一种钢液精炼深脱硫的方法及用于钢液精炼的装置和应用

摘要

本发明涉及一种钢液精炼深脱硫的方法及用于钢液精炼的装置和应用。所述方法为：S1、将待精炼钢液出钢至钢包中并往装有待精炼钢液的所述钢包内加入冶炼材料，得到待精炼钢料；S2、根据出钢时待精炼钢液的初始硫含量[S]进和目标硫含量[S]目，确定将待精炼钢料进行钢液精炼时石灰粉喷吹、碳粉喷吹和顶吹氩气喷吹的工艺参数；S3、对待精炼钢料进行钢液精炼；在钢液精炼时，通过中空电极往所述待精炼钢料中喷吹石灰粉‑碳粉‑氩气混合粉气流以使钢液深脱硫。本发明通过中空电极动态喷吹石灰粉和碳粉进行深脱硫，既能保证钢液合理脱碳脱硫，改善脱硫动力学条件，提高脱硫效率，缩短冶炼时间，又能降低电耗和电极的损耗，使生产成本降低。

说明书

技术领域

本发明属于炉外精炼技术领域，特别涉及一种钢液精炼深脱硫的方法及用于钢液精炼的装置和应用。

背景技术

通常对于大多数钢种来说，硫是有害元素。硫会以硫化物的形式存在于钢的晶界或异相界面上，对钢的加工性能、力学性能、腐蚀及焊接性能等都会造成极大的影响。如：形成的硫化物夹杂会使钢的延展性和韧性降低；生成的低熔点FeS，会使钢在热轧和焊接中产生热脆；钢中硫含量高时，会显著降低其抗氢致裂纹腐蚀能力。因此，为提高钢的质量及性能，减少缺陷的产生，降低钢中硫含量显得尤为重要。而LF精炼炉（钢包精炼炉）作为炼钢与连铸的有效缓冲环节，在进行钢液脱硫上扮演着重要的角色。传统LF精炼炉在进行深脱硫时，常采用添加石灰等脱硫剂造渣，利用电极加热化渣，形成较好的脱硫渣后底吹氩气进行搅拌脱硫；这种传统深脱硫的方法的前期化渣时间一般为3~5min，每吨待精炼钢液在钢液精炼深脱硫后电耗平均值在28kW·h左右，每吨待精炼钢液在钢液精炼深脱硫后电极消耗量约为0.25kg~0.55kg，脱硫率一般在70~80%。因此，这种深脱硫的方法，需要较长的钢液精炼时间，导致耗电量及电极损耗较大，生产成本提高，生产时间延长。

中国专利申请CN201410723336.0公开了一种LF炉精炼钢水预处理低成本提高脱硫率的方法，该方法是通过在转炉出钢过程中，加入全部LF炉造顶渣用石灰，并在出钢完毕后往渣面上加入含铝脱氧剂的方式以提高钢液的脱硫率，总体脱硫率可达85%以上，钢中硫含量可控制在0.001%~0.004%。但该专利申请中涉及的方法是在出钢过程中加入全部精炼渣，虽然能起到一定的脱硫作用，但会使钢液温降较大且钢渣流动性变差，进而使得LF炉升温化渣时间延长。中国专利申请CN110982988A公开了一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法及炼钢的方法，该方法采用从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气，同时与底吹氩气相结合，使钢渣与钢水同时进行循环流动脱硫；但采用该方法所能起到的氩气强化熔池搅拌作用相对较低，其脱硫动力学条件有待进一步提高。

因此，非常需要提供一种钢液精炼快速深脱硫的方法，以改善脱硫热力学及动力学条件，提高脱硫效率，并降低生产成本，以满足钢铁行业的需求。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种钢液精炼深脱硫的方法及用于钢液精炼的装置和应用。本发明方法采用氩气为载气，通过中空电极的中心通道动态喷吹石灰粉和碳粉进行深脱硫，既能保证钢液合理脱碳脱硫，改善脱硫热力学及动力学条件，提高脱硫效率，缩短冶炼时间，又能降低电耗和电极的损耗，使生产成本降低。

本发明在第一方面提供了一种钢液精炼深脱硫的方法，所述方法包括如下步骤：

S1、将待精炼钢液出钢至钢包中并往装有待精炼钢液的所述钢包内加入冶炼材料，得到待精炼钢料；

S2、根据出钢时待精炼钢液的初始硫含量[S]

S3、对所述待精炼钢料进行钢液精炼；在钢液精炼时，通过中空电极往所述待精炼钢料中喷吹石灰粉-碳粉-氩气混合粉气流以使钢液深脱硫。

优选地，在步骤S2中，根据待精炼钢液的初始硫含量[S]

当[S]

当[S]

当[S]

当[S]

优选地，所述冶炼材料包含石灰和铝渣，所述步骤S1包括如下子步骤：

S11、在将待精炼钢液出钢至所述钢包的过程中，待钢包见流后底吹氩气，底吹氩气的流量为0.5~2NL/（min·t）；在将所述待精炼钢液的总质量的1/3~1/4出钢至钢包中后加入石灰，所述石灰的加入量为3~4㎏/t；

S12、在将所述待精炼钢液全部出钢至钢包中后，将装有待精炼钢液的钢包送至精炼工位，调整底吹氩气的流量为3~8NL/（min·t）；

S13、往所述钢包内顶吹氩气，顶吹氩气的流量为1~10NL/（min·t），然后利用顶吹氩气形成的氩等离子体化渣2~5min，然后调整顶吹氩气的流量为0.5~5NL/（min·t）并往所述钢包内加入铝渣，得到待精炼钢料；所述铝渣的加入量为1~3㎏/t。

优选地，在钢液精炼时，将底吹氩气的流量调整为2~10NL/（min·t）。

优选地，所述方法在进行步骤S3得到脱硫钢液后，进一步还包括步骤S4：依次停止喷吹碳粉和石灰粉，调整顶吹氩气的流量为5~10NL/（min·t），底吹氩气的流量为2~6NL/（min·t），利用顶吹氩气形成的氩等离子体并以底吹氩气的方式搅拌所述脱硫钢液5~10min，然后关闭顶吹氩气。

优选地，所述方法在进行步骤S4得到精炼钢液后，进一步还包括步骤S5：调整底吹氩气的流量为0.5~5NL/（min·t），以底吹氩气的方式搅拌所述精炼钢液3~5min。

优选地，所述钢包的容量为50~300t；所述石灰粉为钝化石灰粉，所述石灰粉的粒度为100~300目；和/或所述碳粉为焦炭粉和/或石墨粉，所述碳粉的粒度为100~300目，所述碳粉的硫含量不大于0.2wt%。

本发明在第二方面提供了一种用于钢液精炼的装置，所述装置包括：钢包精炼炉：所述钢包精炼炉包括钢包、用于密封钢包口的炉盖和电弧加热系统；所述电弧加热系统包括中空电极和用于夹持所述中空电极的电极夹持器，所述中空电极上连通有输送管道；所述炉盖上设置有测温口、加料装置和用于插设所述中空电极的炉盖孔；所述钢包的底部设有透气砖；通过所述透气砖与所述钢包连通的底吹氩气气源；通过所述输送管道与所述中空电极连通的顶吹氩气气源；依次设置在所述输送管道上的用于喷吹石灰粉的石灰粉喷吹系统和用于喷吹碳粉的碳粉喷吹系统；和用于调控石灰粉喷吹、碳粉喷吹、顶吹氩气喷吹和底吹氩气喷吹的工艺参数的控制系统。

优选地，所述钢包精炼炉还包括钢包车，所述钢包设置于所述钢包车上；和/或所述钢包的底部设置有钢包滑板。

本发明在第三方面提供了本发明在第二方面所述的装置在钢液精炼深脱硫中的应用。

本发明与现有技术相比至少具有如下的有益效果：

（1）本发明通过中空电极动态喷吹石灰粉和碳粉，利用其在电极电弧作用下发生碳热还原反应生成Ca(g)或CaC

（2）本发明采用的中空电极（中空石墨电极），其增碳量、平均增碳速率及电极消耗率均低于实心电极，降低了生产成本；而且本发明用氩气作为载气喷吹石灰粉和碳粉粉剂，不仅能增加粉剂与钢液的接触面积，还能利用顶吹氩气形成的氩等离子体搅拌钢液，提高钢液加热效率，改善脱硫热力学及动力学条件，有效提高脱硫效率，并缩短冶炼时间，降低电耗和电极的损耗，同样使得生产成本降低。

（3）本发明在钢液精炼冶炼过程喷吹氩气形成氩等离子体，能够提高热效率，缩短冶炼过程前期加热化渣时间、中期脱硫时间及后期软吹搅拌时间，缩短了整体精炼时间（冶炼时间），精炼周期缩短5~15min；本发明中空电极喷吹氩气，能够改善电弧的稳定性，延长炉内耐火材料的使用寿命，同时中空电极喷吹氩气，氩等离子电弧加热效率远高于传统实心电极，所需要的加热时间缩短；与实心电极相比，其增碳量、增碳速率、电极消耗率明显降低，与现有传统钢液精炼深脱硫的方法相比，每吨待精炼钢液在钢液精炼深脱硫后电耗降低约4~10（kW·h），电极损耗率能够降低30%左右，使整个生产成本降低。

附图说明

图1是本发明一些具体实施方式中的用于钢液精炼的装置的结构示意图。

图中：1：控制系统；2：氩气气源；3：石灰粉-碳粉混合喷吹系统；3-1：石灰粉喷吹系统；3-2：碳粉喷吹系统；4：输送管道；5：测温口；6：中空电极；7：电极夹持器；8：加料装置；9：钢包；10：钢包车；11、透气砖；12、钢包滑板；13：炉盖。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明在第一方面提供了一种钢液精炼深脱硫的方法，所述方法包括如下步骤：

S1、将待精炼钢液出钢至钢包中并往装有待精炼钢液的所述钢包内加入冶炼材料，得到待精炼钢料；

S2、根据出钢时待精炼钢液的初始硫含量[S]

S3、对所述待精炼钢料进行钢液精炼；在钢液精炼时，通过中空电极往所述待精炼钢料中喷吹石灰粉-碳粉-氩气混合粉气流以使钢液深脱硫；在本发明中，通过所述中空电极往所述待精炼钢料中喷吹石灰粉和碳粉，能使得所述石灰粉和所述碳粉在所述中空电极产生的电弧作用下生成Ca和/或CaC

众所周知，在钢液精炼时，电极端部消耗是电极消耗最主要的方面，由于电弧的高温使前端部石墨电极升华，因热应力使其崩裂即热剥落，同时在电极的端部，电极要受到炉渣和由于底吹氩作用导致的钢液直接冲刷电极，石墨溶解或发生化学反应，引起电极的溶解损失，因而会造成增碳；而本发明采用中空石墨电极，其与炉渣或钢液接触面积较小，且采用中空电极喷吹气体后，等离子电弧的温度通常较传统电弧温度高5000~20000K，加热效率远高于传统实心电极，能够提高精炼过程的加热效率，所需要的加热时间缩短，缩短冶炼时间，且由于采用的是中空电极，其与钢渣等接触面积小，故与实心电极相比，其增碳量、增碳速率、电能消耗、电极消耗率降低，时间成本和生产成本均降低；此外，由于中空电极喷吹氩气改善了电弧的稳定性，还能有效延长炉内耐火材料的寿命。

在本发明中，采用氩气为载气，通过所述中空电极的中心通道动态喷吹石灰粉和碳粉，利用中空电极高温电弧触发Ca(g)或CaC

根据一些优选的实施方式，所述的钢液精炼深脱硫的方法通过用于钢液精炼的装置进行，所述用于钢液精炼的装置，例如如图1所示；所述装置包括：钢包精炼炉：所述钢包精炼炉包括钢包9、用于密封钢包口的炉盖13和电弧加热系统；所述电弧加热系统包括中空电极6和用于夹持所述中空电极6的电极夹持器7，所述中空电极6上连通有输送管道4；所述炉盖13上设置有测温口5、加料装置8和用于插设所述中空电极6的炉盖孔；所述钢包9的底部设有透气砖11；通过所述透气砖11与所述钢包9连通的底吹氩气气源；通过所述输送管道4与所述中空电极6连通的顶吹氩气气源；依次设置在所述输送管道4上的用于喷吹石灰粉的石灰粉喷吹系统3-1和用于喷吹碳粉的碳粉喷吹系统3-2；和用于调控石灰粉喷吹、碳粉喷吹、顶吹氩气喷吹和底吹氩气喷吹的工艺参数的控制系统1；在本发明中，将所述底吹氩气气源和所述顶吹氩气气源统称为氩气气源2；所述石灰粉喷吹系统3-1和所述碳粉喷吹系统3-2组成了石灰粉-碳粉混合喷吹系统3；在本发明中，所述加料装置8例如如图1中所示，可以由加料漏斗和加料管组成，所述加料管与所述钢包口连通，所述加料漏斗设置在所述加料管上并与所述加料管连通；在本发明中，所述顶吹氩气气源提供氩气作为石灰粉-碳粉混合喷吹系统3的载气气源，使得所述中空电极6能够喷吹出石灰粉-碳粉-氩气混合粉气流；在本发明中，通过所述用于钢液精炼的装置进行钢液精炼深脱硫时，根据出钢时，待精炼钢液的初始硫含量和钢液精炼的目标钢液硫含量，由所述控制系统1在线完成对待精炼钢料进行钢液精炼时石灰粉、碳粉和氩气的喷吹工艺参数的确定，在本发明中，石灰粉和碳粉根据化学反应，按照摩尔比计算，实际喷吹量例如可以略高于理论摩尔比1:1，例如使得所述石灰粉和所述碳粉的摩尔比为（1~1.2）:1；并通过石灰粉-碳粉混合喷吹系统3、输送管道4和所述中空电极6向待精炼钢料中喷吹石灰粉-碳粉-氩气混合粉气流，进而有效提高钢液精炼脱硫效率，实现钢液精炼快速深脱硫。

根据一些优选的实施方式，所述钢包精炼炉还包括钢包车10，所述钢包9设置于所述钢包车10上；和/或所述钢包9的底部设置有钢包滑板12。

根据一些优选的实施方式，在步骤S2中，根据待精炼钢液的初始硫含量[S]

当[S]

当[S]

当[S]

当[S]

在本发明中，石灰粉和碳粉根据化学反应，按照摩尔比计算，实际喷吹量例如可以略高于理论摩尔比1:1，例如使得所述石灰粉和所述碳粉的摩尔比为（1~1.2）:1，优选为石灰粉的摩尔量要略高一些；本发明对石灰粉、碳粉和氩气的喷吹工艺参数的确定，关键在于喷吹石灰粉和碳粉的总量，喷粉的总量取决于喷吹速率和喷吹时间，影响整个精炼过程周期，且喷粉速率需要根据氩气的承载力做出适当调整；本发明经过大量的创造性试验，得到了在待精炼钢液的不同的初始硫含量[S]

特别说明的是，在本发明中，喷吹速率的单位kg/（min·t），表示的是每吨待精炼钢液每分钟石灰粉或碳粉喷吹量；氩气的流量单位NL/（min·t）为标准状况下的流量单位，即标准升每分钟每吨，表示的是每吨待精炼钢液每分钟氩气用量。

根据一些优选的实施方式，所述冶炼材料包含石灰和铝渣，所述步骤S1包括如下子步骤：

S11、在将待精炼钢液出钢至所述钢包的过程中，待钢包见流后底吹氩气，底吹氩气的流量为0.5~2NL/（min·t）（例如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8或2.0NL/（min·t））；在本发明中，将待精炼钢液出钢至钢包中，即指的是将待精炼钢液浇注至钢包中；在本发明中，待钢包见流后底吹氩气，指的是在将待精炼钢液出钢至钢包的过程中，所述钢包内开始出现浇注进来的待精炼钢液时开始底吹氩气；在将所述待精炼钢液的总质量的1/3~1/4出钢至钢包中后加入石灰，所述石灰的加入量为3~4㎏/t（例如3、3.1、3.2、3.3.、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9或4kg/t）；所述石灰的加入量为3~4㎏/t，即指的是每吨待精炼钢液需要加入3~4kg的石灰；特别说明的是，本发明冶炼材料中包含的石灰为活性石灰，有利于快速造渣；本发明中的活性石灰采用市面上可售的活性石灰即可。

S12、在将所述待精炼钢液全部出钢至钢包中后，将装有待精炼钢液的钢包送至精炼工位（LF工位），调整底吹氩气的流量为3~8NL/（min·t）；（例如3、4、5、6、7或8NL/（min·t））；在本发明中，优选为进入LF工位后，需要适当增大底吹氩气流量，底吹氩气可以均匀钢液成分及温度，促进钢渣反应进行脱硫，同时还可以去除夹杂物。

S13、往所述钢包内顶吹氩气，顶吹氩气的流量为1~10NL/（min·t）（例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10NL/（min·t）），然后利用顶吹氩气形成的氩等离子体化渣2~5min（例如2、2.5、3、3.5、4、4.5或5min NL/（min·t）），然后调整顶吹氩气的流量为0.5~5NL/（min·t）（例如0.5、1、2、3、4或5NL/（min·t））并往所述钢包内加入铝渣，得到待精炼钢料，所述铝渣的加入量为1~3kg/t（例如1、1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8或3kg/t）；所述铝渣的加入量为1~3㎏/t，即指的是每吨待精炼钢液需要加入1~3kg的铝渣；在本发明中，加入所述铝渣时，顶吹氩气的流量不宜过大，更优选为在化渣2~5min后，将顶吹氩气的流量降低至0.5~5NL/（min·t）；本发明所述的铝渣包含以质量百分含量计的组分为：Al，30~45%；Al

根据一些优选的实施方式，在钢液精炼时，将底吹氩气的流量调整为2~10NL/（min·t）（例如2、3、4、5、6、7、8、9或10NL/（min·t））。

根据一些优选的实施方式，所述方法在进行步骤S3得到脱硫钢液后，进一步还包括步骤S4：依次停止喷吹碳粉和石灰粉，例如依次关闭碳粉喷吹系统和石灰粉喷吹系统以停止喷吹所述碳粉和所述石灰粉，调整顶吹氩气的流量为5~10NL/（min·t）（例如5、6、7、8、9或10NL/（min·t）），底吹氩气的流量为2~6NL/（min·t）（例如2、3、4、5或6NL/（min·t）），利用顶吹氩气形成的氩等离子体并以底吹氩气的方式搅拌所述脱硫钢液5~10min（例如5、6、7、8、9或10min），然后关闭顶吹氩气；在本发明中，利用顶吹氩气形成的氩等离子体并以底吹氩气的方式搅拌所述脱硫钢液，指的是，利用顶吹氩气形成的氩等离子体搅拌所述脱硫钢液的同时以底吹氩气的方式搅拌所述脱硫钢液。

根据一些优选的实施方式，所述方法在进行步骤S4得到精炼钢液后，进一步还包括步骤S5：

调整底吹氩气的流量为0.5~5NL/（min·t）（例如0.5、1、2、3、4或5NL/（min·t）），以底吹氩气的方式搅拌所述精炼钢液3~5min（例如3、4或5min）。

根据一些具体的实施方式，所述钢液精炼深脱硫的方法包括如下步骤：

S1、将待精炼钢液出钢至钢包中并往装有待精炼钢液的所述钢包内加入冶炼材料，得到待精炼钢料；所述冶炼材料包含石灰和铝渣，步骤S1包括如下子步骤：

S11、转炉或电炉出钢，待钢包见流后开始底吹氩气，底吹氩气的流量为0.5~2NL/（min·t）；在将待精炼钢液出钢至所述钢包的过程中，在出钢1/4后即在将所述待精炼钢液的总质量的1/4出钢至钢包中后加入石灰，石灰的加入量为3~4㎏/t；

S12、在将所述待精炼钢液全部出钢至钢包中后，将装有待精炼钢液的钢包送至精炼工位，进入精炼工位后，调整底吹氩气的流量为3~8NL/（min·t）；

S13、前期化渣阶段：打开顶吹氩气阀门，往所述钢包内顶吹氩气，顶吹氩气的流量为1~10NL/（min·t），然后下降电极，通电起弧，利用顶吹氩气形成的氩等离子体化渣2~5min，然后调整顶吹氩气的流量为0.5~5NL/（min·t）并往所述钢包内加入铝渣，得到待精炼钢料，所述铝渣的加入量为1~3㎏/t。

S2、根据出钢时待精炼钢液的初始硫含量[S]

根据待精炼钢液的初始硫含量[S]

当[S]

当[S]

当[S]

当[S]

S3、中期脱硫阶段：在钢液精炼时，将底吹氩气的流量调整为2~10NL/（min·t），通过中空电极往所述待精炼钢料中喷吹石灰粉-碳粉-氩气混合粉气流，并使得所述石灰粉和所述碳粉在所述中空电极产生的电弧作用下生成Ca和/或CaC

S4、后期软吹阶段：喷粉结束后，先关闭碳粉喷吹系统，然后再关闭石灰粉喷吹系统，调整顶吹氩气的流量为5~10NL/（min·t），底吹氩气的流量为2~6NL/（min·t），利用顶吹氩气形成的氩等离子体并以底吹氩气的方式搅拌所述脱硫钢液，搅拌时间为5~10min，然后关闭顶吹氩气阀门，提升电极，钢液精炼结束，得到精炼钢液。

S5、静搅阶段：钢液精炼结束，调整底吹氩气的流量为0.5~5NL/（min·t），以底吹氩气的方式搅拌所述精炼钢液3~5min，关闭吹氩装置，处理结束，将钢包吊离钢包精炼炉，送至下一工位。

在本发明中，所述冶炼时间不仅仅包括前期化渣阶段时间，还包括中期脱硫阶段时间和后期软吹阶段时间（后期软吹搅拌时间）。

根据一些优选的实施方式，所述钢包的容量为50~300t。

根据一些优选的实施方式，所述石灰粉为钝化石灰粉，所述石灰粉的粒度为100~300目；和/或所述碳粉为焦炭粉和/或石墨粉，所述碳粉的粒度为100~300目，所述碳粉的硫含量不大于0.2wt%；在本发明中，所述石灰粉优选为钝化石灰粉，所述钝化石灰粉是在活性石灰粉中配加一定比例例如硅油等钝化剂，经现有的钝化处理工艺制备而成；钝化处理后的石灰粉会在石灰粉颗粒表面形成钝化膜，一方面降低了石灰的吸潮，延长石灰的保存期，另一方面增加了石灰粉的流态化性能，避免石灰在喷吹管路内发生堵塞；本发明的实施例中采用的钝化石灰粉均是在活性石灰粉中添加了一定硅油钝化剂后经现有钝化处理工艺制备而成的钝化石灰粉，在所述钝化石灰粉中，所述活性石灰粉与所述硅油的质量比为99.95:0.05；在本发明中，所述活性石灰粉亦称高反应石灰或软烧石灰，具有体积密度小，气孔率高、比表面积大的特点；本发明中的活性石灰粉采用市面上可售的活性石灰粉即可。

本发明在第二方面提供了一种用于钢液精炼的装置，例如，如图1所示，所述装置包括：钢包精炼炉：所述钢包精炼炉包括钢包9、用于密封钢包口的炉盖13和电弧加热系统；所述电弧加热系统包括中空电极6和用于夹持所述中空电极6的电极夹持器7，所述中空电极6上连通有输送管道4；所述炉盖13上设置有测温口5、加料装置8和用于插设所述中空电极6的炉盖孔；所述钢包9的底部设有透气砖11；通过所述透气砖11与所述钢包9连通的底吹氩气气源；通过所述输送管道4与所述中空电极6连通的顶吹氩气气源；依次设置在所述输送管道4上的用于喷吹石灰粉的石灰粉喷吹系统3-1和用于喷吹碳粉的碳粉喷吹系统3-2；和用于调控石灰粉喷吹、碳粉喷吹、顶吹氩气喷吹和底吹氩气喷吹的工艺参数的控制系统1；在本发明中，所述加料装置8例如如图1中所示，可以由加料漏斗和加料管组成，所述加料管与所述钢包口连通，所述加料漏斗设置在所述加料管上并与所述加料管连通；在本发明中，将所述底吹氩气气源和所述顶吹氩气气源统称为氩气气源2；所述石灰粉喷吹系统3-1和所述碳粉喷吹系统3-2组成了石灰粉-碳粉混合喷吹系统3；在本发明中，所述顶吹氩气气源提供氩气作为石灰粉-碳粉混合喷吹系统3的载气气源，使得所述中空电极6能够喷吹出石灰粉-碳粉-氩气混合粉气流。

根据一些优选的实施方式，所述钢包精炼炉还包括钢包车10，所述钢包9设置于所述钢包车10上；和/或所述钢包9的底部设置有钢包滑板12。

本发明在第三方面提供了本发明在第二方面所述的装置在钢液精炼深脱硫中的应用。

下文将通过举例的方式对本发明进行进一步的说明，但是本发明的保护范围不限于这些实施例。

实施例1

本实施例中的钢液精炼深脱硫过程采用如图1所示的用于钢液精炼的装置进行，具体过程如下：

①转炉出钢，在将待精炼钢液出钢至所述钢包的过程中，待钢包见流后开始底吹氩气，底吹氩气的流量为1.2NL/（min·t）；在将所述待精炼钢液的总质量的1/4出钢至钢包中后加入活性石灰，活性石灰的加入量为3.2㎏/t。

②LF进站时，待精炼钢液的硫含量（初始硫含量）[S]

③前期化渣阶段：打开顶吹氩气阀门，往所述钢包内顶吹氩气，顶吹氩气的流量为5NL/（min·t），然后下降电极，通电起弧，利用顶吹氩气形成的氩等离子体化渣2min，然后调整顶吹氩气的流量为2NL/（min·t）并往所述钢包内加入铝渣，得到待精炼钢料；所述铝渣的加入量为1.8kg/t；所述铝渣包含以质量百分含量计的组分为：Al，40%；Al

④中期脱硫阶段：在钢液精炼时，将底吹氩气的流量调整为7NL/（min·t）；控制系统根据出钢时待精炼钢液的初始硫含量[S]

⑤后期软吹阶段：喷粉结束后，先关闭碳粉喷吹系统，然后再关闭石灰粉喷吹系统，调整顶吹氩气的流量为8NL/（min·t），底吹氩气的流量为5NL/（min·t），利用顶吹氩气形成的氩等离子体并以底吹氩气的方式搅拌所述脱硫钢液，搅拌时间为6min，然后关闭顶吹氩气阀门，提升电极，钢液精炼结束，得到精炼钢液。

⑥静搅阶段：LF精炼结束（钢液精炼结束），调整底吹氩气的流量为2NL/（min·t），以底吹氩气的方式搅拌所述精炼钢液3min，关闭吹氩装置，处理结束；结束后得到的目标钢液中的硫含量（目标硫含量）[S]

本实施例相比采用现有传统钢液精炼深脱硫的方法，中期脱硫阶段时间缩短约11min，每吨待精炼钢液在钢液精炼深脱硫后电耗降低约7kW·h。

实施例2

本实施例中的钢液精炼深脱硫过程采用如图1所示的用于钢液精炼的装置进行，具体过程如下：

①转炉出钢，在将待精炼钢液出钢至所述钢包的过程中，待钢包见流后开始底吹氩气，底吹氩气的流量为2NL/（min·t）；在将所述待精炼钢液的总质量的1/4出钢至钢包中后加入活性石灰，活性石灰的加入量为3.8㎏/t。

②LF进站时，待精炼钢液的硫含量（初始硫含量）[S]

③前期化渣阶段：打开顶吹氩气阀门，往所述钢包内顶吹氩气，顶吹氩气的流量为6NL/（min·t），然后下降电极，通电起弧，利用顶吹氩气形成的氩等离子体化渣2min，然后调整顶吹氩气的流量为2NL/（min·t）并往所述钢包内加入铝渣，得到待精炼钢料；所述铝渣的加入量为2kg/t；所述铝渣包含以质量百分含量计的组分为：Al，40%；Al

④中期脱硫阶段：在钢液精炼时，将底吹氩气的流量调整为8NL/（min·t）；控制系统根据出钢时待精炼钢液的初始硫含量[S]

⑤后期软吹阶段：喷粉结束后，先关闭碳粉喷吹系统，然后再关闭石灰粉喷吹系统，调整顶吹氩气的流量为9NL/（min·t），底吹氩气的流量为6NL/（min·t），利用顶吹氩气形成的氩等离子体并以底吹氩气的方式搅拌所述脱硫钢液，搅拌时间为8min，然后关闭顶吹氩气阀门，提升电极，钢液精炼结束，得到精炼钢液。

⑥静搅阶段：LF精炼结束（钢液精炼结束），调整底吹氩气的流量为2NL/（min·t），以底吹氩气的方式搅拌所述精炼钢液4min，关闭吹氩装置，处理结束；结束后得到的目标钢液中的硫含量（目标硫含量）[S]

本实施例相比采用现有传统钢液精炼深脱硫的方法，中期脱硫阶段时间缩短约7min，每吨待精炼钢液在钢液精炼深脱硫后电耗降低约5kW·h。

实施例3

①转炉出钢，在将待精炼钢液出钢至所述钢包的过程中，待钢包见流后开始底吹氩气，底吹氩气的流量为2NL/（min·t）；在将所述待精炼钢液的总质量的1/4出钢至钢包中后加入活性石灰，活性石灰的加入量为4.0㎏/t。

②LF进站时，待精炼钢液的硫含量（初始硫含量）[S]

③前期化渣阶段：打开顶吹氩气阀门，往所述钢包内顶吹氩气，顶吹氩气的流量为7NL/（min·t），然后下降电极，通电起弧，利用顶吹氩气形成的氩等离子体化渣3min，然后调整顶吹氩气的流量为2NL/（min·t）并往所述钢包内加入铝渣，得到待精炼钢料；所述铝渣的加入量为2.5kg/t；所述铝渣包含以质量百分含量计的组分为：Al，40%；Al

④中期脱硫阶段：在钢液精炼时，将底吹氩气的流量调整为7NL/（min·t）；控制系统根据出钢时待精炼钢液的初始硫含量[S]

⑤后期软吹阶段：喷粉结束后，先关闭碳粉喷吹系统，然后再关闭石灰粉喷吹系统，调整顶吹氩气的流量为10NL/（min·t），底吹氩气的流量为6NL/（min·t），利用顶吹氩气形成的氩等离子体并以底吹氩气的方式搅拌所述脱硫钢液，搅拌时间为9min，然后关闭顶吹氩气阀门，提升电极，钢液精炼结束，得到精炼钢液。

⑥静搅阶段：LF精炼结束（钢液精炼结束），调整底吹氩气的流量为3NL/（min·t），以底吹氩气的方式搅拌所述精炼钢液5min，关闭吹氩装置，处理结束；结束后得到的目标钢液中的硫含量（目标硫含量）[S]

本实施例相比采用现有传统钢液精炼深脱硫的方法，中期脱硫阶段时间缩短约5min，每吨待精炼钢液在钢液精炼深脱硫后电耗降低约4kW·h。

对比例1

对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于：

LF进站时，待精炼钢液的硫含量（初始硫含量）[S]

中期脱硫阶段，石灰粉（钝化石灰粉）的喷吹速率为0.48kg/（min·t），碳粉（石墨粉）的喷吹速率为0.09kg/（min·t），顶吹氩气的流量调整为11NL/（min·t），喷吹时间为16min。

在静搅阶段处理结束后得到的目标钢液中的硫含量为12ppm（0.0012%）。

本对比例相比采用现有传统钢液精炼深脱硫的方法，中期脱硫阶段时间缩短约5min，每吨待精炼钢液在钢液精炼深脱硫后电耗降低约4kW·h。

对比例2

对比例2与实施例2基本相同，不同之处在于：

LF进站时，待精炼钢液的硫含量（初始硫含量）[S]

中期脱硫阶段，石灰粉（钝化石灰粉）的喷吹速率为0.65kg/（min·t），碳粉（石墨粉）的喷吹速率为0.12kg/（min·t），顶吹氩气的流量调整为9NL/（min·t），喷吹时间为9min。

在静搅阶段处理结束后得到的目标钢液中的硫含量为9ppm（0.0009%）。

本对比例相比采用现有传统钢液精炼深脱硫的方法，中期脱硫阶段时间缩短约5min，每吨待精炼钢液在钢液精炼深脱硫后电耗降低约4kW·h。

本发明测得实施例1~3以及对比例1~2的性能指标如表1所示。在本发明中，[S]

表1：实施例1~3以及对比例1~2的性能指标。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。