炼钢厂RH炉工艺与装备分析

黄利兴河钢集团邯钢公司三炼钢厂

炼钢厂RH炉工艺与装备分析

黄利兴
河钢集团邯钢公司三炼钢厂

本文主要介绍河钢集团邯钢公司三炼钢厂RH精炼炉采用的工艺与装备，钢铁行业面临全面亏损的背景下，RH精炼法对邯钢三炼钢厂的生存与发展具有重要意义。

RH精炼炉；工艺；装备；RH精炼法

1　前言

为提高产品质量，增强市场竞争力和提高经济效益，河钢邯钢公司三炼钢厂于2006年投建一座120tRH真空精炼炉，三炼钢厂形成：铁水预脱硫处理-转炉炼钢-LF炉白渣处理-RH真空处理—板坯连铸生产模式。经过几年的生产研发，现在三炼钢厂经RH炉生产的钢种主要有优质碳素结构钢、管线钢、低合金钢和超低碳钢。

2　RH概述

RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法，RH系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行。真空槽下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管。被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外。

钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包钢水中。当真空槽抽真空时，钢水表面大气压力迫使钢水从浸渍管流入真空槽内(真空槽内大约0.67mbar时可使钢水上升1.48m高度)。与真空槽连通的两个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管。由于上升管不断向钢液吹入氩气，相对没有吹氩的下降管产生一个较高的静压差，使钢水从上升管进入并通过真空槽下部流向下降管，如此不断循环反复。在真空状态下，流经真空槽钢水中的氩气、氢气、一氧化碳等气体在钢液循环过程中被抽走。同时，进入真空槽内的钢水还进行一系列冶金反应，如此循环脱气精炼使钢液得到净化。

经RH处理的钢水优点明显:合金基本不与炉渣反应，合金直接加入钢水之中，收得率高；钢水能快速均匀混合；合金成分可控制在狭窄的范围之内；气体含量低，夹杂物少，钢水纯净度高；还可以用顶枪进行化学升温的温度调整，为连铸机提供流动性好、纯净度高、符合浇铸温度的钢水，以利于连铸生产的多炉连浇。

3　RH炉主要设备组成及用途

邯钢三炼钢厂120tRH精炼炉采用双工位布置四台车平移的分体真空室结构,主要由合金加料系统、顶枪系统、预热枪系统、真空系统、真空槽系统、真空槽移送车、测温定氧取样装置、钢包台车系统、钢包升降系统、浸渍管维修台车、真空加料装置、保温剂投入装置、喂丝吹氩装置和维修区设备等构成。

3.1合金加料系统

合金加料装置主要由合金料仓、称量料斗、投料皮带机、卸料车组成，是RH真空精炼装置的主要系统组成之一。该装置负责向钢水内添加各种合金和辅料，对钢水成分的调节起着关键性作用。

3.2顶枪、预热枪系统

3.2.1顶枪系统

顶枪升降装置主要由传动装置、支架、升降小车、张紧装置、密封通道、软管组等部分组成，安装在真空槽处理位上部，用于顶枪枪体夹持，并带动顶枪枪体升降。

3.2.2预热枪系统

预热枪升降装置主要由传动装置、支架、升降小车、从动链轮箱、旋转装置、软管组等部分组成，安装在真空槽预热位上部，用于预热枪枪体夹持，并带动预热枪枪体旋转和升降。

3.3真空系统

真空系统是RH精炼的最关键设备，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。由于场地限制，邯钢公司三炼钢厂RH炉的冷凝器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600kg/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8.9kPa的区间的抽气量，以缩短真空系统的启动时间和低真空下吹氧的需要，满足生产的要求。

3.4真空槽系统

真空槽装置主要由热弯管、上部槽、下部槽和浸渍管组成，该系统是RH关键设备，真空系统正常运行的真空度的保证、精确和充分的合金化冶炼反应的正常进行都与其密切相关。带浸渍管的下部槽在工作时就是反应容器，既有钢水内合金反应，又有钢水中析出的气体或C的反应；而热弯管作为反应气体或反应物通道对防止高温反应物进入气体冷却器和烟道阀门甚至真空泵系统起到很好的保护作用。氩气作为钢水环流必须载气被送到上升管内，氮气和压缩空气作为保护气体也通过管道发送到槽上用气点，由于真空槽是高温反应炉，所以其与外界或内部连接法兰都是水冷法兰，冷却水通过管道被发送到用户点。

3.5真空槽移送车

真空槽移送台车由车体、传动装置、车轮组件、夹紧装置、车体隔热装置、手动干油集中润滑系统、拖链装置、行程定位装置等部分组成，由于现场是双工位精炼，设有两个处理工位和四个待机位，真空槽移送台车用于将真空槽连同上部的热弯管在处理工位和待机工位之间移送。

3.6钢包台车系统

钢包车的主体部分由车架、主动走行装置、从动车轮组、接渣盘、护罩、扫轨器、缓冲器、牵引臂、吹氩装置等分组成，钢包台车的作用是运送钢包到预定的位置，受包位、处理位和喂丝位。

3.7钢包升降系统

钢包升降系统由钢包升降装置和液压系统组成，主要有升降油缸、升降框架和导轨、行程检测部件、行程开关部件，液压主泵、控制泵装置、循环泵装置、油箱装置、循环过滤装置、控制阀台等。当钢包台车运送钢包至处理位置并确认已准确定位后，钢包升降液压系统控制和驱动钢包升降装置中的液压缸和升降框架上升，进而带动钢包车和位于钢包车上的钢包共同上升至浸渍管进入钢水液面约400mm后停止，进行真空脱气处理。真空脱气处理完成后，钢包升降液压系统控制液压缸使钢包下降至钢包台车上，液压缸和升降框架继续下降至油缸下限位置后停止，钢包台车运送钢包离开处理位置。

3.8浸渍管维修台车

浸渍管维修设备由移动台车、喷补机及升降台等组成，用于修补浸渍管内外表面和清除浸渍管外表面浮渣。

3.9真空加料装置

真空加料装置由真空锁、加碳料斗、加铝料斗三部分组成，在RH真空处理期间往真空槽里加入合金料，对RH设备处理的钢水进行合金调整。

4　结语

RH精炼法研发的高品质钢种为河钢邯钢公司的生存和发展提供了产品保障，三炼钢厂120tRH精炼炉为邯钢公司研发新产品提供了设备保障。在我国众多钢铁企业面临生存危机的背景下，邯钢三炼钢厂生产的高品质，高技术含量和高附加值的钢材满足国内外产品需求，提高了企业的市场竞争力。