[发明专利]一种RH精炼过程快速深脱碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，尤其涉及一种RH精炼过程快速深脱碳的方法。

背景技术

目前采用普通的BOF-RH-CC工艺生产超低碳钢存在的主要问题是，在RH内要想达到理想的碳浓度所需的时间太长，因此，为缩短在RH内的脱碳时间，必须降低转炉出钢时的碳浓度，但是，随之而来的是钢水过分氧化和渣中FeO的增加，这对冷轧薄板的表面质量有不利影响。生产实践中要求RH脱碳处理前钢水[C]、[O]含量控制在[C]＝250～350ppm；[O]f＝450～550ppm，钢包温度1610～1630℃的范围内，这种条件下RH真空脱碳结束后钢水碳、氧含量均较低，这对真空脱碳和提高钢水纯净度是有利的，这是RH真空处理良好的初始钢水条件。RH处理前的[C]过高，在规定的时间内无法达到极低碳的要求。

在提高RH真空脱碳工艺基础研究方面，如提高RH的循环流量和钢水传质系数、RH真空槽体和浸渍管尺寸选择、真空度和抽气能力、钢水条件等，国内外已经开展过很多工作，为RH真空脱碳工艺的优化奠定了基础。如浦项光阳钢厂将插入管内径由450mm增至600mm后脱碳的效果。脱碳的表观速率常数Kc提高了30％左右，使钢中碳含量达到50ppm的水平所需的脱碳时间缩短了5min以上，但插入管径的增大受真空室底面面积的制约，真空度(特别是脱碳初期)的提高对脱碳效果的影响也很明显，但是当碳含量降到20ppm后存在脱碳滞止现象，此时，通过增大环流量的方式促进脱碳效果并不明显。

促进脱碳可从两方面促进脱碳：增大环流量和体积传质系数。增大环流量的有效措施有扩大插入管内径和增加吹气量、降低真空室的压力，但是当碳含量降到20ppm后存在脱碳滞止现象，此时，通过增大环流量的方式促进脱碳效果并不明显。为获得碳含量小于10ppm的极低碳钢，可以考虑增大体积传质系数，由于增大反应物的传质系数并不容易，更可行的是增大反应界面的面积，如何扩大反应界面是提高反应速度的限制环节，为了解决这一问题，达到深脱碳的目的，人们开发出了微气泡法。例如，采用喷吹氢气向钢水增氢，进而利用真空脱氢产生的微气泡增大脱碳反应界面的面积，同时微气泡可以吸收钢中气体，粘附细小夹杂物，使其上浮与钢水分离，此种方法效果较好，但操作难度大，一旦操作不当易造成钢水增氢。因此，研究RH快速深脱碳技术，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种RH精炼过程快速深脱碳的方法，适合各种低合金高强度钢以及特殊钢的精炼生产过程，达到钢水精炼碳含量低于7ppm的目标，实现低成本、高效率洁净钢的生产。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种RH精炼过程快速深脱碳的方法，通过在RH精炼过程中加入脱碳熔剂，稳定控制钢液中的碳含量，其操作步骤如下：

1)转炉出钢时控制钢液中C在400-450ppm之间，控制活动氧不低于600ppm，温度不低于1600℃；

2)将钢包运至RH工位，调节RH下降管，使下降管处于下料管的异侧，开始抽真空进行脱碳操作；

3)在脱碳开始7-10min后，且当RH真空室真空度为66.7-500Pa时，直接从RH炉下料管处投脱碳熔剂入RH真空室进行深脱碳，脱碳熔剂的加入量为3-10k/t钢，为减少脱碳过程中的温降并使脱碳熔剂快速成渣，脱碳熔剂分批加入，每批加入的时间间隔为3-5min。

所述脱碳熔剂各组份按重量百分比组成为：

增氧剂80-94％、扩散剂5-15％、粘结剂1-5％；

所述增氧剂为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、MnO中的一种或两种或两种以上；

所述扩散剂为CaCO₃、MgCO₃中的一种或两种。

所述粘结剂可选择常规粘结剂中的粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中一种或两种或两种以上。

其中增氧剂可以在较短时间内溶解在钢水中增加活度氧的浓度，同时这种固体粉末氧源在钢液中的存在会增加脱碳反应的界面，有利于CO的形核、长大，从而促进脱碳反应。扩散剂在高温下分解产生CO₂气体，气体膨胀可使脱碳溶剂爆裂，在钢液内引起强环流，促进增氧剂和扩散剂的充分扩散，另外CO₂具有氧化性，在炼钢温度下也具有脱碳作用。