阅读说明：本技术 一种通过氧枪进行多气体喷吹的脱碳方法 (Decarburization method for carrying out multi-gas injection through oxygen lance ) 是由 李龙 王建 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种通过氧枪进行多气体喷吹的脱碳方法,包括步骤：1)在RH真空处理设备上设置供应CO<Sub>2</Sub>-Ar混合气的吹氩管和氧枪；2)将RH真空处理设备插入装有钢水的钢水包,开启真空泵使得RH真空处理设备的真空抽至小于第一压力时,开始吹CO<Sub>2</Sub>-Ar混合气使得钢水循环；3)在吹CO<Sub>2</Sub>-Ar混合气的同时,使用氧枪喷吹第一气体至钢水中；4)真空泵使得RH真空处理设备的真空抽至小于第二压力时,开始停止供应CO<Sub>2</Sub>-Ar混合气且所述吹氩管开始供应第二气体使得钢水循环；5)真空泵使得RH真空处理设备的真空抽至小于第三压力时,继续供应第一气体和第二气体5-8min。本发明的通过氧枪进行多气体喷吹的脱碳方法在使用氧枪喷入气体时可以实现终点碳含量小于10ppm,冶炼时间缩短3-4min。(The invention discloses a decarburization method for carrying out multi-gas injection through an oxygen lance, which comprises the following steps: 1) CO supply is arranged on RH vacuum treatment equipment 2 -an argon blowing pipe and an oxygen lance for an Ar gas mixture; 2) inserting RH vacuum treatment equipment into a ladle filled with molten steel, starting a vacuum pump to ensure that the vacuum of the RH vacuum treatment equipment is pumped to be less than a first pressure, and starting blowing CO 2 -Ar gas mixture circulating molten steel; 3) blowing CO 2 Blowing a first gas into the molten steel by using an oxygen lance while using the Ar mixed gas; 4) the vacuum pump makes the RH vacuum processing equipment vacuumized to be less than the second pressure, and then the CO supply is stopped 2 -Ar mixed gas and the argon blowing tube starts supplying a second gas so that molten steel circulates; 5) and when the vacuum of the RH vacuum processing equipment is pumped to be lower than the third pressure by the vacuum pump, continuously supplying the first gas and the second gas for 5-8 min. The decarburization method using an oxygen lance for multiple gas injection of the present invention is carried out using an oxygen lanceWhen gas is sprayed, the end point carbon content is less than 10ppm, and the smelting time is shortened by 3-4 min.)

一种通过氧枪进行多气体喷吹的脱碳方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，并且更具体地，涉及一种通过氧枪进行多气体喷吹的脱碳方法。

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、快速且效果较好的脱碳方法。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明的目的在于提供一种通过氧枪进行多气体喷吹的脱碳方法。

基于上述目的，采用如下技术方案：

根据本发明，提供一种通过氧枪进行多气体喷吹的脱碳方法，包括以下步骤：

1)在RH真空处理设备上设置供应CO₂-Ar混合气的吹氩管和氧枪；

2)将RH真空处理设备***装有钢水的钢水包，开启真空泵使得RH真空处理设备的真空抽至小于第一压力时，开始吹CO₂-Ar混合气使得钢水循环；

3)在吹CO₂-Ar混合气的同时，使用氧枪喷吹第一气体至钢水中；

4)真空泵使得RH真空处理设备的真空抽至小于第二压力时，开始停止供应CO₂-Ar混合气且所述吹氩管开始供应第二气体使得钢水循环，此时氧枪仍旧供应第一气体；

5)真空泵使得RH真空处理设备的真空抽至小于第三压力时，继续供应第二气体和第一气体5-8min。

进一步地，待处理的所述钢水碳含量0.06wt％-0.08wt％，氧含量0.04wt％-0.050wt％，温度为1650-1700℃。

进一步地，CO₂-Ar混合气中CO₂含量50wt％-65wt％，CO₂-Ar混合气流量为0.7-1.2Nm³/h·t。

进一步地，第一气体为CO₂-O₂混合气。

进一步地，CO₂-O₂混合气中CO₂含量15wt％～25wt％，CO₂-O₂混合气供气强度为8～12Nm³/h·t。

进一步地，第一气体为O₂。

进一步地，O₂的供气强度为8～12Nm³/h·t。

进一步地，第二气体为Ar-H₂混合气。

进一步地，Ar-H₂混合气中H₂含量55wt％-70wt％，Ar-H₂混合气的流量为0.7-1.2Nm³/h·t。

进一步地，第二气体为Ar气。

进一步地，第一压力为17kPa。

进一步地，第二压力为300Pa。

进一步地，第二压力为100Pa。

本发明的有益效果：

本发明的通过氧枪进行多气体喷吹的脱碳方法在使用氧枪喷入气体时可以实现终点碳含量小于10ppm，冶炼时间缩短3-4min。

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 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、***到钢水包1的真空脱气罐2、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。

氧枪7由真空脱气罐2顶部的***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是不锈钢管。

实施例1

待处理钢水满足：碳含量0.06wt％-0.08wt％，氧含量0.04wt％-0.05wt％，温度为1650-1700℃。

钢水包置于RH处理工位时将浸渍管***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51wt％，供气强度为0.9Nm³/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CO₂-O₂混合气，混合气中CO₂含量20wt％，供气强度为8Nm³/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65wt％，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8min。可以实现终点碳含量9ppm，冶炼时间缩短4min。

实施例2

待处理钢水满足：碳含量0.06wt％-0.08wt％，氧含量0.04wt％-0.05wt％，温度为1650-1700℃。

钢水包置于RH处理工位时将浸渍管***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CO₂-O₂混合气，混合气中CO₂含量15wt％，供气强度为12Nm³/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。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10ppm，冶炼时间缩短3min。

实施例3

待处理钢水满足：碳含量0.06wt％-0.08wt％，氧含量0.04wt％-0.05wt％，温度为1650-1700℃。

钢水包置于RH处理工位时将浸渍管***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50wt％，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12Nm³/h·t。真空脱气罐内压力小于300Pa时，切换成Ar气驱动，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5min。可以实现终点碳含量10ppm，冶炼时间缩短4min。

实施例4

待处理钢水满足：碳含量0.06wt％-0.08wt％，氧含量0.04wt％-0.05wt％，温度为1650-1700℃。

钢水包置于RH处理工位时将浸渍管***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8Nm³/h·t。真空脱气罐内压力小于300Pa时，切换成Ar气驱动，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10ppm，冶炼时间缩短4min。

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。