一种高效单嘴精炼炉及特殊钢冶炼工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108148948A(43)申请公布日2018.06.12(21)申请号201810117500.1(22)申请日2018.02.06(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人成国光代卫星黄宇朱梅婷于春梅张国磊张鉴(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C21C7/10(2006.01)C21C7/072(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种高效单嘴精炼炉及特殊钢冶炼工艺(57)摘要本发明提供一种高效单嘴精炼炉及特殊钢冶炼工艺，属于冶金设备技术领域。该设备包括钢包和单嘴真空系统，单嘴真空系统位于钢包上方，单嘴真空系统包括真空加料仓、真空室上部、真空室下部和浸渍管，钢包底部设有底吹透气砖一和底吹透气砖二。本发明在传统单嘴精炼炉与偏心单嘴精炼炉的基础上，通过增设钢包透气砖、优化炉型参数使钢包内部及浸渍管外围的钢液流动更为均匀，浸渍管外围所存在的流动“滞缓区”大幅降低，有效提高了精炼效率。本发明提供的单嘴精炼炉冶炼特殊钢工艺，能够在小于30min时间内，将钢液中O、N、H等杂质元素及夹杂物含量稳定降低至极低水平，其中ω[O]≤15ppm，ω[H]≤2ppm，ω[N]≤50ppm，非金属夹杂物数量少且细小弥散。CN108148948ACN108148948A权利要求书1/2页1.一种高效单嘴精炼炉，其特征在于：包括钢包(5)和单嘴真空系统，单嘴真空系统位于钢包(5)上方，单嘴真空系统包括真空加料仓(1)、真空室上部(2)、真空室下部(3)和浸渍管(4)，真空室上部(2)、真空室下部(3)和浸渍管(4)分别位于单嘴真空系统的上、中、下部位，真空加料仓(1)位于单嘴真空系统右上方并穿过真空室上部(2)，浸渍管(4)浸入钢液(8)液面下，钢包(5)底部设有底吹透气砖一(6)和底吹透气砖二(7)，竖直位置上底吹透气砖一(6)和底吹透气砖二(7)分别位于浸渍管(4)内部和外部，底吹透气砖一(6)产生的气泡柱(10)通过浸渍管(4)进入单嘴真空系统内部，底吹透气砖二(7)产生的气体进入单嘴真空系统外部。2.根据权利要求1所述的高效单嘴精炼炉，其特征在于：所述真空加料仓(1)、真空室上部(2)、真空室下部(3)内部均为抽真空。3.根据权利要求1所述的高效单嘴精炼炉，其特征在于：所述浸渍管(4)内径D1＝(0.35～0.45)×D0，D0为钢包(5)底部内径；浸渍管(4)内壁耐材高度h0＝1.4m～1.7m，浸渍管(4)段外壁耐材高度h3＝0.9m～1.2m；真空室下部(3)直径D2＝(1.1～1.4)×D1；真空室下部(3)耐材高度h4＝(1.0～1.5)×h0；浸渍管(4)壁厚δ＝0.2m～0.35m；底吹透气砖一(6)中心与浸渍管(4)中心距离R1＝(0.35～0.55)×(D1/2)；底吹透气砖二(7)中心与浸渍管(4)中心距离R2＝D1/2+δ+(0.4～0.6)×d，底吹透气砖一(6)、底吹透气砖二(7)位于钢包(5)底部同一条直径上，且分居钢包(5)中心两侧，其中d为底吹透气砖一(6)、底吹透气砖二(7)所在的钢包(5)直径方向上浸渍管(4)外壁与钢包(5)内壁之间的最大距离；浸渍管(4)偏心距AB＝(0～0.2)×(D1/2)。4.采用权利要求1所述的高效单嘴精炼炉进行特殊钢冶炼的工艺，其特征在于：包括步骤如下：S1.精炼前钢液需要满足一定的初始条件；S2.浸渍管(4)排渣；S3.脱气；S4.夹杂物去除。5.根据权利要求4所述的高效单嘴精炼炉进行特殊钢冶炼的工艺，其特征在于：所述S1的初始条件包括ω[O]≤0.005％，ω[H]≤0.0015％，ω[N]≤0.03％；钢液温度T＝Tliq.+(80～200)℃；渣厚≤200mm，其中Tliq.为液相线温度。6.根据权利要求4所述的高效单嘴精炼炉进行特殊钢冶炼的工艺，其特征在于：所述S2浸渍管(4)排渣工艺的步骤包括：S21.钢包(5)到达单嘴精炼炉处理工位；S22.调整底吹透气砖一(6)吹氩量为2～5NL/min/t钢，底吹透气砖二(7)吹氩量为0～1NL/min/t钢；S23.调整钢包(5)位置使浸渍管(4)偏心距AB满足AB＝(0～0.2)×(D1/2)；S24.增大底吹透气砖一(6)吹氩量至5～8NL/min/t钢，将钢包(5)渣面吹开，使钢液面裸露，将浸渍管(4)插入至钢液(8)液面以下，调整浸渍管(4)插入深度h2满足h2＝(100～200)mm；S25.继续保持底吹透气砖一(6)、底吹透气砖二(7)吹氩量不变，吹氩1～3min，通过底吹透气砖一(6)吹氩将浸渍管(4)内残余