超低氮鋼rh處理裝置及其防增氮控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種超低氮鋼RH處理裝置及其防增氮控制方法，通過(guò)在浸漬管的外側(cè)耐材上端焊接有一圈防滲直角鋼板，并將鋼膽底部延長(zhǎng)至與耐材底部持平，從而能夠避免外部空氣滲透進(jìn)入鋼液內(nèi)，以消除RH處理過(guò)程中增氮現(xiàn)象的發(fā)生，并且通過(guò)對(duì)RH處理操作模式進(jìn)行優(yōu)化、以及通過(guò)浸漬管的熱態(tài)維護(hù)優(yōu)化，來(lái)更加有效地避免增氮現(xiàn)象的發(fā)生。
【專利說(shuō)明】超低氮鋼RH處理裝置及其防增氮控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及RH技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種超低氮鋼RH處理裝置及其防增氮控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氮主要以化合物形態(tài)存在于鋼中，溶解狀態(tài)的氮很少。氮在鋼中的作用是雙重的，在一定條件下，氮被認(rèn)為是一種重要的合金元素，常以合金或滲入的方法加入鋼種以提高鋼的硬度強(qiáng)度，耐磨性抗蝕性等，但氮在鋼中也有不利的一面，如低碳鋼，由于Fe4N的析出導(dǎo)致時(shí)效和藍(lán)脆現(xiàn)象，含量超過(guò)一定限度時(shí)，在鋼中形成氣泡和疏松，并使鋼的塑性降低。就精煉RH生產(chǎn)鋼種而言，大部分均是低碳鋼，故后者有害影響尤為突出，某些特殊鋼種，如超低碳IF鋼氮含量要求小于30ppm。隨著品種鋼比例增加，特別是高附價(jià)值低氮(成品:[N]≤30ppm)鋼種比例也明顯上升。但是由于各種因素的制約，經(jīng)RH處理超低氮鋼時(shí)，往往會(huì)發(fā)生增氮現(xiàn)象，所以控制難度較大，超低氮高保留爐次較多，改鋼量較大，對(duì)煉鋼質(zhì)量損失和公司質(zhì)量成本控制帶來(lái)較大影響。
[0003]另一方面，某些對(duì)成品氮有上下限控制范圍要求的特殊鋼種，在RH實(shí)施自動(dòng)化控制過(guò)程，由于浸潰管密封不良，存在漏氣原因造成RH過(guò)程自動(dòng)控氮的不穩(wěn)定性，因此要研究浸潰管防增氮的措施，有利于低氮鋼及中氮鋼的穩(wěn)定控制。
[0004]由于氮在鋼中溶解度隨分壓下降而下降，但遠(yuǎn)高于氫的溶解度，氮溶解度約是氫溶解度的15倍，因此真空情況下，特別是浸潰管如有漏氣現(xiàn)象存在，鋼液會(huì)很容易發(fā)生增氮現(xiàn)象，會(huì)造成低氮鋼種的成品氮超標(biāo)及氮有控制范圍要求鋼種的成品氮控制的不穩(wěn)定，因此非常有必要研究防止浸潰管漏氣的措施。
[0005]如圖1所示，由于浸潰管I耐材2中的鋼膽3在RH處理過(guò)程中，鋼液溫度非常高，一般為1625度，導(dǎo)致耐材2和鋼膽3之間受熱膨脹產(chǎn)生了一定縫隙，真空槽4外部的空氣(空氣中含氮量達(dá)70%以上)便從縫隙中滲透進(jìn)入到鋼包5內(nèi)的鋼水中(圖1中的虛線)，與鋼水發(fā)生反應(yīng)，最終導(dǎo)致RH在處理過(guò)程中發(fā)生增氮現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在提供一種超低氮鋼RH處理裝置及其防增氮控制方法，來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)中的RH處理過(guò)程中增氮現(xiàn)象的發(fā)生。
[0007]—方面，一種超低氮鋼RH處理裝置，包括真空槽和設(shè)于真空槽底部的浸潰管，浸潰管包括鋼膽及分設(shè)于鋼膽內(nèi)外兩側(cè)的耐材，所述的外側(cè)耐材上端設(shè)有一圈防滲直角鋼板，防滲直角鋼板一端與鋼膽相連接固定，并且所述的鋼膽底部與耐材底部持平。
[0008]所述的浸潰管的渣線以上的四周外壁及上端設(shè)有一噴補(bǔ)層。
[0009]所述的浸潰管的下端還設(shè)有一噴補(bǔ)層。
[0010]所述的噴補(bǔ)層的厚度為3cm。
[0011]另一方面。一種超低氮鋼RH處理裝置的防增氮控制方法，具體包括以下步驟:
[0012]A.在RH處理裝置制作階段:在浸潰管的外側(cè)耐材上端焊接有一圈防滲直角鋼板，且防滲直角鋼板一端與耐材內(nèi)的鋼膽相連接固定，并將鋼膽底部延長(zhǎng)至與耐材底部持平；
[0013]B.在RH處理階段，包括以下控制步驟:
[0014]B1.在處理開(kāi)始時(shí)，降低環(huán)流氣流量，并且在最后一級(jí)增壓泵開(kāi)出前完成溫度調(diào)節(jié);
[0015]B2.在最后一級(jí)增壓泵開(kāi)出后，提高環(huán)流氣流量；
[0016]B3.在最后一級(jí)增壓泵開(kāi)出到RH處理結(jié)束，控制高真空≤0.266Kpa，且保持時(shí)間^ 20min。
[0017]C.在維護(hù)階段，通過(guò)對(duì)浸潰管的耐材表面進(jìn)行噴補(bǔ)維護(hù)。
[0018]在步驟BI中，所述的降低環(huán)流氣流量為調(diào)整到1000Nl/min ;在步驟B2中，所述的提高環(huán)流氣流量為調(diào)整到 2800Nl/min。
[0019]所述的步驟C具體包括以下步驟:
[0020]Cl.在第一爐洗槽處理結(jié)束后，對(duì)浸潰管進(jìn)行整體掛渣，并在浸潰管的渣線以上的四周外壁及上端部位進(jìn)行均勻噴補(bǔ)；
[0021]C2.在RH處理至中期開(kāi)始，對(duì)浸潰管的下端進(jìn)行噴補(bǔ)，并烘烤6~12min。
[0022]本發(fā)明的超低氮鋼RH處理裝置及其防增氮控制方法通過(guò)在浸潰管的外側(cè)耐材上端焊接有一圈防滲直角鋼板，并將鋼膽底部延長(zhǎng)至與耐材底部持平，從而能夠避免外部空氣滲透進(jìn)入鋼液內(nèi)，以消除RH處理過(guò)程中增氮現(xiàn)象的發(fā)生，并且通過(guò)對(duì)RH處理操作模式進(jìn)行優(yōu)化、以及通過(guò)浸潰管的熱態(tài)維護(hù)優(yōu)化，來(lái)更加有效地避免增氮現(xiàn)象的發(fā)生。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]在本發(fā)明中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中:
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的RH處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明的RH處理裝置的浸潰管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明的浸潰管噴補(bǔ)位置的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0028]請(qǐng)參閱圖2所示，本發(fā)明的超低氮鋼RH處理裝置與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，同樣也包括真空槽和設(shè)于真空槽底部的浸潰管1，浸潰管I包括鋼膽3及分設(shè)于鋼膽3內(nèi)外兩側(cè)的耐材2。不同的是，在所述的外側(cè)耐材2上端設(shè)有一圈防滲直角鋼板6，防滲直角鋼板6 —端與鋼膽3通過(guò)焊接相連接固定，將鋼膽3受熱膨脹時(shí)產(chǎn)生的縫隙與真空槽外部的空氣完全隔絕開(kāi)，并且將鋼膽3底部延長(zhǎng)至與耐材2底部持平，以阻止空氣進(jìn)入鋼水，從而有效避免了外部空氣滲透進(jìn)入鋼液，消除了 RH處理過(guò)程中增氮現(xiàn)象的發(fā)生。請(qǐng)結(jié)合圖3所示，另外，所述的浸潰管I的渣線7以上的四周外壁及上端設(shè)有一噴補(bǔ)層，所述的浸潰管I的下端還設(shè)有一噴補(bǔ)層(圖中箭頭A、B表示為所需噴補(bǔ)的位置)，并且所述的噴補(bǔ)層的厚度為3cm。
[0029]本發(fā)明的超低氮鋼RH處理裝置的防增氮控制方法具體包括以下步驟:
[0030]A.在RH處理裝置制作階段:在浸潰管I的外側(cè)耐材2上端焊接有一圈防滲直角鋼板6，且防滲直角鋼板6 —端與耐材2內(nèi)的鋼膽3相連接固定，并將鋼膽3底部延長(zhǎng)至與耐材2底部持平；
[0031]B.在RH處理階段，包括以下控制步驟:
[0032]B1.在處理開(kāi)始時(shí)，降低環(huán)流氣流量，并且在最后一級(jí)增壓泵開(kāi)出前完成溫度調(diào)節(jié)(因?yàn)闇囟雀卟焕诿摰?，并且所述的降低環(huán)流氣流量為調(diào)整到1000Nl/min，而現(xiàn)有技術(shù)中，處理開(kāi)始環(huán)流氣流量為2000Nl/min。
[0033]B2.在最后一級(jí)增壓泵開(kāi)出后，提高環(huán)流氣流量，所述的提高環(huán)流氣流量為調(diào)整到2800Nl/min，如此的優(yōu)點(diǎn)是在較大的環(huán)流Ar氣流量下，由于湍流作用，在上升管內(nèi)瞬間產(chǎn)生大量氣泡核，鋼液中的氣體逐漸向Ar氣泡內(nèi)擴(kuò)散，氣泡在高溫、低壓作用下，體積成百倍地增加，以至鋼液像噴泉似的向真空室上空噴去，將鋼液噴成雨滴狀，使脫氣表面積大大增加，從而加快脫氮速率。
[0034]B3.根據(jù)西華特定律，隨著氮分壓的降低，就越有利于脫氮。因此，在最后一級(jí)增壓泵開(kāi)出到RH處理結(jié)束，控制高真空≥0.266Kpa，且保持時(shí)間≥20min，而現(xiàn)有的操作模式中高真空保持時(shí)間> 12min。
[0035]C.在維護(hù)階段，通過(guò)對(duì)浸潰管I的耐材2表面進(jìn)行噴補(bǔ)維護(hù)，具體包括以下步驟:
[0036]Cl.在第一爐洗槽處理結(jié)束后，對(duì)浸潰管I進(jìn)行整體掛渣(渣中的主要化學(xué)成分A1203、Si02等對(duì)浸潰管I的耐材2有保護(hù)作用)，并在浸潰管I的渣線7以上的四周外壁及上端部位進(jìn)行均勻噴補(bǔ)，噴補(bǔ)料的主要化學(xué)成分為Mg0、Ca0、H20，噴補(bǔ)要均勻，不留死角，噴補(bǔ)厚度控制在3cm。
[0037]C2.在RH處理至中期開(kāi)始，浸潰管I的下端由于長(zhǎng)期浸在鋼液內(nèi)，對(duì)耐材2的熔損較大，很容易產(chǎn)生裂縫，所以要對(duì)浸潰管I的下端要進(jìn)行噴補(bǔ)維護(hù)，噴補(bǔ)也要均勻，使浸潰管I的下端不能有裂縫，一旦有裂縫產(chǎn)生就要進(jìn)行強(qiáng)力噴補(bǔ)，并且在噴補(bǔ)后，要進(jìn)行短時(shí)間烘烤6~12min，使噴補(bǔ)料有充足的燒結(jié)時(shí)間。
[0038]采用本發(fā)明的超低氮鋼RH處理裝置及其防增氮控制方法進(jìn)行試用，試用后6個(gè)月比試用前6個(gè)月，氮高保留減少12爐，取得很好控氮效果，并且氮高保留按平均500元/噸損失計(jì)算，平均爐產(chǎn)量293噸，則采用本發(fā)明后的年效益=12爐X2X293噸/爐X500元/噸=351.6萬(wàn)元，效益十分顯著。
[0039]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的說(shuō)明書(shū)僅是本發(fā)明眾多實(shí)施例中的一種或幾種實(shí)施方式，而并非用對(duì)本發(fā)明的限定。任何對(duì)于以上所述實(shí)施例的均等變化、變型以及等同替代等技術(shù)方案，只要符合本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍，都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)所保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超低氮鋼RH處理裝置，包括真空槽和設(shè)于真空槽底部的浸潰管，浸潰管包括鋼膽及分設(shè)于鋼膽內(nèi)外兩側(cè)的耐材，其特征在于: 所述的外側(cè)耐材上端設(shè)有一圈防滲直角鋼板，防滲直角鋼板一端與鋼膽相連接固定，并且所述的鋼膽底部與耐材底部持平。
2.如權(quán)利要求1所述的超低氮鋼RH處理裝置，其特征在于: 所述的浸潰管的渣線以上的四周外壁及上端設(shè)有一噴補(bǔ)層。
3.如權(quán)利要求2所述的超低氮鋼RH處理裝置，其特征在于: 所述的浸潰管的下端還設(shè)有一噴補(bǔ)層。
4.如權(quán)利要求2所述的超低氮鋼RH處理裝置，其特征在于: 所述的噴補(bǔ)層的厚度為3cm。
5.一種超低氮鋼RH處理裝置的防增氮控制方法，其特征在于: 具體包括以下步驟: A.在RH處理裝置制作階段:在浸潰管的外側(cè)耐材上端焊接有一圈防滲直角鋼板，且防滲直角鋼板一端與耐材內(nèi)的鋼膽相連接固定，并將鋼膽底部延長(zhǎng)至與耐材底部持平； B.在RH處理階段，包括以下控制步驟: B1.在處理開(kāi)始時(shí)，降低環(huán)流氣流量，并且在最后一級(jí)增壓泵開(kāi)出前完成溫度調(diào)節(jié)； B2.在最后一級(jí)增壓泵開(kāi)出后，提高環(huán)流氣流量； B3.在最后一級(jí)增壓泵開(kāi)出到RH處理結(jié)束，控制高真空度≤0.266Kpa，且保持時(shí)間^ 20min ； C.在維護(hù)階段，通過(guò)對(duì)浸潰管的耐材表面進(jìn)行噴補(bǔ)維護(hù)。
6.如權(quán)利要求5所述的超低氮鋼RH處理裝置的防增氮控制方法，其特征在于: 在步驟BI中，所述的降低環(huán)流氣流量為調(diào)整到1000Nl/min ;在步驟B2中，所述的提高環(huán)流氣流量為調(diào)整到2800Nl/min。
7.如權(quán)利要求5所述的超低氮鋼RH處理裝置的防增氮控制方法，其特征在于: 所述的步驟C具體包括以下步驟: Cl.在第一爐洗槽處理結(jié)束后，對(duì)浸潰管進(jìn)行整體掛渣，并在浸潰管的渣線以上的四周外壁及上端部位進(jìn)行均勻噴補(bǔ)； C2.在RH處理至中期開(kāi)始，對(duì)浸潰管的下端進(jìn)行噴補(bǔ)，并烘烤6~12min。
【文檔編號(hào)】C21C7/10GK104164536SQ201310182738
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】陸國(guó)弟, 張勝軍 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司