120trh真空精炼过程数学物理模拟

《120trh真空精炼过程数学物理模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、武汉科技大学硕士学位论文绪论近年来，我国石油、汽车、国防工业等产业发展迅速，国家基础建设力度加强，使我国对钢产品的需求大幅增加，这也刺激了社会资本对钢铁产业的投资。于是，各大钢铁企业连年增产，新建钢铁厂源源不绝，这直接导致了现阶段我国钢铁产能过剩，钢企亏损的局面。为了应对当前的不利局势，各大钢企投入了更多的精力用于新技术的开发研究及冶炼过程工艺参数的优化，以求达到提高钢产品质量，提高生产率，从而降低生产成本的目的。炉外精炼技术作为提高钢产品质量常用手段，被广大钢铁企业所青睐。所谓的炉外精炼，就是将本来在常规冶炼炉（转炉或者电炉）中实现的精炼[1,2]任务，转移到钢包或其他特有的容器中

2、进行的炼钢工艺。经过炉外精炼处理不仅提高了钢产品质量，缩短了钢液的冶炼时间，在优化工艺流程以及降低生产成[3]本等方面，炉外精炼也具有十分重要的作用。随着市场对钢材质量要求的提高，为了保证自己的产品在激烈的市场竞争中保持足够的竞争力，各国钢铁企业加大了炉外精炼技术研究投入，并且都配备了相应的炉外精炼设备。目前已经在生产[4]实践中得到应用有四十余种精炼方法，其中RH法、LF法、CAS法、AOD法VD法应用较为广泛。RH法以其生产能力大，处理周期短，精炼处理效果好，操作简便等一系列优[5]点，被许多钢铁企业采用，并对其进行了进一步开发研究。现如今，RH法已经发展成为真空精炼技术的主流。

3、1万方数据武汉科技大学硕士学位论文第1章文献综述1.1RH的产生及其原理RH法是由联邦德国鲁尔钢铁公司(Ruhrstahl)以及海拉斯公司(Hereaeus)联合开发的，故简称RH法。我国于1965年引进了RH精炼技术，并有包括大冶钢厂、武钢、宝钢在内的多家钢铁企业先后采用。[5,6]RH处理过程钢液循环原理与“气泡泵”作用原理相似，如图1.1所示。真空室下部环流管按照浸入深度插入钢包钢液后，启动真空泵对真空室抽真空，真空室内、外的压差会使钢包钢液从环流管上升到压差对应的循环高度，此时从上升管下部气孔通入驱动气体（一般为氩气），气泡由于受热及压降而体积膨胀，并在浮力作用下上浮，带动上

4、升管钢液向上运动，进入真空室，真空室钢液在重力作用下自下降管返回钢包，钢包内钢液又不断从上升管进入真空室，从而形成连续循环流动，达到精炼钢液的目的。图1.1RH法工作原理简图1.2RH的冶金功能及冶金效果RH问世之初的主要功能是脱氢，随着RH真空精炼技术的工业实践及发展，现在的RH精炼装置已经具备了十余项冶金功能，如图1.2。2万方数据武汉科技大学硕士学位论文脱氢板材、线材脱氮脱气脱氧电磁材料及低碳RH钢等自然脱碳真空用于轧制薄板、厚板精温度和成分调整炼碳素钢升温的冶吹氧强制脱碳不锈钢、IF钢等极金功微碳钢能脱气精炼喷粉去夹杂高合金钢、不锈钢脱氧脱磷脱硫图1.2现阶段RH真空精炼的冶

5、金功能脱氢：RH技术脱氢效果十分明显，脱氢率达50%~80%。正常情况下经过RH处理20min左右就可以将钢液氢含量降低到2ppm以下，采用延长处理时间，提高[7]钢液的循环流量等手段甚至可以将钢液氢含量降低到1ppm以下。脱碳：RH技术具有很强的脱碳能力。RH强制脱碳技术能够在很短的处理周期(20min左右)内将钢液的碳含量降到极低水平，一般可以达到15ppm以下，能够满足超低碳钢的生产要求。脱氧：RH技术主要是通过钢液中碳与氧的反应来去除钢液中的溶解氧，也可以采用添加铝或其他脱氧剂进行脱氧。RH真空（有渣）精炼后钢液中的全氧含量不高于20ppm，与LF法配合甚至可以将钢液中的全氧

6、含量降低到10ppm以下。脱氮：RH技术脱氮能力不强，脱氮效果较差。即使在钢液原始氮含量较高时，脱氮率也仅有10%~20%，而且仅在强脱氧、大氩气流量、低真空度等高强度条件下，才能达到20%左右的脱氮率。脱硫：利用RH技术的喷粉功能，通过向真空室内添加脱硫剂的方法，可以将钢液中的硫含量降低到12ppm~15ppm。新日铁大分厂采用的RH内喷射法，通过[7]向装置内喷吹CaO-CaF2-系脱硫剂成功地将钢液硫含量控制到了5ppm以下。成分控制：通过喷粉技术向真空室内多次加入合金，可以将碳、硅、锰的成[6,7]分精度控制在±0.015%水平。升温：RH处理过程钢液升温主要是利用吹氧条件下

7、铝的氧化放热。新日铁名3万方数据武汉科技大学硕士学位论文古屋厂的RH-OB装置利用铝放热能够获得4℃/min的升温效果。1.3RH的发展概况问世50余年来，RH精炼技术已经由设计之初的去除钢液中的氢及非金属夹杂物发展到如今具有脱碳、脱氧、成分控制、吹氧升温、脱磷硫和改变夹杂物形态等冶金功能的多功能二次精炼装置。[4-8]RH精炼技术的多样化发展主要体现在吹氧和喷粉两方面，主要包括以下几种技术：RH-O真空吹氧技术1969年，联邦德国蒂森钢铁公司恒尼西厂的F