RH真空精炼技术的发展.ppt

* 尽量减少RH处理过程的加铝吹氧提温 危害： ?增加Al2O3夹杂物量； ?增加RH处理时间，影响与连铸的匹配。 美国内陆钢铁公司生产超深冲钢RH的吹氧提温率 由过去的35％减少到目前的10％左右。 措施： ?严格控制前工序碳、氧、温度； ?前期OB强制脱碳(内陆钢铁方法)； ?工艺控制模型； ?炉气在线分析、动态控制。 * RH精炼初期钢水温度较高时，需要加入一定的废钢使钢水温度符合要求，如图a所示对于300t的钢包，冷却效果为每吨冷却材降温7℃左右； 如图b所示对于300t的钢包，低锰的加入量为400-500kg，钢水降温不超过0.8℃。 冷却材及加低锰对RH-MFB的温度调节 a.加 冷却材量与钢水降温关系 b. 加低锰量钢水传热过程 钢水降温量/ ℃ * 真空室内壁初温对钢水温度影响 如上图可知，真空室预热温度对钢水温降影响较大。真空室预热温度从700 ℃上升到1300 ℃，真空室预热温度每提高100 ℃，钢水平均温度上升6 ℃。 * 单嘴炉的发展 第一座单嘴炉在1976年由北京科技大学张鉴教授开发，在大连钢厂进行工业试验。 1992年北京科技大学成国光等人在长城特钢，应用单嘴精炼炉冶炼轴承钢，进一步完善了单嘴精炼炉生产工艺。 1999年日本八幡钢铁厂开发了REDA (Revolutionary degassing activator)单嘴精炼炉如右图，并取得了较好的工业效果。 REDA单嘴精炼炉示意图 * 单嘴精炼炉工作原理 单嘴精炼炉把RH 的上升管与下降管合二为一改为直筒状吸嘴，并采用钢包底部偏心吹气方式，如右图所示。 单嘴精炼炉采用偏心钢包底部吹气，偏心吹入的气体的上升驱动力主要是浮力，同时上升气泡还受到了真空室负压的抽引作用。由于偏心吹气的原因，在气液两相区附近充满了大量气体，使得两相区内的密度远小于钢液密度。主要因这两种驱动力的作用，以及气液两相区密度较小，使得钢液随吹入气体与上浮气泡作上升运动至真空室内自由表面处，这样就形成了上升流股。钢液上升到真空室内液体表面处，由于受到后继流股的作用，会沿钢液表面向远离两相区方向运动，同时钢液内气体含量不断减小（受真空泵抽真空的影响）液体密度变大，由于受自身重力的作用向下流动，到达钢包底部附近补充了被上升流股带走的钢液，这样就形成了下降流股。 单嘴精炼炉示意图 * 武钢单嘴炉精炼效果 武钢三炼钢单嘴精炼炉如图a所示，图b为脱碳效果，可以看出单嘴精炼炉的脱碳效果是较好的，混匀时间较短，脱碳速度较快，最终碳含量为17ppm。 a. 武钢三炼钢单嘴精炼炉 b.武钢三炼钢单嘴精炼炉脱碳效果 * 日本REDA单嘴炉精炼效果 日本八幡厂 对175t REDA 进行了大量的工业规模试验，结果发现：进行了20多min的精炼处理后，碳含量已经低于10ppm； 日本八幡把由350t DH 改造成REDA，并对REDA 进行了规模化工业生产试验，发现在真空泵抽气能力为1600kg/h 与真空度为1torr 条件下，处理30分钟后的钢中碳含量为3ppm。 175t REDA 工业条件脱碳结果 350t REDA 的脱碳性能 * 单嘴精炼炉与RH对比 由上图可以看出单嘴精炼炉与RH 有如下区别： ① 单嘴精炼炉把RH 的上升管与下降管合并为单一的圆筒状吸嘴； ② 单嘴精炼炉采用偏心炉底吹气，使钢液在钢包内和单嘴内形成循环； ③ 单嘴精炼炉选取钢包底部吹Ar，RH 在上升管内吹Ar。 单嘴炉与RH装置对比 单嘴炉与RH吹气方式对比 * 混匀时间的比较 可以明显看出单嘴精炼炉内的钢液循环速率高于RH，说明在单嘴精炼炉内的钢液搅拌情况要比RH 中强烈的多，原因可能因为搅拌气体是从较深位置吹入的，所以气体流股的上升路径较长，还有就是由气泡浮力产生的驱动能量能直接作用于钢包内的液体。 * RH精炼钢包内钢液流场分布 数值模拟流畅分布 物理模拟流畅分布 钢液从下落管以较大流速流向包底，在左右分别形成两个循环流。 * RH高效化生产的装备技术 [C]×10-6 提高真空室高度 增大环流量 提高抽气能力 台湾中钢公司将160tRH的蒸汽喷射泵抽气能力由300kg/h增大为400kg/h后，并将吹氩量由600Nl/min提高到680Nl/min，使终点碳含量由30~50×10-6降低到30×10-6以下，脱碳时间由20min缩短到15min。 美国内陆钢铁厂将RH的六级蒸汽喷射泵改造为五级蒸汽喷射泵/水环泵系统后，冷却水消耗量由21t/炉减少到5t/炉，能耗降低73%。 增大吹氩量，优化吹氩工艺 增设多功能氧枪 增设具有RH顶吹氧、喷粉和烘烤三大功能的多功能氧枪，对改善RH操作，提高精炼效率和RH作业率具有重要意义。 * 利用旋流提高RH精炼效率 李宝