[发明专利]RH-VD“双工位”真空精炼装置及其工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢精炼技术领域，尤其涉及RH-VD“双工位”真空精炼装置及其工艺方法，既能满足炼钢厂生产冷轧薄板的要求，又能实现低成本、大批量生产极低硫热轧带钢和中厚板产品(S含量小于0.0010％)。其中的RH精炼工位主要用于超低碳钢等冷轧薄板产品生产，VD精炼工位主要用于生产要求极低硫含量的热轧中厚板，并在VD精炼中同时完成脱氢处理。

背景技术

硫对热轧钢板(尤其高强度低合金钢板)性能危害很大，主要表现为降低钢板延性和钢板非轧制方向的性能，以及中厚板超声波探伤不合、钢板分层等缺陷。目前国外高水平钢厂对热轧钢板产品普遍采用超低硫化举措，如以生产中厚板为主的德国Dillingen钢厂(年产200万吨中厚板)，90％以上产品的硫含量低于10ppm。日本住友金属和歌山制铁所，年产400万吨左右(板坯、无缝管等)，绝大多数产品硫含量低于20ppm。

生产超低硫含量钢，炉外精炼钢液脱硫反应可表示为：

(CaO)+2/3[Al]+[S]＝(CaS)+1/3(Al₂O₃)           (1)

ΔG°＝-31688-11.47T

(1)式反应的自由能变化为：

ΔG=-31688-11.47T+RTln(aAl2O31/3·f(S)aCaO·(%S)[%S]·[%Al]2/3)---(2)]]>

由(2)式可以看出，获得高效脱硫的热力学条件(增加ΔG负值)为：(1)采用较高精炼温度；(2)降低钢液与炉渣氧势(增加[％Al])；(3)采用较低值的炉渣。NKK研究(Tetsu-To-Hagane，1986；72[9]：1309)得到，在大约60％CaO-30％Al₂O₃-10％SiO₂炉渣成分附近，值最低，即该成分炉渣脱硫效率最高。

除热力学条件为，动力学条件对脱硫反应也具有重要影响，尤其在较低硫含量条件下，钢液中[S]的传递成为反应的限制性环节，因此要求对钢液进行强有力搅拌混合。目前国内各钢厂生产超低硫钢均主要依赖LF精炼进行深脱硫，由新日铁研究(Proceedings of the sixth International Iron and Steel Congress，Nagoya，1990；[3]：611)结果表明各种炉外精炼工艺中LF精炼钢水的搅拌能很低，因此很难得到高的脱硫反应速率。为此在超低硫领域仍能高效率脱硫，必须对钢液进行足够强的搅拌混合，以促进[S]在钢液中传递。