RH精煉爐工藝ppt課件(PPT 333頁)

1、目錄RH爐外精煉概述 RH主要設(shè)備及功能RH耐火材料RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素 RH工藝原理RH模型研究國內(nèi)主要鋼企RH情況典型鋼種的RH精煉RH生產(chǎn)過程事故處理1第1頁，共333頁。RH爐外精煉概述鋼鐵冶金工藝路線2第2頁，共333頁。RH爐外精煉概述大型聯(lián)合企業(yè)冶煉工藝流程3第3頁，共333頁。RH爐外精煉概述特殊鋼廠冶煉工藝路線脫硫4第4頁，共333頁。RH爐外精煉概述短流程鋼廠冶煉工藝路線5第5頁，共333頁。RH爐外精煉概述爐外精煉的概念及目的概念： 爐外精煉就是將轉(zhuǎn)爐（或電爐）中初煉的鋼水移到另一反應(yīng)器中進(jìn)行精煉的過程，也稱二次精煉。目的： 把傳統(tǒng)的煉鋼方法分為兩步，即初煉+精煉。

2、初煉在氧化性氣氛下進(jìn)行爐料的熔化、脫P(yáng)、脫C和合金化。精煉在真空、惰性氣體或可控氣氛的條件下進(jìn)行深脫C、去氣、脫氧、去夾雜物和夾雜物變性處理，調(diào)整成分，控制鋼水溫度等，從而優(yōu)化工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、開發(fā)高附加值產(chǎn)品、節(jié)能降耗、降低成本增加經(jīng)濟(jì)效益。6第6頁，共333頁。RH爐外精煉概述爐外精煉的分類按精煉手段分類常壓下處理法真空精煉法真空和加熱法：渣洗法：合成渣洗、同爐渣洗Ar精煉法：Gazal、CAB、AOD、CLU脫氣為主:鋼包除氣法、DH、RH脫C、O、氣為主:VOD、RH-OB、RH-PIASEA-SKF、VAD、LF7第7頁，共333頁。RH爐外精煉概述爐外精煉的分類按精煉的主要用途分類3

3、）DH、RH,不同形式的流滴去氣法和真空吹A(chǔ)r法,可脫除鋼中氣體、氧和夾雜,但無加熱設(shè)備,適應(yīng)于普通鋼和中低合金鋼的真空脫氣處理;4）同爐渣洗法主要用于電爐出鋼過程中對鋼水脫S、脫O和去除夾雜。2）桶爐，VAD（VHD）和LF具備加熱攪拌功能對溫度控制靈活,可去氣、脫氧、去除夾雜和合金化;1） AOD、CLU、VOD、RHOB和VODC適合冶煉低碳和超低碳鋼;8第8頁，共333頁。RH爐外精煉概述爐外精煉的主要手段9第9頁，共333頁。RH爐外精煉概述爐外精煉的主要手段各種真空精煉方法的技術(shù)比較現(xiàn)代RH傳統(tǒng)RHVDVODDH真空鋼包爐碳含量/10-615200.05-1.05030-4040-

4、50最大脫碳速率/min-10.350.10.1500.200.080.09脫碳時間/min1315無脫碳功能40-5015-2020脫氫能力/10-61.01.52.02.02.02.0鋼中T.O/10-6152510303030脫硫率/%40-60080-9080-9070-8580-90化學(xué)加熱有無無有無無相對投資成本10.8-0.90.5-0.60.6-0.70.4-0.50.3-0.4相對操作成本1.11.21.01.20.90.810第10頁，共333頁。RH爐外精煉概述爐外精煉的主要手段 新一代鋼鐵材料的發(fā)展趨勢是：超潔凈、高均勻和微細(xì)組織結(jié)構(gòu)控制。RH可以滿足各類高品質(zhì)鋼材潔凈

5、度的要求。對于同時要求超低碳、超低硫的鋼種（如電工硅鋼）和同時要求超低碳、超低氮的鋼種（如IF鋼）以及同時要求低碳、低硅的鋼種（如涂鍍鋼板）RH是唯一最佳的精煉設(shè)備。而對于要求氧、硫含量的鋼種（如低合金高強(qiáng)度鋼和特殊鋼）可以選擇RH也可以選擇LF-VD（或LF-RH）。而對于不銹鋼冶煉VOD是最佳的冶煉設(shè)備，但日本許多鋼廠也采用RH取代VOD生產(chǎn)不銹鋼。11第11頁，共333頁。RH爐外精煉概述爐外精煉的主要手段各種高品質(zhì)鋼的性能和潔凈度要求及其相適應(yīng)的精煉方法鋼 類代表鋼種技術(shù)特點(diǎn)純凈度要求10-6精煉工藝性能指標(biāo)SBrEL/%超低碳鋼IF鋼要求同時降低鋼中C、N和T.OC20, N20,S

6、50, T.O20,dS40低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼TIRP鋼準(zhǔn)確控制成份、夾雜物和組織結(jié)構(gòu)，保證表面質(zhì)量C0.2, Si0.03,Mn=1.5RH4508000.926低合金高強(qiáng)度鋼X80X100超低硫精煉，嚴(yán)格控制鋼中夾雜物和鋼材組織結(jié)構(gòu)S10, P80O20, N50, H1LF-RHLF-VD55069021高級電工鋼35W230要求同時降低C、N含量和S含量，精確控制成份和析出物形態(tài)C24, S+N30 Si2.62.9%S10, N25RHP1.5/50(W/kg)2.20B50(T)1.68超純鐵素體不銹鋼409L444嚴(yán)格控制鋼中C、N和S的含量，降低晶間腐蝕C+N120S+N80VODR

7、H2204001.430特殊鋼（軸承鋼）GCr15嚴(yán)格控制鋼中T.O含量、夾雜物和碳化物析出，提高疲勞壽命T.O10712第12頁，共333頁。RH爐外精煉概述爐外精煉的主要手段 目前，RH已成為世界上最主要的爐外精煉設(shè)備。其特點(diǎn)是：精煉功能強(qiáng)、處理能力大、處理周期短、處理后鋼水的潔凈度水平高，因此在世界上廣泛的應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼廠，并成為生產(chǎn)低碳冷軋鋼板所必須的爐外精煉設(shè)施。和其它真空精煉設(shè)備相比，RH的處理時間最短，處理后鋼水的潔凈度最高。從投資成本比較，現(xiàn)代RH比傳統(tǒng)RH略有增加，但和其它真空精煉設(shè)備相比，投資成本約高出50%。但其操作成本低于傳統(tǒng)RH，與VD爐大體相當(dāng)。13第13頁，共33

8、3頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史RH真空精煉技術(shù)起源于50年代，1957年阿爾貝德公司申請了鋼水真空精煉脫氣法的技術(shù)專利，這是真空脫氣法發(fā)展的開端。1958年德國 Rheinstahl（萊茵鋼公司）和 Heratus（赫拉烏斯）真空泵廠合作成功地進(jìn)行了工業(yè)性生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，取得了可喜的處理效果，在1959年德國冶金工作者協(xié)會上引起了同行的極大關(guān)注，定名RH。以后各國都在真空循環(huán)脫氣法上開展了研究。其中以日本發(fā)展最為迅速。新日鐵在1972年發(fā)明了RH-OB法，能起到鋁升溫的作用。80年代中期，大分廠、名古屋廠為了得到低硫鋼水，采用噴吹脫硫劑的方法生產(chǎn)出S10ppm的RH鋼。80年代后期90年代初期

9、，日本川崎發(fā)明了RHKTB，實(shí)現(xiàn)了二次燃燒和吹O2脫C，和KPB(MFB)用頂槍噴吹脫S劑。中國的RH發(fā)展是在90年代以后開始的，但近幾年來隨著低碳鋼在市場上所占比例越來越高，RH的用途越來越廣。目前，一般中、大型鋼廠都配置有RH爐。RH新技術(shù)的發(fā)展：新日鐵發(fā)明的KPB（MFB）利用外加能源介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了處理位上的真空槽烘烤，其吹氧脫碳的功能，使生產(chǎn)出C20ppm的超低碳鋼。14第14頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史DH= Dortmund Hrde，1956 at the Dortmund-Hrder-Httenunion.DH-OB= Dortmund Hrde with Ox

10、ygen BlowingRH= Ruhrstahl Heraeus，RH精練法是德國鋼鐵公司Ruhrstahl和Heraens 聯(lián)合于1958年成功開發(fā)的真空循環(huán)脫氣法 RH-OB= Ruhrstahl Heraeus with Oxygen Blowing. 1972年新日鐵室蘭廠根據(jù)VOD 生產(chǎn)不銹鋼的原理，開發(fā)了RHOB真空吹氧技術(shù)。 RH-KTB= Ruhrstahl Heraeus Kawasaki Top Blowing. 1986年日本原川崎鋼鐵公司( 現(xiàn)已和NKK重組為JEE公司)在傳統(tǒng)的RH基礎(chǔ)上，成功地開發(fā)了RH頂 吹氧(RH KTB)技術(shù)，將RH技術(shù)的發(fā)展推向一個新階段。

11、 RHMFB Ruhrstahl Heraeus Multifunctional. 1992年日本新日鐵 公司廣畑廠在日本 原川崎公司開發(fā)RHKTB精煉技術(shù)之后，為降低初煉爐的出鋼溫度以及脫 碳的需要，開發(fā)了多功能噴嘴的RH頂吹氧技術(shù)15第15頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史RH-OB法 1972年新日鐵室蘭廠依據(jù)VOD技術(shù)生產(chǎn)不銹鋼原理，開發(fā)了RH-OB真空吹氧技術(shù)。圖 是RH-OB法示意圖，其與轉(zhuǎn)爐配合，用于生產(chǎn)含鉻不銹鋼。緊接著新日鐵大分廠在室蘭廠基礎(chǔ)上發(fā)展了RH-OB真空精煉工藝技術(shù)，利用RH-OB真空吹氧法進(jìn)行強(qiáng)制脫碳、加鋁吹氧升高鋼水溫度、生產(chǎn)鋁鎮(zhèn)靜鋼等技術(shù)，從而減輕

12、了轉(zhuǎn)爐負(fù)擔(dān)，提高了轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，降低了脫氧鋁耗。我國寶鋼1985年11月投產(chǎn)的RH裝置即采用了RH-OB技術(shù)，可處理40多個鋼種，按照新日鐵和曼內(nèi)斯曼企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，鋼種合格率為99.3%，鋼管鋼等鋼種的雜質(zhì)物明顯減少。RH-OB吹氧技術(shù)由于脫碳速度快得到了迅速推廣，但同時也暴露了其自身的弱點(diǎn)，即RH-OB噴嘴壽命低，降低了RH設(shè)備的作業(yè)率，噴濺嚴(yán)重，RH真空室易結(jié)瘤，輔助作業(yè)時間延長，要求增加RH真空泵的能力，這些問題阻礙了RH-OB真空吹氧技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。 16第16頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史RH-IJ法 1982年，徐匡迪發(fā)表了RH-IJ技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室報(bào)告，同年，新日鐵開

13、始研究此組合技術(shù)，并于1985年開始工業(yè)性實(shí)驗(yàn)。RH-IJ技術(shù)即RH噴粉技術(shù)，圖 是RH-IJ技術(shù)的示意圖，這項(xiàng)技術(shù)可在一次操作中同時完成脫硫、脫氫、脫碳、減少非金屬夾雜和調(diào)整成分的目的。 17第17頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史RH-PB法 新日鐵名古屋廠于1987年研制成功RH-PB法，不僅可以生產(chǎn)出超低硫、極低碳和超低磷鋼來，而且在處理過程中氫含量也是降低的。它利用原有RH-OB法真空室下部底吹氧噴嘴，使其具有噴粉功能，依靠載氣將粉劑通過OB噴嘴吹入鋼液。RH真空室下部裝有兩個噴嘴，可以利用切換閥門來改變吹氧方式還是噴粉方式。同時通過加鋁可使鋼水升溫。此法還具有良好的去氫

14、效果，不會影響傳統(tǒng)的RH真空脫氣的能力，更不會有吸氮之憂。18第18頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史RH-KTB法 由于RH操作過程中鋼液溫降比較大，因此采用普通的RH真空脫碳工藝，就要要求轉(zhuǎn)爐較高的出鋼溫度。1986年，日本川崎鋼鐵公司為滿足汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，要求努力降低鋼板中的碳含量，以保證冷軋板具有良好的塑性、拉伸性、非時效性。為改進(jìn)冷軋超低碳鋼的生產(chǎn)工藝，開發(fā)出了RH-KTB真空吹氧技術(shù)，將RH技術(shù)發(fā)展推向一個新階段。第一臺RH-KTB真空吹氧設(shè)備安裝在川崎鋼鐵公司千葉廠。 KTB法是用水冷氧槍向真空室內(nèi)的鋼液供給氧氣的工藝方法，如圖所示。19第19頁，共333頁。RH

15、爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史RH-KTB法與常規(guī)的RH工藝相比，應(yīng)用RH-KTB的效果主要有 ：在RH-KTB方法中，有30%的氧用于CO氣體的二次燃燒，二次燃燒率達(dá)60%，使RH處理過程中的熱損失得以補(bǔ)償，因此可降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度約26。提高脫碳速率。在不延長RH真空處理時間的條件下，可在較高轉(zhuǎn)爐出鋼含碳量下生產(chǎn)超低碳鋼。實(shí)踐證明，使用RH-KTB工藝時，轉(zhuǎn)爐出鋼終點(diǎn)C含量可從0.025%提高到0.05%，因而可以使轉(zhuǎn)爐的負(fù)擔(dān)減輕。應(yīng)用RH-KTB法，穩(wěn)定地降低脫氣結(jié)束時渣中的(%TFe)和鋼水中的TO。從而使連鑄時由于鋼水中的Al2O3造成的浸入式水口的堵塞得到緩解，提高了板坯的表面質(zhì)量。20

16、第20頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史RH-KTB法減輕了RH真空室的冷鋼粘結(jié)。以前，RH真空室內(nèi)粘附的殘鋼成為精煉超低碳鋼時增碳的原因。另外，在修補(bǔ)時由于真空室下部槽的更換和真空室上部磚的拆運(yùn)，需要長時間清理殘鋼，造成RH運(yùn)轉(zhuǎn)率低。用RH-KTB氧槍后，不僅可以使在KTB處理期間形成的殘鋼量少，而且還可以為處理凝聚在真空室內(nèi)壁形成的殘鋼提供一種有效的清理工具，從而提高了真空室的壽命、減少耐火材料的消耗。減少脫氧耗鋁量。由于KTB法處理后鋼中O比普通RH低10010-4%，可節(jié)約用鋁量0.1125kg/t鋼。RH-KTB法與RH-OB法相比有很大進(jìn)步。RH-OB吹氧，其氧氣利用率

17、不如RH-KTB，二次燃燒效果也很微弱，為補(bǔ)償RH處理過程中的溫降，需要配合向真空室加Al吹氧來升溫，但容易造成鋼液中Al2O3夾雜的增多而影響鋼水的潔凈度。另外，由于吹氧的OB管直接與高溫鋼液接觸，加速了對浸入管根部磚襯的侵蝕，因此OB管的壽命也很低，一般少于200次。與之相比，RH-KTB工藝就比較完善。 21第21頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史RH-MFB法 繼日本川崎鋼鐵公司開發(fā)RH-KTB真空精煉技術(shù)之后，新日鐵廣畑廠于1992年開發(fā)了“RH多功能噴嘴”真空頂吹氧技術(shù)，并于1993年8月在廣畑廠建立了第一臺RH多功能噴嘴設(shè)備，簡稱RH-MFB真空裝置，如圖所示。RHM

18、FB法的主要功能是在真空狀態(tài)下的吹氧強(qiáng)脫碳、鋁化學(xué)加熱鋼水，在大氣狀態(tài)下吹氧或天然氣燃燒加熱烘烤真空室及清除真空室內(nèi)壁形成的結(jié)瘤物，真空狀態(tài)下吹天然氣或氧氣燃燒加熱鋼水及防止真空室頂部形成結(jié)瘤物。22第22頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展簡史RH-MFB法其冶金功能與KTB真空頂吹氧技術(shù)相近。主要在于提高轉(zhuǎn)爐出鋼時鋼水的含碳量，在碳高氧低的情況下，不延長RH真空脫碳時間，可以將碳含量降到很低。對于鋼水中碳含量，不吹氧可以從開始350 104降至3010-4%以下，在吹氧條件下，可將碳含量由開始400 104同樣降至3010-4%以下，甚至2010-4% ；對鋼水的溫度補(bǔ)償主要是通過燃

19、氣燃燒來實(shí)現(xiàn)的，在真空精煉過程中吹入一定量的燃?xì)馐怪紵?，達(dá)到加熱鋼水的目的 。加Al吹氧升溫是通過Al燃燒發(fā)熱來加熱鋼水的，RH-MFB用鋁加熱鋼的效果為：每噸鋼加入1純鋁后溫度上升35.8 。 23第23頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的發(fā)展趨勢 高效化是RH技術(shù)發(fā)展的主要趨勢： 回顧RH的發(fā)展歷史，對比現(xiàn)代RH與傳統(tǒng)RH的技術(shù)差別，可以證明RH高效化是半個世紀(jì)以來RH精煉技術(shù)發(fā)展的重要方向。研究開發(fā)RH高效化的主要技術(shù)措施是： RH快速精煉技術(shù)的發(fā)展； 提高RH高作業(yè)率的工藝裝備技術(shù)； RH自動化與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。24第24頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的工作原理RH裝置示意圖

20、 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，將真空室下部的兩根浸漬管插入鋼液內(nèi)100-150mm的深度后，啟動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)動鋼液上升。25第25頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的工作原理與其他脫氣方法相比，這種脫氣方法有如下優(yōu)點(diǎn)： 脫氣效果好。RH處理過程中，進(jìn)入真空室的鋼液量相對較少

21、，而且由于吹入的驅(qū)動氣體在上升管內(nèi)生成大量氣泡，進(jìn)入真空室的部分鋼液呈細(xì)小的液滴，且處于沸騰狀態(tài)，增大了鋼液脫氣表面積，有利于脫氣的進(jìn)行，可使H含量降至 適用于大量鋼液的處理，生產(chǎn)能力大； 處理周期短，處理過程溫降小。處理過程中鋼包內(nèi)的鋼液表面有爐渣覆蓋，保溫效果好，一般處理后溫降僅為3050； 適用范圍較大。用同一設(shè)備能處理不同容量的鋼液，也可以在電弧爐和感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行。 26第26頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的冶金功能RH真空精煉的冶金功能脫氣精煉脫氫板材、線材脫氮脫氧自然脫碳電磁材料及低碳鋼等溫度和成分調(diào)整用于軋制薄板厚板的碳素鋼吹氧升溫強(qiáng)制脫碳脫氣不銹鋼、IF鋼等極低碳鋼噴粉去除

22、夾雜脫氧高合金鋼、不銹鋼脫硫脫磷27第27頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的主要工藝參數(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有限制的，處理容量的下限取決于處理過程的溫降情況。一般認(rèn)為，在爐內(nèi)處理時不應(yīng)小于10t，在鋼包處理時，不應(yīng)小于30t，當(dāng)容量小于30t時降溫顯著。目前已建成的RH裝置最大容量為300t。處理時間t：指鋼包在RH工位停留時間，處理時間取決于允許的鋼液溫降Tc和處理過程中鋼液的平均降溫速度VT，t= Tc/ VT。循環(huán)因數(shù)u：指處理過程中循環(huán)鋼液的當(dāng)量次數(shù)，即通過真空室的鋼液總量與處理容量之比。U=Wt/V，W循環(huán)流量，t/min; V 鋼包容量，t

23、；t脫氣處理時間，min。循環(huán)流量：循環(huán)流量W(t/min)是指單位時間內(nèi)通過真空室的鋼液量。也稱循環(huán)速率，是一個重要的工藝參數(shù)。W主要取決于上升管直徑(d)和驅(qū)動氣體流量(G0)。如圖所示為不同上升管直徑條件下，循環(huán)流量與驅(qū)動氣體流量之間的關(guān)系。真空度：真空度是指RH處理時真空室內(nèi)可以達(dá)到并且保持的最小壓力。真空泵的抽氣能力： 真空泵的抽氣能力大小，應(yīng)根據(jù)處理鋼種、處理容量、處理時間、循環(huán)流量以及處理過程中的脫氣規(guī)律來確定。28第28頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH的產(chǎn)品應(yīng)用29第29頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH在世界的開發(fā)與應(yīng)用RH技術(shù)在德國 RH技術(shù)發(fā)展較快，通過對RH深入的

24、技術(shù)開發(fā)，使RH功能不斷擴(kuò)大，使之終于達(dá)到今天這樣具有多種精煉功能的設(shè)備，德國在RH處理前進(jìn)行TN法處理，噴粉處理后在進(jìn)行RH處理，這樣的工藝可以生產(chǎn)厚板，型鋼，鋼軌，微合金化的特殊深沖鋼，通過這樣的處理，分析命中率大大提高，并且使鋼加工的成本大為降低30第30頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH在世界的開發(fā)與應(yīng)用RH技術(shù)在日本 在技術(shù)日趨完善的過程中作出了重要貢 獻(xiàn)。1963年日本引進(jìn)真空精煉技術(shù)后在 脫氫的基礎(chǔ)上又開發(fā)了脫碳、脫氧、吹氧升 溫、噴粉脫硫和成分控制等功能，使改進(jìn)后 的法能進(jìn)行多種冶金操作，更好地滿足 了擴(kuò)大處理鋼種范圍、提高鋼材質(zhì)量的要求31第31頁，共333頁。RH爐外精煉

25、概述RH在世界的開發(fā)與應(yīng)用RH技術(shù)在中國 1995年，攀鋼130tRHMFB項(xiàng)目引進(jìn)技術(shù)的消化吸收 1998年，寶鋼250tRHMFB項(xiàng)目引進(jìn)技術(shù)的消化吸收 2000年，梅鋼150tRHMFB項(xiàng)目基本立足國內(nèi)設(shè)計(jì)制造 2002年，寶鋼2號130tRH項(xiàng)目的建設(shè) 2003年攀鋼2號RH投產(chǎn)，開辟了我國用RH精煉超純凈合金鋼的先河32第32頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH在世界的開發(fā)與應(yīng)用RH-KTB裝置(川崎頂吹氧循環(huán)脫氣裝置)在世界各地 公司投產(chǎn)年份盛鋼桶容量/tRH裝置類型日本川崎公司千葉鋼廠3號RH198623雙真空室日本川崎公司水島鋼廠3號RH1987180單真空室日本川崎公司水島鋼

26、廠2號RH1988250雙真空室日本川崎公司水島鋼廠1號RH1989180單真空室日本川崎公司千葉鋼廠1號RH199085單真空室川崎公司水島鋼廠4號RH1991250雙真空室神戶制鋼加古川鋼廠1號RH1991235雙真空室中山制鋼船町鋼廠1991120單真空室日新公司吳廠1號RH199190單真空室美國阿姆科公司未德爾頓鋼廠1991220單真空室日本東亞公司仙臺鋼廠1992110雙真空室英國鋼公司托爾波特鋼廠1993340羅索系統(tǒng)33第33頁，共333頁。RH爐外精煉概述RH在世界的開發(fā)與應(yīng)用RH-KTB裝置(川崎頂吹氧循環(huán)脫氣裝置)在世界各地 公司投產(chǎn)年份盛鋼桶容量/tRH裝置類型埃爾格里

27、鋼鐵公司1996120雙真空室日本鋼管公司福山鋼廠4號RH1993250雙真空室日本鋼管公司福山鋼廠2號RH1994300雙真空室美國家鋼公司大湖分公司1號RH1994250雙真空室南韓光陽二煉鋼廠1號RH1994250雙真空室日本鋼管公司Keihin廠1號RH1994300雙真空室武鋼二煉鋼廠2號RH199780雙真空室臺灣中鋼二煉鋼廠4號RH1996250雙真空室寶山鋼廠二煉鋼廠1號RH1998275雙真空室南韓韓寶鋼廠1號RH1997250雙真空室南韓韓寶鋼廠2號RH1992200雙真空室美國US公司埃德戈湯姆遜廠1號RH1996225單真空室34第34頁，共333頁。RH爐外精煉概述R

28、H在世界的開發(fā)與應(yīng)用RH-KTB裝置(川崎頂吹氧循環(huán)脫氣裝置)在世界各地 公司投產(chǎn)年份盛鋼桶容量/tRH裝置類型美LT公司克利夫蘭廠1號RH1996250單真空室布羅希爾公司肯布拉廠1號RH1996280單真空室巴西柯巴哈國家鋼鐵公司1號RH1997225雙真空室巴西S.A鋼廠1號RH1996180單真空室巴西CST鋼廠1號RH1997300單真空室南韓光陽一煉鋼廠1號RH1997265雙真空室南韓浦項(xiàng)二煉鋼廠2號RH1997300雙真空室35第35頁，共333頁。RH爐外精煉概述國內(nèi)外RH的主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)新日本鋼鐵公司川崎鋼鐵公 司日本鋼管公 司住友金屬工業(yè)公司寶 鋼RH設(shè)備參數(shù)名古

29、屋鋼鐵廠2號RH君津鋼鐵廠RH大分鋼鐵廠1號RH水島鋼鐵廠4號RH福山鋼鐵廠3號RH鹿島鋼鐵廠2號RH煉鋼廠吹O2方式OBOBOBKTBOBOBOB鋼水容量，t270305340250250250300循環(huán)管內(nèi)徑，mm730650600750580750550循環(huán)氣體量，l/min30002500400050005000500012001400抽氣量 67Pa下(kg/h) 26.7Pa下135016600100711682952877010001350015000-1500-950目標(biāo)C10-610171815151220處理時間，min1522181515152025近幾年國外RH的主要技

30、術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)36第36頁，共333頁。RH爐外精煉概述POSCO RH-TOP37第37頁，共333頁。RH爐外精煉概述BENXI RH-TOP38第38頁，共333頁。RH爐外精煉概述ANSHAN RH-TOP39第39頁，共333頁。RH爐外精煉概述BAOSTEEL RH-TOP1000kg/0.5乇以下3.5分鐘內(nèi)達(dá)到1乇類型雙槽體處理周期3651 min真空系統(tǒng)2boosters & 2ejectors排氣能力浸漬管內(nèi)徑750mm環(huán)流量Max:250t/min環(huán)流氣體流量Max:3500Nl/min吹氧系統(tǒng)KTB吹氧流量Max:3000Nm3/h40第40頁，共333頁。RH主要設(shè)

31、備及功能RH真空精煉主體設(shè)備RH鋼包提升系統(tǒng)真空泵系統(tǒng)真空槽真空室輸送系統(tǒng)頂槍系統(tǒng)上料、投料系統(tǒng)喂絲/覆蓋劑自動加入系統(tǒng)煤氣預(yù)熱系統(tǒng)自動測溫取樣系統(tǒng)真空室維修及更換系統(tǒng)41第41頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能RH鋼包提升系統(tǒng)在處理位置通過液壓提升系統(tǒng)提升帶鋼包的鋼包輸送車，提升系統(tǒng)安裝在真空室下面的一個坑里。鋼包提升裝置主要由液壓裝置、提升缸、液壓管、液壓流體、提升架、導(dǎo)軌組成。42第42頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能真空泵系統(tǒng)1、蒸汽噴射泵的工作原理絕熱膨脹段：將蒸汽的壓力能轉(zhuǎn)化為動能，出口處速度為超音速?；旌隙危焊咚僬羝c爐氣（被抽氣體）混合，二股氣流進(jìn)行能量交換，被抽氣體速度增加

32、。壓縮段：被抽氣體一邊繼續(xù)與高速蒸汽混合，一邊逐漸壓縮，在喉口處完成混合過程，速度達(dá)到音速，壓力逐漸增加。如果出口壓力為1bar，則抽氣口壓力低于1bar,這就是真空泵的工作原理。將幾級真空泵串聯(lián)起來，第一級抽氣口的壓力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大氣壓。43第43頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能真空泵系統(tǒng)2、蒸汽噴射泵的特點(diǎn):抽氣能力大可滿足鋼液真空精煉最大處理能力及排氣量的要求（本廠真空泵抽氣能力700kg/h）；抽氣速度快，36min可達(dá)到預(yù)定真空度；對被抽介質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)，多塵、高溫、腐蝕性氣體均可使用；無旋轉(zhuǎn)部件,設(shè)備壽命長，工作性能可靠。44第44頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能真空泵系統(tǒng)3、冷凝

33、器 作用：是降低增壓泵排出的混合氣體（主要是蒸汽）的溫度，縮小其體積，提高真空度。原理：通過從上部的噴淋口中噴出冷卻水與下部噴出的混合氣的對流來冷卻混合氣體。冷卻水進(jìn)入熱井被抽至水處理站處理后循環(huán)使用。45第45頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能真空泵系統(tǒng)4、氣體冷卻器 作用：分離氣體和煙塵（利用改變氣流方向時煙塵顆粒的慣性來分離） 降低煙氣的溫度（從350400降低至150200） 原理：采用水冷桶壁和中間水冷板來冷卻。46第46頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能真空泵系統(tǒng)5、真空主閥作用：預(yù)抽真空時關(guān)閉主閥可切斷真空泵和真空槽，使真空泵系統(tǒng)保持一定 真空度，縮短抽真空時間。布置：在氣體冷卻

34、器與第一級真空泵之間。47第47頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能真空室是冶金反應(yīng)的容器，所有化學(xué)反應(yīng)都在真空槽內(nèi)進(jìn)行。真空槽分上、下部槽、浸漬管，并通過熱彎管與氣體冷卻器相聯(lián)（真空系統(tǒng)）。通過合金翻板閥與加料系統(tǒng)相聯(lián)。真空槽工作襯磚采用鎂鉻質(zhì)耐火材料砌筑。二個浸漬管，其中一個為上升管，一個為下降管。上升管配置二層共12根提升氣體管。真空槽所有聯(lián)接部位都采用密封件，不得泄漏。真空槽內(nèi)冷鋼必須及時清理，冶煉超低碳鋼時必須集中清理。48第48頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能真空室輸送系統(tǒng)真空室運(yùn)送車負(fù)責(zé)處理位和備用位之間的真空室運(yùn)輸。真空室運(yùn)送系統(tǒng)增強(qiáng)了脫氣設(shè)備的處理能力，換下位于處理位置用過的

35、真空室，在10分鐘內(nèi)將位于備用位置的新真空室換上。 真空室輸送系統(tǒng)主要由鐵軌、真空室輸送車組成。49第49頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能頂槍系統(tǒng)功能：a、吹氧強(qiáng)制脫碳；b、加鋁吹氧升溫； c、在處理間隔期間烘烤耐火材料；d、脫碳期間的二次燃燒有利能量的充分利用。脫碳：吹氧脫碳可將碳脫至20ppm以下。升溫：采用鋁的化學(xué)反應(yīng)熱提高鋼液溫度，但鋁的反應(yīng)產(chǎn)物可能污染鋼液，所以升溫范圍以不超過20為宜。冷卻：采用循環(huán)水冷卻氧槍。吹氧脫碳時由于部分氧參與二次燃燒，所以氧氣利用率低（約7080%）。50第50頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能上料、投料系統(tǒng)采用垂直皮帶機(jī)、卸礦小車將各種冶金材料裝入高位

36、料倉。16個高位料倉儲存各種冶金材料 。碳、鋁為RH常用原料，分別單獨(dú)設(shè)置在一個共用的真空料倉內(nèi)。其它材料通過高位料倉 、稱量料斗 、水平皮帶機(jī)、真空鎖、真空槽、進(jìn)入鋼水。如發(fā)現(xiàn)錯料，則水平皮帶機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)錯料斗。51第51頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能喂絲/覆蓋劑自動加入系統(tǒng)喂絲機(jī)用來給鋼包喂入各種不同的絲，在喂絲的同時，進(jìn)行氬氣攪拌，目的是為了能有效地脫氧、脫硫、去除夾雜及改變夾雜物形態(tài)以及準(zhǔn)確地微調(diào)合金成分等，從而提高鋼的質(zhì)量和性能。為了減少在澆注期間的熱輻射，在處理后需要向鋼水熔池表面加入覆蓋劑。 喂絲系統(tǒng)主要由喂絲機(jī)和導(dǎo)向管組成；覆蓋劑加入系統(tǒng)主要由儲罐、排放管、配料罩組成。5

37、2第52頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能煤氣預(yù)熱系統(tǒng)煤氣噴嘴安裝在備用位置在真空室更換后用來加熱耐材，并在把真空室送至處理位置之前使耐材襯表面溫度保持在1400-1450C。產(chǎn)生的廢氣離開真空室通過浸漬管進(jìn)入周圍環(huán)境。煤氣預(yù)熱系統(tǒng)的主要設(shè)備為備用燃燒器。自動測溫取樣系統(tǒng)測溫取樣系統(tǒng)為未封蓋的鋼水進(jìn)行測溫取樣，同時安裝有一個破渣器在測溫取樣前進(jìn)行破渣。測溫取樣系統(tǒng)主要由破渣器、測溫取樣槍組成。 53第53頁，共333頁。RH主要設(shè)備及功能真空室維修及更換系統(tǒng)真空室維修及更換系統(tǒng)主要由噴補(bǔ)車（浸漬管維護(hù)、除冷鋼裝置、噴補(bǔ)設(shè)備）、真空室更換吊具 、頂部更換吊具 、真空室過跨車等組成。噴補(bǔ)車：提供除

38、冷鋼裝置和噴補(bǔ)機(jī)在處理爐次間隙期間對浸漬管進(jìn)行清理和耐材修補(bǔ)，該裝置放置在浸漬管維修車的平臺上，維修車在鋼包輸送車的軌道上運(yùn)行。更換真空室：頂部部件要從舊的真空室提升，使真空室的法蘭和底部脫開。同時真空料斗設(shè)備的膨脹接頭縮回，然后用真空室輸送車移至備用位。在脫開所有連至真空室管路后，快速用天車將真空室吊到真空室輸送車上。真空室過跨車：在處理位和位于相鄰跨的維修區(qū)之間進(jìn)行輸送真空室及其頂部。54第54頁，共333頁。RH耐火材料耐火材料的工作條件長時間高溫、真空作用；爐渣的嚴(yán)重侵蝕作用；爐渣的浸透作用；爐渣和鋼液的強(qiáng)烈沖刷和磨損作用；溫度驟變熱震作用；局部過熱及電弧輻射。 55第55頁，共333

39、頁。RH耐火材料對耐火材料的要求耐火度高，穩(wěn)定性好，能抵抗?fàn)t外精煉條件下的高溫真空條件；氣孔率低，體積密度大，組織結(jié)構(gòu)致密，以減少爐渣的浸透；強(qiáng)度大，耐磨損，抵抗鋼渣沖刷磨損作用；耐蝕性好，能抵抗酸-堿性爐渣的侵蝕；熱穩(wěn)定性好，不發(fā)生熱震崩裂剝落；不污染鋼液，有利于鋼液的凈化作用；對環(huán)境污染小。 56第56頁，共333頁。RH耐火材料爐外精煉用主要耐火材料（1）鎂鉻磚以鎂砂和鉻礦為原料。MgO 5580、Cr2O3 820耐火度高、荷重軟化溫度高、抗熱震性優(yōu)良、抗渣侵蝕、適應(yīng)的爐渣堿度范圍寬。根據(jù)制品所用原料和工藝特點(diǎn)，分為：硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚；直接結(jié)合鎂鉻磚；再結(jié)合鎂鉻磚；半再結(jié)合鎂鉻磚；預(yù)反

40、應(yīng)鎂鉻磚；不燒鎂鉻磚和電熔鑄鎂鉻磚。爐外精煉以前5種為主。（2）MgO-CaO系來源豐富，價格比鎂鉻磚低廉，對高堿度渣的抗侵蝕性好，有利于鋼液凈化，對環(huán)境污染小。分類：白云石磚、鎂白云石磚、鎂鈣磚。 （3）鎂碳磚以電熔鎂砂、高溫死燒鎂砂和鱗片石墨為主要原料，以酚醛樹脂作結(jié)合劑制造的不燒含碳堿性耐火材料?？?fàn)t渣滲透性、耐侵蝕性能及耐熱震性能（由于石墨作用），用于渣線部位。（4）Al2O3-MgO-C系包含鋁鎂碳磚、鋁鎂尖晶石碳磚和鎂鋁碳磚?？?fàn)t渣滲透、耐侵蝕性好，耐熱震性好，價格比較低，使用于各種精煉鋼包非渣線部位。 57第57頁，共333頁。RH耐火材料耐火材料基本屬性（1）耐材在真空下的穩(wěn)定

41、性真空下，耐材中的大多數(shù)氧化物都會發(fā)生蒸發(fā)而損失，使耐火材料的性能變差，體積密度變低，氣孔率提高和強(qiáng)度下降，污染鋼水。易蒸發(fā)：SiO2、FexOy、Cr2O3、MgO難蒸發(fā) ：CaO、Al2O3（2）耐火材料與爐渣的相容性耐材在爐渣中的溶解速度。u，不相容；u，相容。盡可能選擇相容的耐材，由爐渣R（CaO/SiO2）確定。R2： 相容性低高：鎂鉻磚、碳結(jié)合白云石磚、陶瓷結(jié)合白云石磚、鎂質(zhì)白云石磚、鎂鈣碳磚、鎂碳磚。58第58頁，共333頁。RH耐火材料耐火材料對鋼液潔凈度的影響（1） 氧化物潔凈度生成自由能的絕對值大的氧化物，其氧分壓低，有利于減少源于耐材中的氧化物對鋼液的再氧化。在高溫和真空

42、下易蒸發(fā)、不穩(wěn)定的耐材對鋼的氧化物潔凈度不利。不利：鎂鉻磚、鋯莫來石磚、高鋁磚。有利：氧化鈣磚、白云石磚。 （2） 硫化物潔凈度影響脫硫效率，影響較大潔凈度高：氧化鈣磚、白云石磚。潔凈度低：鋯英石磚、鎂鉻磚。 純氧化鈣磚鎂鋁磚鎂磚純氧化鋁磚高鋁磚鋯英石磚（Cr2O3 17.3）鎂鉻磚（SiO2 38.6） （3） 增碳作用(C)C解決辦法：耐材內(nèi)襯表層，在空氣氣氛下1000預(yù)熱脫碳處理，可避免。所以新爐頭幾爐次易增碳原因。59第59頁，共333頁。RH耐火材料RH耐火材料的選擇RH爐精煉時溫度高達(dá)16001700，因而要求爐襯耐火材料具有高的耐火性能，能經(jīng)受最高溫度和局部過熱的沖擊，且在高溫下

43、出現(xiàn)的液相量較少，能抵抗低粘度爐渣的侵蝕。應(yīng)選擇純度和直接結(jié)合率高的堿性磚。HR的間歇操作又會引起溫度波動，要求材料具有優(yōu)良的抗熱震性，則采用抗熱震性最優(yōu)的鎂碳磚和鎂鉻磚為好;RH爐裝有氬氣攪拌裝置，在吹氬處及附近部位爐壁損毀較嚴(yán)重，另外由于攪拌作用造成鋼水及渣的劇烈沸騰，加速爐襯的損毀，因此受沖刷嚴(yán)重侵蝕區(qū)應(yīng)采用高溫強(qiáng)度大的優(yōu)質(zhì)耐火材料如鎂鉻質(zhì)、高純鎂質(zhì)、鉻剛玉質(zhì)等; 60第60頁，共333頁。RH耐火材料RH耐火材料的選擇耐火材料的揮發(fā)隨著溫度和真空度的提高而加大，爐渣滲透速度和數(shù)量也隨之加大，耐火氧化物在真空中的穩(wěn)定度與其蒸汽壓解離能、結(jié)合相活化能有關(guān)。若在鎂鉻磚中加入Al2O3可顯著降

44、低磚的揮發(fā)速度，在1700，10-1 Pa，Al2O3揮發(fā)速度僅為MgO的1/100，MA尖晶石為MK尖晶石的1/44，因而從真空揮發(fā)性角度出發(fā)，采用高CaO的鎂白云石磚和含Al2O3的鎂鉻磚更好; 鎂鉻質(zhì)磚還原氣氛的堿性爐渣下操作，磚中的Cr20。容易被還原成Cr，因此精煉無鉻或低鉻鋼種時，不宜采用鎂鉻質(zhì)磚襯;精煉超低碳鋼時，為了避免可能性增碳，不宜采用鎂碳磚，應(yīng)采用鎂鉻質(zhì)磚或鎂白云石磚。如RH-OB爐主要生產(chǎn)超低碳鋼;當(dāng)精煉渣的C/S2.0時，尖晶石就不穩(wěn)定，純鎂磚比鎂鉻磚抗渣蝕性好，選用鎂磚和鎂碳磚;C/S2.0時，應(yīng)采用鎂鉻磚和鎂白云石磚，RH爐精煉渣均屬于此類。 61第61頁，共33

45、3頁。RH耐火材料RH各部位用耐火材料62第62頁，共333頁。RH耐火材料RH各部位用耐火材料RH熱彎管和上部槽：由于不與鋼水和熔渣直接接觸，一般損毀較少，通常選用鉻含量12%左右的直接結(jié)合鎂鉻磚。 中部槽：工作層主要處于氧槍吹氧的開吹點(diǎn)以及合金口加料時的沖擊位置；接觸鋼水和熔渣，受鋼水的噴濺和沖刷，及熔渣侵蝕和溫度驟變的影響，是該裝置的高蝕區(qū)。故該部位工作層選用具有抗侵蝕性能優(yōu)良和耐沖刷的半再結(jié)合鎂鉻磚，鉻含量在20%左右；次工作層選用12%鉻直接結(jié)合鎂鉻磚；保溫層用輕質(zhì)高鋁磚。 下部槽：由于熔渣的不斷滲入而形成了變質(zhì)層，在熱應(yīng)力作用下，產(chǎn)生了與工作面平等的龜裂，導(dǎo)致剝落而造成的損毀。故該

46、部位工作層選用具有抗侵蝕性能優(yōu)良和耐沖刷的26%鉻電熔再結(jié)合鎂鉻磚；次工作層選用12%鉻直接結(jié)合鎂鉻磚；保溫層用輕質(zhì)高鋁磚。槽詢問工作層和次工作層選用26%鉻電熔再結(jié)合鎂鉻磚；最下層選用鎂鉻質(zhì)搗打料。 浸漬管：RH爐的關(guān)鍵部位，損毀最為嚴(yán)重，壽命最短，影響著RH爐的整體使用效果。內(nèi)層選用抗剝落的26%鉻電熔再結(jié)合鎂鉻磚，外層為添加耐熱不銹鋼纖維的高鋁澆注料。 63第63頁，共333頁。RH耐火材料RH各部位用耐火材料其它材質(zhì)的應(yīng)用，見下表64第64頁，共333頁。RH耐火材料RH最主要耐火材料-鎂鉻磚簡介直接結(jié)合鎂銘磚 ：以優(yōu)質(zhì)高純鎂砂和精鉻礦在高溫下緞燒而成，顯微結(jié)構(gòu)特征是主晶相間形成直接結(jié)

47、合，而低熔點(diǎn)硅酸鹽相孤立存在； 再結(jié)合鎂鉻磚：人工合成原料共燒結(jié)鎂鉻料或電熔鎂鉻料(或加由部分電熔鎂砂)制作，其顯微結(jié)構(gòu)特征是尖晶石等組元分布均勻，耐火物晶粒之間為直接接觸 ；半再結(jié)合鎂鉻磚 ：以人工合成原料作顆粒，以鉻精礦與鎂砂為細(xì)粉制成，是直接結(jié)合鎂鉻磚和再結(jié)合鎂鉻磚的綜合性能更優(yōu) 65第65頁，共333頁。RH耐火材料RH最主要耐火材料-鎂鉻磚性能66第66頁，共333頁。RH耐火材料RH最主要耐火材料-鎂鉻磚損毀 鎂鉻質(zhì)耐材內(nèi)襯的主要損毀形式為熱震引起的結(jié)構(gòu)剝落掉片損毀，其原因包括： 鎂鉻磚被爐渣浸透，形成變質(zhì)層，其受熱震作用時，熱應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)崩裂損毀； 氣氛變化的作用。氧分壓高低變化

48、，F(xiàn)eOFe2O3。67第67頁，共333頁。RH耐火材料RH用耐材維修 真空室下部和浸漬 管的使用條件最為 惡劣，局部侵蝕嚴(yán) 重，為提高耐火材 料的壽命，采用熱 修維護(hù)。 68第68頁，共333頁。RH耐火材料RH用耐材維修69第69頁，共333頁。RH耐火材料寶鋼RH用耐材使用情況上部槽的使用壽命可以達(dá)到2000次以上，下部槽只有500次左右，浸漬管的使用壽命一般在100余次，操作和維護(hù)不當(dāng)或條件更惡劣者，使用壽命在100次以下。 寶鋼經(jīng)過一系列的措施后，浸漬管平均壽命達(dá)到250300爐 應(yīng)用鎂鉻質(zhì)材料，上部槽大約40000min；中部槽大約20000min；下部槽大約10000min；浸

49、漬管38004000min 70第70頁，共333頁。RH耐火材料寶鋼RH用耐材使用情況 在上世紀(jì)九十年代初，我國寶山鋼鐵公司RH-OB真空室下部槽、升降管用日本播磨公司和奧鎂公司的半再結(jié)合和直接結(jié)合鎂鉻磚，下部槽的平均使用壽命分別為180次和185次。升降管的平均使用壽命分別為80次和85次，而使用國產(chǎn)鎂鉻磚，下部槽和升降管平均使用壽命分別為102次和70次。從上世紀(jì)90年代起，國內(nèi)RH用耐火材料達(dá)到子決速發(fā)展，尤其是鎂鉻磚的研制從新得到重視和發(fā)展，目前用于大型RH裝置、升降管等部位的產(chǎn)品己達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品水平或超過同期產(chǎn)品實(shí)際使用效果。如根據(jù)寶鋼、武鋼引進(jìn)的RH、RH-OB插入管的工作條件，洛

50、耐院與之共同研制開發(fā)的鎂鉻磚，采用高純菱鎂礦和鉻精礦為主要原料，電熔與燒結(jié)料并用，引入少量高效添加劑，結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)良，能滿足大型精煉的需要。該磚在寶鋼和武鋼實(shí)際使用時，平均使用壽命分別為11l和76.3爐次，平均侵蝕速率為0.53mm/爐和0.83mrn/爐。 71第71頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素鋼水罐罐況 根據(jù)鋼水罐的尺寸：如高為4190mm直徑為3988mm，為了保證RH-TB處理鋼水的循環(huán)效果，插入管在設(shè)計(jì)時選擇插入管內(nèi)徑為680 mm，外徑為1310mm，故對鋼水罐的罐況仍提出了比較高的要求，即要求鋼水罐罐口干凈，無積渣，以保證插入管插進(jìn)鋼水罐鋼水的過程中，不發(fā)生因

51、插入管耐火材料與鋼水罐罐沿?cái)D壓而造成耐火材料脫落，使處理失敗的情況。 72第72頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素鋼水罐罐況 所謂鋼水罐自由空間是指鋼水罐內(nèi)鋼水液面到鋼水罐罐沿的距離，如鋼水罐液壓頂升裝置的行程為2650mm，真空室插入管長度為400mm，因此鋼水罐過大的凈空會造成插入管浸深不足，無法處理鋼水。為了保證處理，又考慮到鋼水罐在運(yùn)輸途中及處理過程中的安全性，要求鋼水罐自由空間控制在300600mm之間。 鋼水罐自由空間 73第73頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素鋼水罐罐況 鋼渣會影響到真空處理合金化時的合金效率，也會影響到處理后鋼水的夾雜物含量；此外鋼水處理過程中

52、，鋼水罐表面的鋼渣渣面比較平靜，容易產(chǎn)生結(jié)硬殼的現(xiàn)象，導(dǎo)致測溫定氧、取樣的困難，影響處理周期與測溫定氧的精度。因此，凡RH-TB處理的鋼水要求轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼，渣厚控制在100mm以下。 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 74第74頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素為了保證真空狀態(tài)下鋼水對真空室的密封，防止空氣和爐渣進(jìn)入真空室引起事故；以及要保證真空室內(nèi)足夠數(shù)量的鋼水，減少耐火材料侵蝕和保證鋼水的循環(huán)，要求插入管的插入深度為400mm以上，只有在達(dá)到這一深度以后才能開啟真空主閥，開始鋼水處理。隨著真空度的降低，鋼包鋼水液面的不斷降低，要不斷調(diào)整鋼包頂升高度，保證插入管插入深度不變。在吹氧升溫、大

53、量的加廢鋼降溫、大量的合金化時要盡可能的加大插入管的插入深度，以增加真空室內(nèi)鋼水液面的高度 鋼水罐罐況 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 插入管插入深度 75第75頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素RH環(huán)流量是指單位時間通過上升管或下降管的鋼水量，一般是每分鐘多少噸。幾個文獻(xiàn)給出的結(jié)果見式： 式1（Watanabe: 1968 ）式2（Hupfer:1971） 鋼水罐罐況 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 插入管插入深度 環(huán)流量 U=0.02Q0.33TR1.5 TR-連通管截面， Q-Ar流量， cm2 NI/min U=4.810-3rf1f2f3Q0.25TR TR-連通管截面， Q-Ar流

54、量， r-鋼水密度， f1、f2 -幾何因子， f3-橫截面升降柱比率， cm2 NI/min*cm2 t/m2 約為2 1 76第76頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素式3（Kuwabara: 1987） 式4（Lutz:1995） 鋼水罐罐況 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 插入管插入深度 環(huán)流量 TR-連通管截面， Q-Ar流量， cm2 NI/minU=11.4Q1/3TR4/3(ln(P0/P1)1/3 P0 -常壓 ，Torr P1 - 真空室操作壓力， Torr TR-連通管截面， Q-Ar流量， cm2 NI/minP0 -常壓 ，P1 - 真空室操作壓力， Torr U=

55、1.63Q1/3TR4/3r(ln(P0/P1)1/3 TR-連通管截面， Q-Ar流量， NI/minP0 -常壓 ，P1 - 真空室操作壓力， TR-連通管截面， Q-Ar流量， NI/minP0 -常壓 ，P1 - 真空室操作壓力， Q-Ar流量， NI/minP0 -常壓 ，P1 - 真空室操作壓力， TR-連通管截面， Q-Ar流量， NI/minP0 -常壓 ，P1 - 真空室操作壓力， m r-鋼水密度 t/m3 mbar mbar 77第77頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素式5（Kleimt:1995） 簡化的最小循環(huán)率 鋼水罐罐況 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 插入管

56、插入深度 環(huán)流量 TR-連通管截面， Q-Ar流量， P0 -常壓 ，P1 - 真空室操作壓力， TR-連通管截面， Q-Ar流量， P0 -常壓 ，P1 - 真空室操作壓力， m U=FUQ1/3TR4/3(ln(P0/P1)1/3 FU-循環(huán)因子 ，123t/min Nm3/min mbar mbar U=（TRerf/0.054672=0.0667M Trerf-最小連通管直徑 ，M-轉(zhuǎn)爐重量 ，m t t t 78第78頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素鋼水罐罐況 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 插入管插入深度 環(huán)流量 從以上的經(jīng)驗(yàn)公式看：影響RH環(huán)流量的主要因素有上升管或下降管直

57、徑、上升管內(nèi)吹入的氬氣流量、吹入氣體的深度、真空度。因此一旦RH真空裝置投入使用以后，最為有效和最為靈活的手段是提升氣體的使用方法。 79第79頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素鋼水罐罐況 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 插入管插入深度 環(huán)流量 循環(huán)因數(shù)也稱循環(huán)次數(shù)，是指在RH處理過程中通過真空室的鋼水量與處理容量之比。可表達(dá)為 當(dāng)采取部分鋼水在真空室內(nèi)脫氣一定時間后返回鋼包的脫氣法?？蔀槿N情況討論：m 0在這種條件下，脫氣后的鋼水幾乎不與未經(jīng)脫氣的鋼水混合，因此鋼液的脫氣速度幾乎不變，而鋼液中氣體的濃度隨時間的延長呈直線下降。在這種情況下，鋼液經(jīng)過一次循環(huán)就可以達(dá)到脫氣要求。m 1在這

58、種條件下，脫氣后的鋼水立即與未經(jīng)脫氣的鋼水混合，鋼包內(nèi)的鋼水是均勻的。氣體的平均濃度緩慢下降。鋼水的濃度與時間為指數(shù)關(guān)系。脫氣速度取決于環(huán)流量。0m1這是一般的情況。脫氣后的鋼水于未脫氣的鋼水不完全混合，或稱緩慢混合，鋼水中氣體的濃度呈指數(shù)下降。RH循環(huán)因數(shù) CF=（d Qm/d）/WL CF-循環(huán)因數(shù)，次 循環(huán)時間，min d Qm/d環(huán)流量，t/min WL鋼包內(nèi)鋼水重量，t 80第80頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素鋼水罐罐況 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 插入管插入深度 環(huán)流量 由上述討論可以看出，通過控制鋼液的混合情況也可以控制鋼水的脫氣速度。一般說來，為了獲得好的脫氣效果（

59、這里主要指脫氫），可以將循環(huán)因數(shù)選在35。而對于難脫除氣體，如氮，就要經(jīng)過多次循環(huán)處理。 RH循環(huán)因數(shù) 81第81頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素鋼水罐罐況 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 插入管插入深度 環(huán)流量 一臺真空處理設(shè)備建成以后，調(diào)整提升氣體流量是最為簡便的手段。關(guān)于吹A(chǔ)r，還必須注意到吹A(chǔ)r方法和位置?，F(xiàn)在廣泛使用的吹A(chǔ)r元件乃是不銹鋼管，它比采用透氣磚的效果要好，同時，使用不銹鋼管，從上升的保養(yǎng)維護(hù)來說也很有利。在不處理鋼水時，提升氣體選用氮?dú)猓髁繛?080 Nm3/h，以保證提升氣體噴嘴在處理鋼水間歇不被熔鋼及熔渣堵塞。 在處理鋼水時，提升氣體流量為50130Nm3/h

60、， 保證鋼水的充分循環(huán)， 處理沸騰鋼時，提升氣體流量選擇中下限，以減少鋼水噴濺；在處理鎮(zhèn)靜鋼時，提升氣體流量選擇中上限，以改善反應(yīng)的動力學(xué)條件，促進(jìn)脫氣反應(yīng)的進(jìn)行。另外，在進(jìn)行大量的合金化以及大幅度降溫時要加大提升氣體流量，保證成分、溫度的快速充分均勻。 RH循環(huán)因數(shù) 提升氣體流量 82第82頁，共333頁。RH工藝參數(shù)的選擇考慮因素鋼水罐罐況 鋼水罐自由空間 鋼水罐渣厚 插入管插入深度 環(huán)流量 RH循環(huán)因數(shù) 提升氣體流量 但增加提升氣體流量有限度，上升管中兩相流流動狀態(tài)隨氣量增加而發(fā)生的變化。隨著提升氣體流量的增加，由于去氣作用和鋼水靜壓減小的結(jié)果，上升管中氣泡不斷增大，兩相流會從“氣泡流態(tài)