RH真空精煉技術(shù)的發(fā)展

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1、1RH精煉技術(shù)的發(fā)展2現(xiàn)代純凈鋼生產(chǎn)工藝流程在純凈鋼生產(chǎn)中，RH是最重要的真空精煉裝置之一，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，新建鋼廠多數(shù)選擇RH精煉。3鋼鐵冶煉工藝路線4大型聯(lián)合企業(yè)冶煉工藝流程5特殊鋼廠冶煉工藝路線脫硫6短流程鋼廠冶煉工藝路線7RH的發(fā)展歷史RH精煉技術(shù)是1959年德國(guó)Rheinstahl和Hutlenwerke公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)成功的。RH將真空精煉與鋼水循環(huán)流動(dòng)結(jié)合起來(lái)，具有處理周期短，生產(chǎn)能力大，精煉效果好等優(yōu)點(diǎn)，適合冶煉周期短，生產(chǎn)能力大的轉(zhuǎn)爐工廠采用。RH發(fā)展到今天，大體分為三個(gè)發(fā)展階段：（1）發(fā)展階段（1968年~1980年）：RH裝備

2、技術(shù)在全世界廣泛采用。（2）多功能RH精煉技術(shù)的確立（1980年~2000年）：RH技術(shù)幾乎達(dá)到盡善盡美的地步。表1RH工藝技術(shù)的進(jìn)步工藝指標(biāo)鋼水純凈度/×10-6鋼水溫度脫碳速度常數(shù)溫度波動(dòng)補(bǔ)償量/℃Kc/min-1℃CST.OPNH技術(shù)水平≤20≤10≤15≤20≤20≤1.026.30.35≤±5（3）極低碳鋼的冶煉技術(shù)（2000年~）：為了解決極低碳鋼（[C]≤10×10-6）精煉的技術(shù)難題，需要進(jìn)一步克服鋼水的靜壓力，以提高熔池脫碳速度。8RH的工作原理鋼液真空循環(huán)原理類似于“氣泡泵”的作用，如右圖所示：當(dāng)進(jìn)行真空脫氣處理時(shí)，將真空室

3、下部的兩根浸漬管插入鋼液內(nèi)100-150mm的深度后，啟動(dòng)真空泵將真空室抽成真空，于是真空室內(nèi)外形成壓差，鋼液便從兩根浸漬管中上升到壓差相等的高度（循環(huán)高度）。此時(shí)鋼液并不循環(huán)，為了使鋼液循環(huán)，從上升管下部約三分之一處吹入驅(qū)動(dòng)氣體，氣體進(jìn)入上升管的鋼液后由于受熱膨脹和壓力降低，引起等溫膨脹，在上升管內(nèi)瞬間產(chǎn)生大量的氣泡核并迅速膨脹，膨脹的氣體驅(qū)動(dòng)鋼液上升。RH裝置示意圖9RH處理鋼水過(guò)程鋼水處理前，先將浸漬管浸入待處理的鋼包鋼水中。當(dāng)真空槽抽真空時(shí)，鋼水表面的大氣壓力迫使鋼水從浸漬管流入真空槽內(nèi)。（真空槽內(nèi)大約0.67mbar時(shí)可使鋼水上升1.

4、48m高度)。與真空槽連通的兩個(gè)浸漬管，一個(gè)為上升管，一個(gè)為下降管。由于上升管不斷向鋼液吹入氬氣，形成氣泡泵，使鋼水從上升管進(jìn)入并通過(guò)真空槽下部流向下降管，如此不斷循環(huán)反復(fù)。在真空狀態(tài)下，流經(jīng)真空槽鋼水中的氬氣、氫氣、一氧化碳等氣體在鋼液循環(huán)過(guò)程中被抽走。同時(shí)，進(jìn)入真空槽內(nèi)的鋼水還進(jìn)行一系列的冶金反應(yīng)，比如碳氧反應(yīng)等如此循環(huán)脫氣精煉使鋼液得到凈化。為滿足鋼種要求、精確控制鋼水成份，通常，RH處理過(guò)程中還需進(jìn)行合金化處理。鐵合金材料經(jīng)高位料倉(cāng)、稱量臺(tái)車、真空料斗、合金溜槽，在真空狀態(tài)下通過(guò)真空槽進(jìn)入鋼水，完成合金化功能。10RH工藝流程11RH工

5、藝過(guò)程描述鋼水即將到達(dá)前，關(guān)閉主真空閥為真空泵的提前啟動(dòng)作好準(zhǔn)備。盛有鋼水的鋼包座落于鋼包臺(tái)車上，并啟動(dòng)前級(jí)真空泵進(jìn)行預(yù)抽。鋼包臺(tái)車運(yùn)行到處理工位正下方，將環(huán)流氣體由氮?dú)馇袚Q到氬氣。啟動(dòng)液壓頂升機(jī)構(gòu)，將鋼包頂升到預(yù)定高度，打開(kāi)主真空閥，鋼水即進(jìn)入真空槽，形成環(huán)流。測(cè)溫取樣及定氧，根據(jù)測(cè)定結(jié)果決定是否進(jìn)行“先行處理”。先行處理即正規(guī)處理以外的預(yù)備性處理。如鋼水溫度過(guò)低，可先行化學(xué)升溫；鋼水含氧過(guò)高，可先行加Al處理；鋼水含碳過(guò)低可先行加碳處理等。先行處理后須再次測(cè)溫取樣以確認(rèn)先行處理的結(jié)果。12RH工藝過(guò)程描述對(duì)鋼水進(jìn)行該鋼種所必須進(jìn)行的處理，（

6、如脫氫處理，深脫碳處理，輕處理，深脫氧處理等）。處理過(guò)程中真空度和環(huán)流氣體流量按各處理模式自動(dòng)進(jìn)行變換。處理結(jié)束前再次測(cè)溫取樣，確認(rèn)處理目的是否已達(dá)到。合金微調(diào)及最終脫氧。測(cè)溫取樣后關(guān)閉主真空閥，破真空。鋼包下降，座落到鋼包臺(tái)車，同時(shí)將環(huán)流氣體切換成氮?dú)?。鋼包臺(tái)車運(yùn)行到喂絲工（加保溫劑）位，按鋼種要求喂絲，人工加保溫劑。鋼包臺(tái)車開(kāi)出，用吊車將鋼包吊至下工序。13RH法的設(shè)備RH的主體設(shè)備構(gòu)成：真空室及附屬設(shè)備；氣體冷卻器；真空排氣裝置；合金稱量臺(tái)車及加料裝置。RH精煉車間示意圖RH設(shè)備示意圖15RH真空室RH真空室形狀如右圖，真空室外殼為鋼板圍

7、焊成的圓筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯為耐火磚。真空室下部有兩根用耐火材料制成的可以插入鋼液的浸漬管，也稱升降管，其中一根為鋼液的上升管，另一個(gè)根為鋼液的下降管，浸漬管的上半部外側(cè)鋼管結(jié)構(gòu)。真空處理時(shí)鋼液沿上升管進(jìn)入真空室，沿下降管返回鋼包。RH真空室示意圖16RH法主要的工藝參數(shù)處理容量V：指被處理的鋼液量，RH處理容量的上限理論上是沒(méi)有限制的，處理容量的下限取決于處理過(guò)程的溫降情況。一般認(rèn)為，在爐內(nèi)處理時(shí)不應(yīng)小于10t，在鋼包處理時(shí)，不應(yīng)小于30t，當(dāng)容量小于30t時(shí)降溫顯著。目前已建成的RH裝置最大容量為300t。處理時(shí)間t：指鋼包在RH工位停留時(shí)間，處

8、理時(shí)間取決于允許的鋼液溫降Tc和處理過(guò)程中鋼液的平均降溫速度VT，t=Tc/VT。循環(huán)因數(shù)u：指處理過(guò)程中循環(huán)鋼液的當(dāng)量次數(shù)，即通過(guò)真空室的鋼液總量與