[發明專利]一種在煉鋼的精煉爐或中間包中在線氣相控碳的方法

有效

• 申請號: 202210454529.5
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114561510B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 王存
• 申請（專利權）人: 北京奧邦新材料有限公司;奧邦新材料唐山有限公司
• 主分類號: C21C7/072
• 分類號: C21C7/072;B22D41/00;B22D46/00
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

本發明涉及一種在煉鋼的精煉爐或中間包中在線氣相控碳的方法，涉及鋼材制造技術領域，通過中空的石墨電極向精煉爐或中間包內分別通入作為示蹤氣體的氦氣、作為反應氣的氧氣和作為保護氣的氬氣，由質譜儀分析精煉爐或中間包流出的氣體含量并將數據傳輸到工控機處，工控機通過氣體流量計控制氧氣進入精煉爐或中間包的流量，以使鋼水增碳的重量比低于0.03%，本發明具有低成本且準確地調控鋼水的碳含量的優點。

技術領域

本發明涉及鋼材制造技術領域，尤其涉及一種在煉鋼的精煉爐或中間包中在線氣相控碳的方法。

背景技術

在煉鋼時，鋼水中的含碳量直接影響鋼材的金相結構和性能指標，決定鋼材的品質和標號，是核心的質量控制指標之一。比如，對于低碳鋼，碳含量通常要求在0.25%（均指重量比）以下；對于超低碳鋼，碳含量甚至要求控制在0.03%以內。在常見的煉鋼工藝流程中，轉爐吹氧煉鋼能有效地降低鋼水中的氧含量。但是在后續的精煉過程中，需要使用石墨電極的電弧精煉爐，石墨電極的損耗和部分爐渣成分都會導致鋼水增碳0.03～0.05%。為達成最終的碳含量控制指標，可以在轉爐吹氧煉鋼的過程中過量脫碳以抵消精煉過程的增碳。但過量脫碳同時也會氧化部分鋼水，并消耗額外的能量，從而增加成本。而對于超低碳鋼的煉制而言，只能采用真空精煉等的技術手段避免增碳，但會顯著提高煉鋼成本。

因此，針對以上不足，需要提供一種在煉鋼的精煉爐或中間包中在線氣相控碳的方法。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決煉鋼過程中脫碳和鋼水氧化無法統一協調的問題。

（二）技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種在煉鋼的精煉爐或中間包中在線氣相控碳的方法，通過中空的石墨電極向精煉爐或中間包內分別通入作為示蹤氣體的氦氣、作為反應氣的氧氣和作為保護氣的氬氣，由質譜儀分析精煉爐或中間包流出的氣體含量并將數據傳輸到工控機處，工控機通過氣體流量計控制氧氣進入精煉爐或中間包的流量，以使鋼水增碳的重量比低于0.03%。

作為對本發明的進一步說明，優選地，通入的氦氣、氧氣和氬氣的流量大小滿足：氬氣氧氣氦氣。

作為對本發明的進一步說明，優選地，氦氣、氧氣和氬氣的純度不低于99.99%。

作為對本發明的進一步說明，優選地，所述工控機控制氦氣和氬氣通入的流量恒定，氧氣的通入量根據參與反應的氧氣量和空氣中的氧氣量決定。

作為對本發明的進一步說明，優選地，參與反應的氧氣量滿足：

其中，

為參與反應的氧氣量；

為示蹤氣體的總重；

為質譜儀分析出的CO氣體重量比；

為質譜儀分析出的CO₂氣體重量比。

作為對本發明的進一步說明，優選地，通過質譜儀檢測CO、CO₂的氣體重量比，以及示蹤氣體的總重，將數據信號傳輸到工控機內，由工控機計算得到當前鋼水的脫碳量，隨后與工控機內設定的增碳量和脫碳量的關系計算當前實際的調控系數，并與工控機內預設調控系數作對比，當：

，說明脫碳量超過預設調控系數，則減少氧氣通入量；

，說明脫碳量未達到預設調控系數，則增加氧氣通入量；

，說明脫碳量達到預設調控系數，不改變當前氧氣通入量。

作為對本發明的進一步說明，優選地，在工控機內設定

其中