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RH真空精炼炉处理技术规程修改版
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RH真空炉脱碳过程喷溅的控制
来源:真空技术网（）江苏沙钢集团宏发炼钢厂　作者:吴全明
　　分析了RH真空脱碳原理和产生喷溅的主要原因，结合生产实践，通过改变预抽模式，合理控制，优化提升气体模式和吹氧操作，有效地控制了真空脱碳过程的喷溅，并产生了明显的经济效益。
　　RH 真空炉是生产超低碳钢的关键设备,对改善产品结构、提升产品档次起着至关重要的作用。宏发炼钢厂转炉二车间两座180t RH 炉是由西门子奥钢联SIEMENS- VAI 公司总体设计，在热调试三个月后就进行超低碳钢的大批量生产，在生产的过程中，无论是设备参数还是实践操作都暴露出了问题，尤其是在冶炼超低碳钢真空脱碳过程喷溅导致的一些问题严重制约生产。比如，喷溅的渣钢将摄像孔粘死，操作人员看不到真空槽内冶金反应，顶枪孔粘渣钢使顶枪升降受阻，难以进行吹氧作业，枪头积渣导致氧枪点火困难，热弯管内积聚渣钢多影响抽气功能和脱碳效果，导致热弯管更换频繁。真空炉粘渣钢部位见图1 所示。根据上述情况，详细地分析了脱碳过程喷溅的机理，结合生产实践，提出了相应的控制措施，解决了真空炉脱碳过程中喷溅的技术难题。
1、180t RH 真空炉设备主要技术参数
　　宏发炼钢厂转炉二车间的RH 真空炉是2010 年2 月份投产的，每套真空炉都有在线处理位和离线烘烤位，都采用顶枪烘烤，可以进行快速更换真空槽。采用的是5 级系统，为提高真空段的抽气能力和缩短抽气时间，在4、5 级各并联了1 台辅助喷射泵以加强抽气能力。主要功能有：脱氢、脱氮、脱碳、脱氧、去除夹杂、合金微调、升温等。其主要技术参数见表1。
　　表1 180t RH 炉设备主要技术参数
2、产生喷溅的机理及原因分析
2.1、RH 真空脱碳的原理
　　在真空处理脱碳过程中，真空室内存在三个反应位置，即熔池表面、氩气泡表面和熔池中。图2 给出冶金反应示意图。真空处理是以冶金反应热力学和动力学为基础。可理解为，热力学表示化学反应最终状态的稳定含量和可控制的精度;动力学表示完成化学反应过程并形成最终产物所要求的时间。从脱碳的热力学角度分析，从钢水中去碳、氧，真空条件下是以压力对化学反应的影响为基础，当气体压力降低促进化学反应([C]+ [O] & CO&)的进行。从脱碳的动力学角度分析，主要是研究多长时间能够达到平衡值，即所要求的目标碳含量。
4、产生的效果
　　通过工艺参数和操作过程的优化，有效的控制了真空脱碳过程的喷溅，顶枪点火故障明显减少，热弯管更换频率更是大幅度下降，由原来的平均使用280 次增加到563 次，提高了RH 炉的生产作业率。深脱碳时间由原来的20 min 降到15 min，脱碳结束后的碳含量由原来的20 ppm 降到15 ppm 以内，终点温度命中率也得到大幅度提高。另外，浸渍管的寿命由原来的平均60.9 次提高到87.5 次，底部槽寿命由原来的平均172.4 次平均提高到201.4 次，产生了明显的经济效益。
　　(1) 通过对RH 真空脱碳过程喷溅的机理分析，得出前期快速脱碳的操作过程是导致喷溅的主要原因。
　　(2) 改变预抽模式，采用手动操作真空泵来控制真空度的模式(先开E5 泵和E5a 泵，3 min后再开E4 泵，7 min 后关E5a 泵再开E3，E2，E1泵)可有效的控制喷溅，而且不影响深脱碳效果。
　　(3) 采用这种提升气体模式(0 到4min，90Nm3/h;4 到7 min，120 Nm3/h;7 min 以后，150 Nm3/h)，既能有效的控制喷溅，又能保证最佳的快速脱碳效果，在15 min 之内将碳脱到15 ppm 以下。
　　(4) 控制冷却小废钢的加入量，尽可能在脱碳中后期加入，以防引起喷溅。
　　(5) 真空处理4 min 左右，在轻处理(仅开两级泵E4，E5)阶段，枪位取4.0 m，标准状态氧气流量取1500 Nm3/h 吹氧，可有效的控制喷溅，而且吹氧的收得率高。
　　[l] 黄希祜. 钢铁冶金原理[M]. 北京：冶金工业出版社,1986.　　[2] 陈家祥.炼钢常用图表数据手册[M]. 北京：冶金工业出版社，1984.　　[3] 刘玉生，孙利顺，丁广友. RH 脱碳工艺探讨[J].金属世界，2006，(4).　　[4] 张锦刚,李德刚,等.IF 钢生产过程中RH- TB 真空脱碳效果的工艺研究[J].钢铁, ).　　[5] 吴全明.真空炉生产超低碳的实践操作[C].中国真空学会，第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集,2009.　　[6] 王俊凯. 极低碳IF 钢RH 处理方法[C]. 中国金属学会,全国RH 精炼技术研讨会论文集,2007.　　[7] 孙群,林洋.鞍钢RH 精炼工艺研究与实践[C].中国金属学会,全国RH 精炼技术研讨会论文集,2007.
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浅谈RH炉真空系统的使用及维护
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要：RH炉真空系统设备是一种钢水二次精炼工艺装备，它主要用于生产优质钢材。本文详细介绍了真空系统的系统组成、工作方式、异常状态紧急处理办法以及设备使用运行中的注意事项，还介绍了设备检修前的准备工作及检修技术等问题，对于设备的日常使用与维护有较好的借鉴意义。 中国论文网 /1/view-5663316.htm　　关键词：RH炉；真空系统；使用；维护 　　1.引语 　　RH真空处理是炉外精炼的重要组成部分。它具有脱氧、脱氢、脱氟、脱碳、脱硫、微调成分、合金化及净化钢液并控制钢水温度等多种重要冶金功能，是提高钢质量的重要设备。下面将就真空系统设备的使用及维护情况进行论述。 　　2.真空系统的运行使用 　　2.1.真空系统系统组成 　　真空系统分成主辅两个子系统： 　　主泵子系统：由B1增压泵+B2增压泵+B3增压泵+C1冷凝器+S4a喷射泵+C2冷凝器+S5a喷射泵+C3冷凝器等构成； 　　辅泵子系统：由S4a、S4b喷射泵+C2冷凝器+S5a、S5b喷射泵+C3冷凝器等构成。 　　为减小占地面积，冷凝器C2、C3为主辅子系统共用；并在S4b和S5b的进气管处设置有切断阀，以防止主辅子系统串通。 　　主泵子系统主要用于达到真空系统在1250kg/h抽气量下、67Pa真空度的指标，以满足RH处理后期高真空的要求；而辅泵子系统则用于增加从大气压至8 kPa的区间的抽气量，以缩短真空系统的起动时间和低真空下吹氧的需要，满足生产的要求。 　　进入各级增压泵和喷射泵的蒸汽均由汽包通过相应的蒸汽管道供应，在各级泵的蒸汽管道上均设有气动截止阀，以控制该级泵的启闭。 　　进入各级冷凝器的冷却水则由水包通过相应的冷却水管道供应，为充分利用冷却水，C1、C2和C3冷凝器的进水均分别由该冷凝器的上部和下部进水管供应，这些进水管上也配置有相应的气动阀门控制其启闭。 　　本统的还设置了真空度调整装置，以在对处理过程中对B3级的负荷进行调整，从而达到真空度调节的目的。 　　2.2.真空系统工作方式 　　2.2.1.预抽真空方式 　　本方式用于缩短RH系统的预抽时间。这种方式下，先关闭上位DN1600真空阀，同时开启汽包上位气动蒸汽主阀和水包上位手动进水总阀，接通蒸汽和冷却水；然后按辅泵子系统方式启动辅泵，待达到35kPa附近时，即可根据真空精炼的需要，开启主真空阀，在系统内的真空度迅速达到平衡（约为60kPa左右）后，继续用辅助泵子系统抽气，直至抽到8kPa为止。然后关闭气动真空阀，关闭S4b、S5b及相应的K2、K3冷凝器下部进水位号，按主泵子系统方式继续启动，即开启K1冷凝器的下部进水阀，并按相应泵的预真空要求开启S3泵、S2泵与S1泵。 　　2.2.2.大气压下启动 　　本方式即混合启动方式，在这种方式下， DN1600真空阀门为开启状态。在开启汽包上位气动蒸汽主阀和水包上位手动进水总阀、接通蒸汽和水后，系统即可按混合启动方式启动。 　　2.3.异常状态的紧急处理 　　对于真空室台车，若极限开关失灵，则手动操作停车，当真空罐盖内屏蔽盖下坠造成真空罐盖车打不动时，解除操作台上联锁，通知电工解除现场油缸极限，在操作台或画面上将真空罐盖升到极限处，开至所要去的方向。对于液压系统，当发生油管破裂及密封失效大量漏油时，必须马上切断电源，通知厂调及维护人员进行处理。对于热井，操作台上或CRT上不能启动泵时通知检修人员机旁操作或处理故障。对于真空泵系统，当各级泵对应状态下的阀不能正常开闭时通知检修人员进行处理；蒸汽压力达不到要求时通知提压；冷凝水温度高时通知水处理协调加大水量或开风机或溢流。 　　2.4.运转中注意事项和严禁事项 　　对于真空室台车，开车前室外人员必须确认轨道附近无行人和障碍物方可动车，真空室破空真空表回零后方可降钢水罐车，真空处理钢水后钢水罐车完全降下方可开动真空室台车。对于吹氩系统，在吹氩观察中，要注意观察罐内钢水的翻腾状况，调整吹氩流量，防止钢水溢出。对于热井，使用“手动”操作前必须有人监视画面“水位”，严禁将水抽干。对于真空泵系统，必须在破空后方能降钢水罐车，必须在主截止阀关到位后方能破空。 　　3.真空系统的维护要点 　　3.1.检修前的准备 　　制定检修计划时，必须把计划予修项目编写在内。检修计划下达后，工长和班长要将计划内容分解到施工检修班组和个人，明确所承担的任务并组织讨论施工方案。检修人员必须熟悉图纸、检修项目、进度安排，分析设备故障缺陷原因，做到心中有数。施工班组和个人应当提前领取所需备品备件和材料，做好测试和检测调试。运至检修现场。同时清理好所需工机具。在易燃易爆设备上或要害部位动火，必须办理动火证，做好防范措施。在使用汽油、煤油等易燃品时，必须做好防范工作，防止发生燃烧。上场前，要落实`停机停电工作，并收取岗位操作牌，挂停电牌。 　　3.2.检修工艺及技术要求 　　必须熟悉图纸、现场组织试车，了解缺陷，了解使用部位的工艺要求及安装要求，编制检修计划，包括检修项目、工期、多工种作业的上场配合，绘制工程网络图，按要求组织材料和备品，在施工前三天对备品质量进行检查，设备在检修前应根据施工现场的情况及施工要求在适当的位置停车，切断电源及其动力设施。取得操作牌后方能进行作业。施工作业中，若遇临时须用电时，应由有关人员配合，采取相应的安全措施，并确认后，交操作牌后由专人指挥操作，在检修过程中，质量检查应分段进行，上阶段质量不合格时，下阶段的作业不得进行 。 　　参考文献： 　　[1]闵宗远.RH循环脱气真空系统工作简析[J].宝钢技术.1993（03） 　　[2]鞠明，李景宏，宋满堂.本钢1号RH-TB真空系统的生产实践[J].本钢技术.2007（04） 　　作者简介： 　　高越（1984.03- ）：男，汉族，山西省大同市灵丘县人，大学本科学历，首钢京唐钢铁联合有限责任公司，初级工程师，主要从事精炼机械专业工作。
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