[發明專利]一種RH上升管供氣方法及裝置

無效

• 申請號: 200610046564.4
• 申請日: 2006-05-11
• 公開（公告）號: CN101070560A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 呂志升;常桂華;修國濤;曹東;關勇;王文仲;李德剛;吳世龍
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21C7/10
• 分類號: C21C7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金領域，特別涉及在爐外精煉過程中，一種驅動RH上升管鋼水產生旋流式流場的供氣方法及裝置。

背景技術

RH是一種鋼水真空處理裝置，對于處理超低碳IF鋼、無取向硅鋼等高品質鋼種具有重要作用。為了增加鋼水循環流量來提高RH的脫碳能力，縮短處理時間，提高精煉效率，而采取增加RH下降管及RH上升管內徑、驅動氣體流量、噴嘴數量等措施，但這些措施受到工況條件限制。

目前使用的RH上升管中噴嘴一般按上下兩環分布，每環有4～8個噴嘴。通過噴嘴供氣時，氣體直接吹向RH上升管的軸心，這樣供氣方式使鋼水在RH上升管內垂直方向線速度分布不均勻；另外這種供氣方式下的鋼水循環流量有個“飽和值”，當增加驅動氣體流量，鋼水循環流量達到“飽和值”后，繼續增大驅動氣體流量，在RH上升管內會產生氣泡管道流，不僅鋼水循環流量下降，氣體有效行程也會縮短，氣泡集中且在RH真空室(以下簡稱“真空室”)內滯留時間短，氣泡比表面積減少，表面反應速率降低，此外這種供氣方式使鋼水在RH上升管內只產生垂直速度，使鋼水由RH上升管進入真空室后直接流入RH下降管，產生“短路”現象。

水模試驗表明真空室內流體由全混流、活塞流和少量死區組成，死區鋼水降低了RH精煉效率。

在這種供氣方式的生產實踐中，隨著驅動氣體流量的增大，易造成真空室內鋼水噴濺、粘鋼現象，同時RH上升管內襯被鋼水沖刷浸蝕嚴重，影響生產。

東北大學申請的CN200510046936.9“一種改良的循環式鋼液真空精煉方法和裝置”發明申請，公開了一種改良的循環式鋼液真空精煉方法，它的特點是對RH上升管中的鋼液施加外力，使鋼液在向上流動的同時又作旋轉運動。外加力即鋼液攪拌器。攪拌器可以有電磁式、機械式和機械—電磁復合式多種結構。它們使鋼液在RH上升管中產生渦旋流動，從而起到更好的脫氣、去夾雜作用，增大鋼液的循環流量。理論上講上述技術是可行的，但由于現有RH上升管所處的位置和現有技術條件還無法實施。

發明內容

本發明提供了一種RH上升管的供氣方法及裝置，供氣噴嘴的吹氣方向在RH上升管軸線垂直平面的投影與其平面形成的同心圓相切；此供氣方法驅動RH上升管內鋼水產生旋流式流場，增加鋼水循環流量，解決了因增大驅動氣體流量而產生的氣泡管道流及真空室內鋼水噴濺問題，同時減少了真空室內死區鋼水量。

本發明的目的是這樣實現的：

在傳統的RH真空精煉法的基礎上，其特點是改變供氣噴嘴供氣方向，沿RH上升管圓周均勻分布的供氣噴嘴的吹氣方向在RH上升管軸線垂直平面的投影與其平面形成的同心圓相切。

本發明的供氣噴嘴的吹氣方向在RH上升管軸線垂直平面的投影與其平面形成的同心圓相切，同心圓的半徑為r，RH上升管內徑為2r₀，0.09r₀＜r≤0.99r₀，最佳的半徑范圍值為0.17r₀≤r≤0.95r₀。

本發明裝置包括現有RH上升管和供氣噴嘴，其特點是沿RH上升管圓周均勻分布的供氣噴嘴的軸線方向在RH上升管軸線垂直平面的投影與其平面形成的同心圓相切。

本發明獨特的氣體供氣方法，與現有技術相比，具有以下優點：無需設備投資費用；鋼水在RH上升管內垂直方向的線速度均勻分布，解決了因增大驅動氣體流量而產生氣泡管道流及真空室內鋼水噴濺問題；同時氣泡彌散分布在鋼液內，氣泡比表面積增大，提高表面反應速率，強化鋼水自脫碳；提高鋼水循環流量隨驅動氣體流量的增加而增加的“飽和值”，鋼水循環流量隨驅動氣體流量的增加而增加的效果更顯著，極大提高了反應速率。產生的旋流式流場的鋼水進入真空室內以柱狀活塞流向上運行，避免了鋼水由RH上升管進入RH真空室后直接流入RH下降管的“短路”現象。旋流式流場外層既與RH上升管內襯接觸部位的鋼水線速度大大降低，減輕RH上升管內襯被鋼水沖刷浸蝕程度，提高RH上升管使用壽命，提高RH生產效率。旋流式流場的鋼水進入真空室內以柱狀活塞流向上運行，其水平方向速度分量帶動周圍鋼水轉動，減少真空室內死區鋼水量，提高RH精煉效率。

附圖說明

圖1為本發明的RH上升管示意圖，

圖2為附圖1S1-S1剖面示意圖，

圖3為現有技術RH上升管垂直剖面流場分布示意圖，

圖4為本發明的RH上升管垂直剖面流場分布示意圖，

圖5為本發明的RH上升管水平剖面流場分布示意圖。

具體實施方式