FeO的裝置安裝于鋼包(1)的上方，轉(zhuǎn)爐放鋼后，將鋼包運至RH工位，啟動鋼包車(8)上的液壓裝置(7)，使鋼包上升，使RH的上升管的下部末端位置處于鋼渣混合界面處，下降管插入鋼液中，同時保持真空室大氣壓為0.2-0.4個大氣壓。

轉(zhuǎn)爐高溫出鋼，深脫碳，保持鋼水中C含量小于0.06％，同時為防止由于溫度低造成的爐渣結(jié)殼等鋼渣流動性不好的現(xiàn)象，在出鋼過程中僅加入鋁質(zhì)脫氧劑，不加碳粉、合金和造渣料。

本發(fā)明還提供一種在RH工位快速脫除爐渣中FeO的方法，包括下列步驟：

1)出鋼完畢后，鋼包運至RH工位，利用定氧定鋁探頭檢測鋼水中[O]和酸溶鋁的含量,并根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗向鋼水中加入適量鋁粒用于脫氧。

2)在RH精煉初期，保持RH的上升管的下部末端位置處于鋼渣混合界面處，下降管插入鋼液中，同時保持真空室大氣壓為0.2-0.4個大氣壓，

3)精煉初期，大氣壓把鋼液和爐渣混合壓入真空室內(nèi)，在真空室停留10-20秒時間后，鋼渣混合物再從下降管進入鋼包中，整個過程鋼渣混合，鋼水中脫氧劑和爐渣中FeO的脫氧反應會非常迅速的發(fā)生，3-5分鐘內(nèi)就可以把爐渣中FeO含量降低到1.5％以下。

本發(fā)明中沒有詳述的部分均可采用現(xiàn)有技術。

優(yōu)選的，步驟2)中，用鋼包車上的液壓升降裝置將鋼包頂高至RH上升管的下部末端位置恰好處于鋼渣混合界面處。

優(yōu)選的，步驟3)中，鋼渣混合物進入真空室，并向上升管里吹惰性氣體帶動真空室內(nèi)鋼渣混合物的循環(huán)流動。

加工RH浸漬管時，上升管和下降管除滿足RH的精練操作要求外，下降管比上升管要長30-40mm。轉(zhuǎn)爐高溫出鋼，同時為防止由于溫度低造成的爐渣結(jié)殼等鋼渣流動性不好的現(xiàn)象，在出鋼過程中僅加入鋁質(zhì)脫氧劑，不加碳粉、合金和造渣料。

出鋼完畢后，鋼包運至RH工位，利用定氧定鋁探頭檢測鋼水中[O]和酸溶鋁的含量,并根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗向鋼水中加入適量鋁粒用于脫氧。用鋼包車上的液壓升降裝置將鋼包頂高至RH上升管的下部末端位置恰好處于鋼渣混合界面處，真空室微抽真空，鋼渣混合物進入真空室，并向上升管里吹惰性氣體帶動真空室內(nèi)鋼渣混合物的循環(huán)流動。保持真空室氣體壓強為0.2-0.4個大氣壓，防止由于真空室壓力過低而造成的真空室內(nèi)爐渣噴濺現(xiàn)象，由于RH上升管的下部末端位置處于鋼渣混合界面處，大氣壓會把鋼液和鋼包頂渣混合壓入真空室內(nèi)，上升管、真空室、下降管內(nèi)均為鋼渣混合物，鋼渣混合物的密度較小，上升管內(nèi)的鋼渣受到的上升浮力也就較小，并且由于轉(zhuǎn)爐出鋼時未加入碳粉，真空室內(nèi)不會發(fā)生劇烈的碳氧反應(C+O→CO↑)，所以不會引起真空室內(nèi)爐渣的劇烈噴濺，真空室內(nèi)爐渣噴濺高度小于1米。這個過程中需要微調(diào)鋼包車上的液壓升降裝置，使得RH上升管的下部末端位置一直處于鋼渣混合界面處。

根據(jù)檢測出的鋼水中[O]和酸溶鋁的含量，憑借生產(chǎn)經(jīng)驗確定出鋁質(zhì)脫氧劑的加入量，利用真空室的合金料倉加入鋁質(zhì)脫氧劑，鋼水中鋁質(zhì)脫氧劑和爐渣中FeO發(fā)生脫氧反應。鋼液和鋼渣的混合壓入、上升管內(nèi)惰性氣體的上升、真空室內(nèi)劇烈的脫[H]、脫[N]反應都會劇烈的攪動鋼液和爐渣，使得真空室、上升管、下降管內(nèi)的鋼水和爐渣處于劇烈混合狀態(tài)，鋼水中鋁和爐渣中FeO反應的動力學條件良好，爐渣中FeO被迅速脫除掉。

現(xiàn)有技術中，浸漬管是兩根圓管，浸漬管與真空室相連接，RH冶煉時，RH浸漬管中的上升管和下降管都是插入鋼液面30mm以下的，RH真空室內(nèi)抽真空后，鋼水會通過這兩根圓管進入真空室中，浸漬管分上升管和下降管，RH抽真空時，通過上升管側(cè)壁里預埋的管道向上升管內(nèi)吹氬氣，氬氣會上浮進入真空室，并且該過程會帶動鋼液的循環(huán)流動，鋼液會循環(huán)的沿鋼包—上升管—真空室—下降管路徑運動。但是處理過程中只有鋼液能進行鋼包—上升管—真空室—下降管路徑的循環(huán)流動，鋼包頂渣層固定不動，爐渣中FeO向鋼水中擴散，鋼水中脫氧劑與擴散而來的FeO發(fā)生反應來達到脫氧效果，但由于鋼液和爐渣液面平靜，爐渣中FeO向鋼水中擴散速度慢，整個RH處理過程中，爐渣中FeO降低不明顯。

本發(fā)明提供的技術中，在RH精煉初期，保持RH的上升管的下部末端位置處于鋼渣混合界面處，下降管插入鋼液中，同時保持真空室大氣壓為0.2-0.4個大氣壓，

精煉初期，大氣壓會把鋼液和爐渣混合壓入真空室內(nèi)，在真空室停留10-20秒時間后，鋼渣混合物再從下降管進入鋼包中，整個過程鋼渣劇烈混合，鋼水中脫氧劑和爐渣中FeO的脫氧反應會非常迅速的發(fā)生，3-5分鐘內(nèi)就可以把爐渣中FeO含量降低到1.5％以下。精煉中后期把RH浸漬管中的上升管和下降管全都插入鋼液面30mm以下，進行后續(xù)精練操作。精煉中后期的工藝與原工藝相同。本發(fā)明雖然不能完全替代LF精煉，LF有提溫、去夾雜、脫氧、脫硫、協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)爐與連鑄的生產(chǎn)節(jié)奏的功能，本發(fā)明只是單純的脫爐渣中FeO，由于爐渣中FeO含量降低，對去夾雜、脫氧、脫硫有良好的作用。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1、利用本發(fā)明提供的方法，鋼水中鋁和爐渣中FeO反應的狀態(tài)為鋼渣劇烈混合狀態(tài)，反應的動力學條件良好，爐渣中FeO會被迅速脫除掉。

2、設備簡單，只需對RH浸漬管做少許改動就可以實現(xiàn)本發(fā)明提供的技術，加工RH浸漬管時，上升管和下降管除滿足RH的精練操作要求外，下降管比上升管要長30-40mm。

3、脫除爐渣中的FeO的過程中上升管、真空室、下降管內(nèi)均為鋼渣混合物，爐渣與鋼渣混合物的密度差較小，爐渣受到的上升浮力也就較小，爐渣上升速度慢；并且采用微抽真空技術，保持真空室氣體壓強為0.2-0.4個大氣壓，降低了真空室外和真空室內(nèi)的氣壓差，爐渣上升高度較?。晦D(zhuǎn)爐出鋼時未加入碳粉，鋼水中C含量小于0.06％，真空室內(nèi)不會發(fā)生劇烈的碳氧反應(C+O→CO↑)。由于以上三點，脫除爐渣中的FeO的過程不會引起真空室內(nèi)爐渣的劇烈噴濺，真空室內(nèi)爐渣噴濺高度小于1米，不會損害RH設備。

4、在RH工位把鋼包頂渣中的FeO快速脫除掉，能降低鋼水的潔凈度，配合轉(zhuǎn)爐高溫出鋼技術、鐵水深脫硫技術后，可以用轉(zhuǎn)爐-RH-連鑄工藝代替轉(zhuǎn)爐-LF-RH-連鑄工藝生產(chǎn)高級別鋼種，實現(xiàn)短流程操作，降低生產(chǎn)低成本。

附圖說明

圖1是在RH工位快速脫除爐渣中FeO的裝置示意圖。其中1為鋼包，2為RH下降管，3為RH真空室，4為RH真空室內(nèi)的鋼渣混合物，5為RH上升管，6為鋼包頂渣，7為鋼包車上的液壓升降裝置，8為鋼包車，9為鋼包內(nèi)的鋼水，10為向上升管內(nèi)吹惰性氣體的裝置。

圖2是向上升管內(nèi)吹惰性氣體的裝置(10)的橫截面示意圖。

具體實施方式

配合示意圖1，對本發(fā)明做進一步說明

實施例1：

如圖1所示，一種在RH工位快速脫除爐渣中FeO的裝置，包括RH下降管2、RH真空室3和RH上升管5，RH下降管2和RH上升管5連接于RH真空室3下部，上端與RH真空室3連通，加工RH浸漬管，使得RH下降管2的長度比RH上升管4要長30cm。下降管和上升管的管徑為500mm。加工RH浸漬管時，RH上升管和RH下降管均需滿足RH的精練操作要求。

在RH上升管內(nèi)埋有向上升管內(nèi)吹惰性氣體的裝置10，如圖2所示。向上升管內(nèi)吹惰性氣體的裝置10是埋在RH上升管內(nèi)的管道，共12個管道，內(nèi)徑為2mm；上下兩排，6個/排。

所述在RH工位快速脫除爐渣中FeO的裝置安裝于鋼包1的上方，轉(zhuǎn)爐放鋼后，將鋼包運至RH工位，啟動鋼包車8上的液壓裝置7，使鋼包上升，使RH的上升管的下部末端位置處于鋼渣混合界面處，下降管插入鋼液中，同時保持真空室大氣壓為0.2-0.4個大氣壓。

鐵水深脫硫，并拔凈脫硫渣，轉(zhuǎn)爐高溫出鋼，在出鋼過程中僅加入鋁質(zhì)脫氧劑，不加碳粉、合金和造渣料。出鋼完畢后，鋼包運至RH工位，利用定氧定鋁探頭檢測鋼水中[O]和酸溶鋁的含量。

用鋼包車上的液壓升降裝置7將鋼包1頂高至RH上升管4的下部末端位置恰好處于鋼渣混合界面處，真空室3微抽真空，保持真空室氣體壓強為0.3個大氣壓，大氣壓會把鋼水9和鋼包頂渣6混合壓入真空室3內(nèi)，并通過吹氬裝置10向上升管4內(nèi)吹氬氣的方法帶動真空室內(nèi)鋼渣混合物的循環(huán)流動，這個過程中由于鋼渣界面會下降，需要微調(diào)鋼包車上的液壓升降裝置7，使得RH上升管4的下部末端位置一直處于鋼渣混合界面處。根據(jù)檢測出的鋼水中[O]和酸溶鋁的含量，憑借生產(chǎn)經(jīng)驗確定出鋁質(zhì)脫氧劑的加入量，利用真空室的合金料倉加入鋁質(zhì)脫氧劑，鋼渣混合物從上升管4流入真空室3，停留一段時間后，鋼渣混合物又從下降管2進入鋼包1中，鋼水中鋁質(zhì)脫氧劑和爐渣中FeO發(fā)生脫氧反應。鋼液和鋼渣的混合壓入、上升管內(nèi)氬氣的上升、真空室內(nèi)劇烈的脫氣反應都會劇烈的攪動鋼液和爐渣，使得真空室、上升管、下降管內(nèi)的鋼水和爐渣處于劇烈混合狀態(tài)，鋼水中鋁和爐渣中FeO反應的動力學條件良好，爐渣中FeO被迅速脫除掉。脫除爐渣中FeO的過程中，未發(fā)現(xiàn)真空室內(nèi)爐渣的劇烈噴濺現(xiàn)象，真空室內(nèi)爐渣噴濺高度小于1米，RH真空室高度6米，噴濺起的爐渣未損害RH設備。

RH抽真空3分鐘后，爐渣顏色變白，取爐渣化驗，同時利用鋼包車上的液壓升降裝置7將鋼包進一步頂高，上升管4和下降管2全部浸入鋼水液面以下30mm，并深度抽真空，RH上升管4抽取鋼水9進入真空室3中，真空室內(nèi)全部為鋼水9，進行后續(xù)的深脫氣操作，RH精煉完畢，鋼包臨調(diào)走前取鋼水樣做檢測。精煉3分鐘后，爐渣中FeO含量為1％，由于爐渣中FeO含量較低，精煉后期爐渣中FeO基本不會向鋼水中傳遞，鋼水中潔凈度較好，相比與未采用本技術的爐次，本爐次鋼水中全氧含量平均降低30％，S含量降低40％。

實施例2

其他同實施例1，不同之處在于：

下降管2的長度比上升管4要長40cm。下降管和上升管的管徑為800mm。

真空室3微抽真空，保持真空室氣體壓強為0.35個大氣壓，真空室內(nèi)爐渣噴濺高度小于0.8米，RH真空室高度6米，噴濺起的爐渣未損害RH設備。

精煉3分鐘后，爐渣中FeO含量為1.3％，由于爐渣中FeO含量較低，精煉后期爐渣中FeO基本不會向鋼水中傳遞，鋼水中潔凈度較好，相比與未采用本技術的爐次，本爐次鋼水中全氧含量平均降低25％，S含量降低35％。

實施例3

其他同實施例1，不同之處在于：

下降管2的長度比上升管4要長35cm。下降管和上升管的管徑為300mm。

真空室3微抽真空，保持真空室氣體壓強為0.2個大氣壓，真空室內(nèi)爐渣噴濺高度小于0.9米，RH真空室高度5米，噴濺起的爐渣未損害RH設備。

精煉3分鐘后，爐渣中FeO含量為1.4％，由于爐渣中FeO含量較低，精煉后期爐渣中FeO基本不會向鋼水中傳遞，鋼水中潔凈度較好，相比與未采用本技術的爐次，本爐次鋼水中全氧含量平均降低35％，S含量降低45％。