[发明专利]一种通道式感应加热单管RH精炼装置及方法

说明书

本发明属于钢铁冶金技术领域，公开了一种通道式感应加热单管RH精炼装置及方法，用于单管RH精炼生产中加热真空室钢液、减小钢液温降。装置包括钢包、真空室、浸渍管、铁芯、线圈、水冷或空冷装置；浸渍管的顶端与真空室连通，底端插入至钢包钢液液面以下未接触钢包底面；浸渍管上部中间沿径向开设通道；铁芯为闭合环状结构，依次穿过通道和线圈中心，线圈轴线与浸渍管轴线垂直，线圈与水冷或空冷装置相连。钢液在真空室、浸渍管、钢包循环流动，热量可随钢液流动传输至单管RH各处钢液，使加热更为均匀、高效，加热效率达90％以上；避免了因在真空室侧壁引入喷嘴而造成的真空室结瘤，延长设备使用寿命。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种通道式感应加热单管RH精炼装置及工艺方法。

背景技术

为满足优质钢材的冶炼要求，炉外精炼成为了现代钢铁生产中的重要工序之一，而RH真空精炼技术因具备生产能力大、精炼效果好、处理周期短等优点，在钢厂中得到了广泛的应用。经半个多世纪的发展，RH真空精炼装置由单一脱气设备逐渐扩展到集脱气、脱碳、脱氧、脱硫、温度补偿、成分控制、改变夹杂物形态于一体的多功能精炼装置，尤其在生产超低碳钢方面表现出了显著的优越性。如今，随着社会的发展，对高品质钢的需求逐渐增大，因此，如何提高RH精炼效率、延长使用寿命，成为了一个越来越重要的问题。

单管RH精炼装置(单嘴RH，单管RH，单嘴精炼炉)是在保留传统RH原有冶金功能基础之上，将上升管和下降管合并成一个大内径的浸渍管，并将上升管侧吹氩改成由钢包底部偏心吹氩驱动钢液循环流动。转炉或电炉冶炼得到的钢液转移至钢包中，经钢包车运送至单管RH真空室的下方。开始精炼时，浸渍管插入钢液中，同时依靠真空室抽真空以及氩气的驱动，使钢液经浸渍管上升一定高度进入真空室并回流至钢包，从而使钢液实现在钢包→浸渍管→真空室→浸渍管→钢包之间的循环流动。由于高温和低压的共同作用，气泡膨胀、密度减小，并以一定的速度喷入真空室，进而对钢液脱气。同时，在钢液液面和钢液内部可发生系列化学反应，降低钢液中非金属元素的含量。与传统RH相比，单管RH精炼装置可延长气泡上升路径、增大钢液循环流量、改善真空室中钢液喷溅，进而可有效提高精炼效率、延长设备使用寿命。

虽然单管RH精炼效果良好，但同时面临着精炼过程中钢液温度损失的问题，出钢温度降低将对后续连铸工艺的稳定性以及铸坯的质量产生不良影响。其中，RH的温度损失主要来源于钢包液面辐射以及钢包、浸渍管壁面散热。为补偿钢液温降，现今钢铁企业采用的真空室加热钢液的方法主要包括：RH-OB法，RH-KTB法，RH-MFB法。

RH-OB法是1972年日本新日铁室兰厂开发的RH真空吹氧技术，该方法在真空室侧壁上安装浸入式喷嘴，向真空室内钢液表面吹氧加速脱碳，加入铝、硅等发热及对钢液进行升温。但吹氧用喷嘴寿命低、喷溅与真空室结瘤严重，且加剧了真空泵的抽气压力，这些缺点均阻碍了RH-OB的进一步发展。RH-KTB法是1989年日本川崎钢公司开发，通过真空室上部插入的水冷氧枪向钢液表面吹氧，加速脱碳，提高二次燃烧率，减少温降速度。但此装置增加了氧枪及其控制系统，且要求真空室具有更高的高度。RH-MFB法是1993年新日铁广畑制铁所开发的“多功能喷嘴”真空顶吹氧技术，从顶吹氧枪供给燃气或氧气，不仅进行预热，在RH处理中也用燃气进行加热。在对钢液进行升温的同时，可清除真空室内壁形成的结瘤物，顶枪真空密封装置的密封性要求较高，且已有生产实践表明常出现炉渣较多、工艺不协调等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种通道式感应加热单管RH精炼装置及工艺方法。本发明的技术方案如下：

一种通道式感应加热单管RH精炼装置，包括钢包、真空室、浸渍管、铁芯、线圈、水冷或空冷装置；浸渍管的顶端与真空室连通，底端插入至钢包钢液液面以下未接触钢包底面；浸渍管上部中间沿径向开设通道；铁芯为闭合环状结构，依次穿过通道和线圈中心，线圈轴线与浸渍管轴线垂直，线圈与水冷或空冷装置相连。

另一种方案为上述通道沿真空室中间径向开设。