一种底喷粉单嘴真空脱气精炼钢液的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢铁精炼技术领域，特别涉及一种底喷粉单嘴真空脱气精炼钢液的装 置及方法。
【背景技术】
[0002] 钢精炼中常规采用的真空脱气精炼钢液法，是将钢包精炼与真空脱气技术相结 合，形成的一种真空处理法。单嘴精炼炉是二十世纪七十年代由RH改造而成的新型炉外精 炼装置，它在保留了 RH法原有的冶金功能的同时，将其两根浸渍管改为直径较大的单浸渍 管，同时将RH的上升浸渍管吹氦改为钢包底部偏心吹氦,从包底吹入氦气后,利用气泡泵 原理引导钢液产生上升和下降流股，进而产生循环流动，并在真空室内脱除气体。此装置在 增加钢液循环流量的同时，增大了氩气泡上升路径，充分利用氩气的搅拌能力，提高了真空 脱碳、脱硫、脱气、快速合金化等精炼能力，具体有以下几方面的有点： (1) 精炼效率商，能商效脱碳和有效脱硫； (2) 结构简单，耐料寿命均匀，维修方便； (3) 浸渍管端面大，钢液环流量大； (4) 可用于小容量钢包，而RH则很难； (5) 氩气消耗少，节约成本； (6) 钢液喷溅低，不易在真空室内结瘤。
[0003] 单嘴精炼炉从提出至今已有30多年的历史了，在这几十年的发展过程当中， 该技术也进行了不断的摸索，衍生出了 S-DH，REDA等精炼设备及方法，REDA设备中的 容器有了 一个比传统直径更大的吸入管且真空槽不再做垂直移动，氩气从钢包底部吹 入进入容器内部并在容器内部和钢包之间形成钢液循环流动。SUS-REDA (Steel Use Stainless-Revolutionary Degassing Activator)除了可以用于冶炼超低碳钢，也可用于 不锈钢的冶炼，其主要特点是将真空室内部的截面积扩大，如图1所示，有效的减轻了真空 脱气精炼过程对真空室上部的喷溅。
[0004] 目前，单嘴炉主要通过顶部喷枪喷吹粉剂进行精炼，而单嘴精炼炉与喷粉设备结 合进行脱硫去夹杂时，是以氩气作为载体，通过浸入喷枪把粉粒状的精炼剂喷入钢液，由于 喷枪是消耗备品，价格较高，它的寿命直接关系到精炼处理工艺的成本，且喷枪插入钢液就 不可避免要和熔渣接触发生渣浸，渣侵蚀是缩短喷枪使用寿命的关键因素之一；喷枪行程 一定，钢液液面高度却有可能变化，导致喷枪浸入不是太深就是太浅，影响操作得稳定性， 不利于生产顺行；而且喷吹时一旦遇到停电事故时，不但喷枪损坏，整包钢液都有可能报 废，浸入式喷枪也会带来喷溅或钢液的二次污染严重等问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中存在的不足，本发明公开一种底喷粉单嘴真空脱气精炼钢液 的装置及方法，即 SSVD-BPI 法（Single Snokel Vacuum Degassing -Bottom Powder Injection )，通过将单嘴炉真空脱气精炼法与底喷粉精炼有机结合，区别于传统单嘴精炼 炉喷粉精炼，目的是增强搅拌效果，提高喷入粉剂的收得率，缩短处理周期，提高生产能力， 改善钢质量，降低高附加值优质钢的生产成本。
[0006] 本发明的底喷粉单嘴真空脱气精炼钢液的装置，包括供气系统、喷粉系统、单嘴真 空脱气精炼炉和底喷粉元件； 其中所述的供气系统包括储气罐和气流分配器，储气罐与气流分配器连接，从气流分 配器上分出三支气路，每支气路上装有流量计和压力表，其中第一气路与喷粉系统的喷粉 罐连接，第二气路与喷粉系统的流化室连接，第三气路与喷粉系统的混合室连接； 所述的喷粉系统包括储料仓、喷粉罐、流化室和混合室，其中储料仓位于喷粉罐上部， 通过第一下料阀与喷粉罐连接，喷粉罐下部是倒锥状的流化室，流化室底部通过第二下料 阀与混合室的顶部连接，混合室一侧与第三气路连接，另一侧与粉气流输送管连接，所述的 粉气流输送管另一端与底喷粉元件相连； 所述的底喷粉元件砌筑在单嘴真空脱气精炼炉的钢包炉底部，并贯穿钢包炉底部，上 端与钢液接触； 所述的单嘴精炼炉包括钢包、真空室和排气系统，钢包内装有钢液，钢液熔池深度视精 炼钢包吨位而定，真空室位于钢包上部，为单嘴，下端开口并插入钢包熔池，真空室上部与 排气系统相连接。
[0007] 所述的底喷粉元件包括透气砖和蓄气室，透气砖由耐火材料制成，是圆台形的缝 隙式透气砖，上面设有直线缝隙或者环形缝隙，直线缝隙以喷粉元件中心为圆心沿喷粉元 件半径方向呈辐射状布置，环形缝隙与喷粉元件中心同心，直线缝隙宽度为〇. 08~0. 3mm，条 数为10~80条；环形缝隙宽度为0. 08~0. 3mm，条数为2~60条，缝隙贯穿透气砖，透气砖外面 包裹着钢套，下端通过法兰与蓄气室连接或直接焊接在蓄气室之上。底喷粉元件布置方式 为距离钢包炉底部中心〇~〇. 7倍钢包炉底部半径，数目为1或2个，呈对称或非对称方式布 置。
[0008] 采用上述装置进行底喷粉单嘴真空脱气精炼钢液的方法，按照以下步骤进行： (1) 初炼炉出钢，钢包吊入工作车位，关闭喷粉系统的阀门，打开供气系统的气阀，气体 通过第三气路经由缝隙式喷粉元件进入钢包熔池，对钢液进行吹气搅拌，待喷吹稳定，观察 钢包熔池渣圈大小，缓慢下降真空室，将真空室下端开口插入钢包熔池，真空室采用单嘴上 升管，插入钢液深度200~600mm，同时避免真空室接触渣层，然后对真空室进行抽真空处理， 同时降低喷吹气体流量，钢液在真空室内上升至一定高度； (2) 将粉剂从储料仓加入到喷粉罐中，关闭第一下料阀，通过第一气路向喷粉罐加压， 同时通过第二气路对粉剂进行初步流化，待流化室中的压力大于第三气路压力时，打开第 二下料阀，通过第二下料阀控制粉剂流量，流化室内初步流化的粉剂进入到混合室中，控制 第三气路的气体流量和压力，使得混合室内粉气流安全稳定的进入粉气流输送管； (3) 进入粉气流输送管的粉剂，在载气流的运载下，通过缝隙式底喷粉元件，喷吹进入 钢包熔池，喷吹压力控制在0.