[发明专利]一种安全环保的真空碳块脱氧的方法

说明书

本发明属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种安全环保的真空碳块脱氧的方法，适用于真空精炼工序。本发明收集厂内LF炉废旧电极头，将其用破碎切割、细屑料粘接压块方式加工为粒度40～50mm的碳块。真空开始处理后注意观察真空室内喷溅情况，在钢水中氧有大量富余情况下，处理至真空室内喷溅减弱，这时加入计算好的碳块，钢水中大量富余氧继续与碳反应，不会出现加入碳粉溢渣翻包甚至是喷爆事故；处理到达脱碳终点用定氧探头定氧，用铝丸终脱氧完成脱氧脱碳操作。根据化验室分析钢水碳含量计算加入碳块量的公式，能够保证真空脱碳终点钢水中的碳达到超低碳钢的水平，同时钢水中的残余氧也控制在200PPm左右水平，将铝丸脱氧消耗控制到最低。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种安全环保的真空碳块脱氧的方法，适用于真空精炼工序。

背景技术

真空条件下，脱碳是靠钢液中的碳与氧发生反应生成CO气体来实现的。平衡反应方程式为：[C]+[O]＝CO↑，提高真空度可降低气相中CO的分压，使得平衡向正反应方向移动，有利于脱氧，在真空条件下，碳是最好的脱氧剂，它的脱氧产物是气体不污染钢水。在实际生产中钢水中的碳与氧存在平衡，在转炉中碳氧积决定了碳与氧的关系。转炉出钢结束到真空开始处理间隔时间很短，钢水中的碳与氧还未来的及进行平衡反应，致使转炉的碳氧积决定真空到站钢水的碳与氧含量。这就导致了到真空炉内钢水往往出现碳低、氧高的局面，并且转炉碳氧积越高，碳低、氧高的情况便越发严峻。钢水中的碳往往不足以将氧脱完，大多数厂都采用铝、硅等合金脱除钢水中多余的氧，合金成本消耗大，生成夹杂物多，污染钢水。部分企业采用碳粉脱氧，容易出现碳氧反应剧烈，钢包溢渣翻包，甚至是喷爆，严重威胁安全生产。有些企业采用少量分批加入碳粉，不仅加入量少而且影响脱氧速度，定氧失误还容易碳高改钢。目前，尚无一种安全可靠的方法实现真空加碳脱氧，特别是真空室吹氧流渣、钢水中氧富余较多的情况下实现安全地加碳脱氧。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全环保的真空碳块脱氧的方法，利用废弃石墨电极，加工为粒度一定(40～50mm)的碳块替代铝丸、硅铁、碳粉脱除钢中富余氧，根据同样重量碳块的反应表面积远小于碳粉表面积，减慢碳与钢中氧的反应速度的原理，缓解发生加入碳粉溢渣翻包甚至是喷爆事故。

本发明的技术方案如下：

一种安全环保的真空碳块脱氧的方法，收集厂内LF炉废旧电极头，将其用破碎切割方式加工为40～50mm粒度的碳块，将加工好的碳块上料到碳粉料仓；

到真空炉内钢水先取样、用定氧探头定氧，根据化验室分析钢水碳含量按下式计算加入碳块量：

碳块加入量C＝{(O+K-C1*Q-M)/Q}*T*10

O代表到真空炉内钢水定氧探头定氧值；

K代表真空室返氧；

C1代表到真空炉内钢水钢中的碳含量；

Q代表碳氧消耗系数1.333；

M代表脱碳末期残余氧；

T代表钢水量；

真空开始处理后注意观察真空室内喷溅情况，在钢水中氧有大量富余情况下，处理至真空室内喷溅减弱，这时加入计算好的碳块，钢水中大量富余氧继续与碳反应，不会出现加入碳粉溢渣翻包甚至是喷爆事故；处理到达脱碳终点用定氧探头定氧，用铝丸终脱氧完成脱氧脱碳操作。

所述的安全环保的真空碳块脱氧的方法，真空室返氧为200～600PPm。

所述的安全环保的真空碳块脱氧的方法，在钢水中氧有大量富余情况下，氧含量为800～1000PPm；真空处理2～5分钟后真空室内喷溅减弱，这时加入计算好的碳块；碳块加入后，处理10～20分钟到达脱碳终点用定氧探头定氧，脱碳末期残余氧为150～250PPm，脱碳末期残余碳达到20PPm以下。