rh 真空精炼法浸渍管结构形式的发展

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1、http://www.gtjia.comRH真空精炼法浸渍管结构形式的发展李相臣，贺庆(钢铁研究总院冶金工艺研究所，北京100081)摘要：回顾了RH浸渍管结构形式的发展历史。除了简述常规双圆形浸渍管结构外，还介绍了单浸渍管结构、双椭圆形浸渍管结构、多浸渍管结构等3种新型RH结构及其试验研究。比较认为，新结构RH在循环流量、流场、脱碳方面均优于或至少相当于常规RH，但是由于其它新结构的RH结构复杂，只有单浸渍管结构RH已投入工业应用。关键词：RH；浸渍管；循环流量RH精炼法是一种重要的炉外精炼方法，在炼钢生产中获得了广泛应用

2、和显著进展。其主要功能已经由原来单一的脱气设备发展成为包含真空脱气脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温度补偿、均匀温度和成分等的一种多功能炉外精炼设备。RH精炼过程的关键在于钢液的循环流动和混合，成分及温度的均匀化、精炼反应的速率及效果等都与之相关。钢液的循环流动和混合特性以及如何提高RH真空脱气装置系统的效率始终是RH精炼技术研究的重要课题。针对传统的RH真空脱气装置进行改造的同时，人们积极探索新结构的RH真空脱气装置以便提高钢液的精炼效率，延长RH真空脱气装置的寿命。而循环流量是判断RH真空脱气装置冶炼效率的最重要的指标之一[1

3、]。1常规双圆形浸渍管结构RHRH真空精炼的第一个专利是E．Willianms在1931年提出来的，其原理如图1(a)所示，第二个专利由阿尔贝德公司在1957年提出的，其原理如图1(b)所示，第二个专利比第一个专利有了很大的改进。1957年，由德国Ruhstahl和Heraeus公司共同设计的世界上第一台工业生产用RH真空脱气设备于1959年在德国蒂森公司恒尼西钢厂建成投产，其设备如图1(c)所示，一直运行到1976年8月。1963年，第2台RH装置在新日铁钢铁公司投产，其结构已和现在RH的结构相同，其结构如图2[3]所示。

4、RH钢水环流的基本流程[4]是盛有钢水的钢包在RH处理工位由液压升降装置顶升，浸没真空槽下部2个浸渍管，使真空槽内部形成密闭容器，开启真空泵，钢液上方形成真空，并在大气压力作用下，钢液被压入真空槽；在其中1个浸渍管内吹入氩气或氮气，使局部区域的钢水密度降低，钢水会在这个浸渍管里不断上升，在真空槽内部高真空环境下，钢水中的C、夹杂、气体被迅速脱去，然后会在另一个浸渍管里不断下降，形成钢水上下循环流动即钢水环流。在钢水循环流动的过程中，根据冶炼钢种的需要投入各种合金，或使用顶枪吹氧脱碳和升温，达到钢水精炼的目的。http://w

5、ww.gtjia.com对于150tRH装置，通过水模型试验经过厘归得到钢液的环流量(t／min)计算式[5]为Qlp＝0．0291Qg0.323Du0.65Dd0.84式中：Q为提升气体流量，L／min；Du和Dd分别为上升管和下降管内径，cm。RH环流量随提升气体流量、上升管和下睛管内径的增加而增加，且下降管内径Dd对环流量的影响比上升管内径Du大[6]。2单浸渍管结构RH为了增加常规RH的循环流量，有人建议将双浸渍管合为1个浸渍管，以增大环流截面积。这样常规的RH就变成了单浸渍管RH。日本新日铁八藩钢厂和君津钢厂已经商

6、业化应用了1种新型的高效精炼设备——REDA(RevolutionaryDegassingActivator)，它采用大直径单浸渍管，同时钢包底吹氩，结构如图3[7]所示。READ法中，钢水ω(C)在15～20min内就可降低到10×10﹣6，然后可以毫无停滞地降低到4×10﹣6，如图4[7]所示。此外，REDA的脱氢和夹杂物去除功能也得到改善[8]。由于REDA气泡活性表面大，吹气位置深，吹氩流量减少，吹氩流量和DH相当，远比RH少，但脱碳能力远优于DH，和RH相当，因此真空槽壳体更轻[9]。http://www.gtji

7、a.com北京科技大学、长城特殊钢公司和北京冶金设计研究院合作，将长钢的1台20世纪60年代建造、已准备报废的RH装置改造成1种新型的炉外精炼设备——单嘴精炼炉，并已申请了专利[10]。主要在以下2方面作了改造：1)将RH上升管和下降管改造成单嘴型，增加了环流量，方便了操作；2)将RH浸渍管内环吹氩改为从钢包底部透气砖偏心吹氩，增大了氩气泡上升路径，大大加强了搅拌，促进了钢液循环。采用电弧炉不加铝终脱氧出钢和单嘴炉真空碳脱氧加硅、铝沉淀脱氧工艺，可使轴承钢ω(O)达到10×10﹣6～20×10﹣6。3双椭圆浸渍管结构RH对于

8、常规RH，研究表明，增大RH浸渍管内径，RH循环流量增大，对钢包内钢水的温度和成分的均匀、钢水脱碳速度的提高均有好处，但受钢包内径尺寸及真空室尺寸的限制，浸渍管直径不可能无限增大，且在设备设计时，浸渍管内径基本已到上限，无法再进一步扩大。因此，在浸渍管尺寸横向保持不变的情况下，增加其纵向尺