专利名称：一种真空循环脱气炉预熔渣中金属铝的回收方法
技术领域：
本发明属于炼钢エ艺领域，特别涉及ー种用于将真空循环脱气炉(RH炉)预熔渣中的金属铝回收到钢水中的方法。
背景技术：
真空循环脱气法(RH法)是ー种重要的钢水炉外精炼方法，具有处理周期短、生产能力大、精炼效果好、容易操作等一系列优点，在炼钢生产中得到了广泛应用。到目前为止，RH炉已经由原来単一的脱气装置转变为包含真空脱碳、吹氧脱碳、喷粉和加入渣料脱硫、温度补偿、均匀温度及成分等多功能的炉外精炼装置。而且随着技术的进步和精炼功能的扩展，在生产低碳、超低碳钢方面表现出了显著的优越性，是现代化钢厂重要的炉外处理装置。
钢水在RH炉的处理过程中，通常按照钢种要求需要加入金属铝，达到脱氧和合金化的目的。由于金属铝价格较高，并且铝是ー种强脱氧剂，氧化铝在一般情况下很难被还原，而RH炉经常使用富含氧化铝的预熔渣进行脱硫，脱硫后的预熔渣都从真空室内排到钢包顶渣内再无利用，从而增加了冶炼成本，因此有必要针对RH炉的真空循环脱气和钢水脱硫的冶金反应环境，开发ー个行之有效的从预熔渣中回收金属铝的方法，以降低RH炉精炼钢水的处理成本。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种能充分利用RH炉的冶金条件，将预熔渣中的金属铝回收到钢水中，从而减少铝的消耗，有效降低生产成本。为此，本发明采取了如下解决方案
ー种真空循环脱气炉预熔渣中金属铝的回收方法，利用RH炉高真空度下氧化铝与碳的还原氧化反应，将炉渣中的氧化铝和增碳剂中的碳反应生成金属铝，熔于钢水中的金属铝产生的ー氧化碳气体通过真空系统排出到RH炉外，促进还原反应的进一步进行；同时利用反应过程中炉渣在RH炉中浮于钢水上面的滞留时间，通过上升吸嘴内的提升气体的强烈向上喷涌钢水的力量，为加剧反应提供良好的动力学条件，使真空室内的钢水、炉渣及增碳剂之间不断相互冲击熔合，液态的渣滴与增碳剂之间进行较为強烈的反应，使氧化铝中的金属铝被还原到钢水中。其具体方法为
1、在RH炉进行铝回收操作前，先用铝进行钢水深脱氧，控制钢水中Als的质量百分数彡 O. 005% ；
2、钢包内钢水温度控制在1580-1650°C；
3、RH炉真空室真空压カ控制在40-67Pa，插入管的提升气体流量为70_150Nm3/h，插入管浸入钢水深度控制在400-600mm ；
4、按照每吨钢I-Skg的比例向钢水中加入预熔渣或铝矾土，同时按照每吨钢
O.l-ο. 4kg的比例向钢水中加入增碳剂。
所述预熔渣中含Al2O3 30_45wt%，含 CaO 40-60 wt%。所述增碳剂含C彡90 wt%。本发明的有益效果为
本发明充分利用RH炉高真空度下氧化铝与碳的还原氧化反应及真空室内的气体分压低的特点，将熔于钢水中的金属铝产生的ー氧化碳气体通过真空系统排出到RH炉外，促进还原反应的进行。并利用反应过程中炉渣在RH炉中浮于钢水上面的滞留时间，通过上升吸嘴内的提升气体的強烈向上喷涌钢水的力量，为加剧反应提供了良好的动力学条件，使真空室内的钢水、炉渣及增碳剂之间不断相互冲击熔合，液态的渣滴与增碳剂之间进行较为強烈的反应，使氧化铝中的金属铝被还原到钢水中，实现了从预熔渣中回收金属铝的目的。经实测，本发明回收后的钢水增铝量提高O. 003-0. 020%以上，从而可极大减少铝的消耗，有效降低钢水的处理成本。
具体实施例方式本发明充分利用RH炉高真空度下氧化铝与碳的还原氧化反应，将炉渣中的氧化铝和增碳剂中的碳反应生成金属铝，熔于钢水中的金属铝产生的ー氧化碳气体通过真空系统排出到RH炉外，促进还原反应的进一步进行；同时利用反应过程中炉渣在RH炉中浮于钢水上面的滞留时间，通过上升吸嘴内的提升气体的強烈向上喷涌钢水的力量，为加剧反应提供良好的动力学条件，使真空室内的钢水、炉渣及增碳剂之间不断相互冲击熔合，液态的渣滴与增碳剂之间进行较为強烈的反应，从而使氧化铝中的金属铝被还原到钢水中，实现从预熔渣中回收金属铝的目的。实施例I :
采用 180 吨 RH 炉。预熔渣含 Al2O3 39. 5wt%, CaO 46. I wt%。增碳剂含 C95. 4 wt%。I、在RH炉进行铝回收操作前，先用铝进行钢水深脱氧，控制钢水中Als的质量百分数在O. 006%。2、钢包内钢水温度控制在1612°C。3、RH炉真空室真空压カ控制在61Pa，插入管的提升气体流量为75Nm3/h，插入管浸入钢水深度控制在450mm。4、钢水脱氧后，向钢水中加入预熔渣450 kg，同时加入增碳剂28kg。经3min熔化和反应后，混合熔渣排除到真空室外，经过2min钢水循环均匀，期间不加入任何合金和铝。之后取样，測定钢中的Als含量达到了 0.011%。实施例2:
采用180吨RH炉。预熔渣含Al2O3 30wt%, CaO 58 wt%。增碳剂含C93 wt%。I、在RH炉进行铝回收操作前，先用铝进行钢水深脱氧，控制钢水中Als的质量百分数在O. 011%。2、钢包内钢水温度控制在1644 °C。3、RH炉真空室真空压カ控制在42Pa，插入管的提升气体流量为14Nm3/h，插入管浸入钢水深度控制在590mm。4、钢水脱氧后，向钢水中加入预熔渣1420 kg,同时加入增碳剂71kg。经4min熔化和反应后，混合熔渣排除到真空室外，经过2min钢水循环均匀，期间不加入任何合金和铝。之后取样，測定钢中的Als含量达到了 O. 029%。实施例3
采用180吨RH炉。预熔渣含Al2O3 45wt%, CaO 41 wt%。增碳剂含C94. 8wt%。I、在RH炉进行铝回收操作前，先用铝进行钢水深脱氧，控制钢水中Als的质量百分数在O. 022%。2、钢包内钢水温度控制在1560°C。3、RH炉真空室真空压カ控制在46Pa，插入管的提升气体流量为130Nm3/h，插入管浸入钢水深度控制在490mm。4、钢水脱氧后，向钢水中加入预熔渣1100 kg,同时加入增碳剂50kg。
经4min熔化和反应后，混合熔渣排除到真空室外，经过2min钢水循环均匀，期间不加入任何合金和铝。之后取样，測定钢中的Als含量达到了 0.034%。实施例4
采用180吨RH炉。增碳剂含C96 wt%。I、在RH炉进行铝回收操作前，先用铝进行钢水深脱氧，控制钢水中Als的质量百分数在O. 027%。2、钢包内钢水温度控制在1624°C。3、RH炉真空室真空压カ控制在55Pa，插入管的提升气体流量为115Nm3/h，插入管浸入钢水深度控制在550mm。4、钢水脱氧后，向钢水中加入铝矾土 870 kg，同时加入增碳剂39kg。经3min熔化和反应后，混合熔渣排除到真空室外，经过2min钢水循环均匀，期间不加入任何合金和铝。之后取样，測定钢中的Als含量达到了 0.036%。
权利要求
1.一种真空循环脱气炉预熔渣中金属铝的回收方法，其特征在于，利用真空循环脱气炉即RH炉高真空度下氧化铝与碳的还原氧化反应，将炉渣中的氧化铝和增碳剂中的碳反应生成金属铝，熔于钢水中的金属铝产生的一氧化碳气体通过真空系统排出到RH炉外，促进还原反应的进一步进行；同时利用反应过程中炉渣在RH炉中浮于钢水上面的滞留时间，通过上升吸嘴内的提升气体的强烈向上喷涌钢水的力量，为加剧反应提供良好的动力学条件，使真空室内的钢水、炉渣及增碳剂之间不断相互冲击熔合，液态的渣滴与增碳剂之间进行较为强烈的反应，使氧化铝中的金属铝被还原到钢水中；其具体方法为 (1)、在RH炉进行铝回收操作前，先用铝进行钢水深脱氧，控制钢水中Als的质量百分数彡 0. 005% ； (2)、钢包内钢水温度控制在1580-1650°C； (3)、RH炉真空室真空压力控制在40-67Pa，插入管的提升气体流量为70_150Nm3/h，插入管浸入钢水深度控制在400-600mm ； (4)、按照每吨钢I-Skg的比例向钢水中加入预熔渣或铝矾土，同时按照每吨钢0.1-0. 4kg的比例向钢水中加入增碳剂。
2.根据权利要求I所述的真空循环脱气炉预熔渣中金属铝的回收方法，其特征在于，所述预熔渣中含 Al2O3 30-45wt%，含 CaO 40-60 wt%。
3.根据权利要求I所述的真空循环脱气炉预熔渣中金属铝的回收方法，其特征在于，所述增碳剂含C > 90 wt%。
全文摘要
本发明提供一种真空循环脱气炉预熔渣中金属铝的回收方法，控制钢水中Als的质量百分数≥0.005%；钢包内钢水温度控制在1580-1650℃；真空室压力40-67Pa，插入管的提升气体流量为70-150Nm3/h，插入管浸入钢水深度控制在400-600mm；按照每吨钢1-8kg的比例向钢水中加入预熔渣或铝矾土，同时按照每吨钢0.1-0.4kg的比例向钢水中加入增碳剂，利用RH炉高真空度下氧化铝与碳的还原氧化反应，使氧化铝中的金属铝被还原到钢水中，实现了从预熔渣中回收金属铝的目的。经实测，本发明回收后的钢水增铝量提高0.003-0.020%以上，从而可极大减少铝的消耗，有效降低钢水的处理成本。
文档编号C21C7/06GK102828040SQ20121035792
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者林洋, 王晓峰, 张钟铮, 姚伟智, 袁皓, 马勇, 吴春杰, 臧绍双 申请人:鞍钢股份有限公司