煉鋼廠RH爐工藝與裝備分析

黃利興河鋼集團(tuán)邯鋼公司三煉鋼廠

煉鋼廠RH爐工藝與裝備分析

黃利興
河鋼集團(tuán)邯鋼公司三煉鋼廠

本文主要介紹河鋼集團(tuán)邯鋼公司三煉鋼廠RH精煉爐采用的工藝與裝備，鋼鐵行業(yè)面臨全面虧損的背景下，RH精煉法對(duì)邯鋼三煉鋼廠的生存與發(fā)展具有重要意義。

RH精煉爐；工藝；裝備；RH精煉法

1　前言

為提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和提高經(jīng)濟(jì)效益，河鋼邯鋼公司三煉鋼廠于2006年投建一座120tRH真空精煉爐，三煉鋼廠形成：鐵水預(yù)脫硫處理-轉(zhuǎn)爐煉鋼-LF爐白渣處理-RH真空處理—板坯連鑄生產(chǎn)模式。經(jīng)過幾年的生產(chǎn)研發(fā)，現(xiàn)在三煉鋼廠經(jīng)RH爐生產(chǎn)的鋼種主要有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、管線鋼、低合金鋼和超低碳鋼。

2　RH概述

RH精煉全稱為RH真空循環(huán)脫氣精煉法，RH系統(tǒng)設(shè)備是一種用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的鋼水二次精煉工藝裝備。整個(gè)鋼水冶金反應(yīng)是在砌有耐火襯的真空槽內(nèi)進(jìn)行。真空槽下部是兩個(gè)帶耐火襯的浸漬管，上部裝有熱彎管。被抽氣體由熱彎管經(jīng)氣體冷卻器至真空泵系統(tǒng)排到廠房外。

鋼水處理前，先將浸漬管浸入待處理的鋼包鋼水中。當(dāng)真空槽抽真空時(shí)，鋼水表面大氣壓力迫使鋼水從浸漬管流入真空槽內(nèi)(真空槽內(nèi)大約0.67mbar時(shí)可使鋼水上升1.48m高度)。與真空槽連通的兩個(gè)浸漬管，一個(gè)為上升管，一個(gè)為下降管。由于上升管不斷向鋼液吹入氬氣，相對(duì)沒有吹氬的下降管產(chǎn)生一個(gè)較高的靜壓差，使鋼水從上升管進(jìn)入并通過真空槽下部流向下降管，如此不斷循環(huán)反復(fù)。在真空狀態(tài)下，流經(jīng)真空槽鋼水中的氬氣、氫氣、一氧化碳等氣體在鋼液循環(huán)過程中被抽走。同時(shí)，進(jìn)入真空槽內(nèi)的鋼水還進(jìn)行一系列冶金反應(yīng)，如此循環(huán)脫氣精煉使鋼液得到凈化。

經(jīng)RH處理的鋼水優(yōu)點(diǎn)明顯:合金基本不與爐渣反應(yīng)，合金直接加入鋼水之中，收得率高；鋼水能快速均勻混合；合金成分可控制在狹窄的范圍之內(nèi)；氣體含量低，夾雜物少，鋼水純凈度高；還可以用頂槍進(jìn)行化學(xué)升溫的溫度調(diào)整，為連鑄機(jī)提供流動(dòng)性好、純凈度高、符合澆鑄溫度的鋼水，以利于連鑄生產(chǎn)的多爐連澆。

3　RH爐主要設(shè)備組成及用途

邯鋼三煉鋼廠120tRH精煉爐采用雙工位布置四臺(tái)車平移的分體真空室結(jié)構(gòu),主要由合金加料系統(tǒng)、頂槍系統(tǒng)、預(yù)熱槍系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、真空槽系統(tǒng)、真空槽移送車、測(cè)溫定氧取樣裝置、鋼包臺(tái)車系統(tǒng)、鋼包升降系統(tǒng)、浸漬管維修臺(tái)車、真空加料裝置、保溫劑投入裝置、喂絲吹氬裝置和維修區(qū)設(shè)備等構(gòu)成。

3.1合金加料系統(tǒng)

合金加料裝置主要由合金料倉、稱量料斗、投料皮帶機(jī)、卸料車組成，是RH真空精煉裝置的主要系統(tǒng)組成之一。該裝置負(fù)責(zé)向鋼水內(nèi)添加各種合金和輔料，對(duì)鋼水成分的調(diào)節(jié)起著關(guān)鍵性作用。

3.2頂槍、預(yù)熱槍系統(tǒng)

3.2.1頂槍系統(tǒng)

頂槍升降裝置主要由傳動(dòng)裝置、支架、升降小車、張緊裝置、密封通道、軟管組等部分組成，安裝在真空槽處理位上部，用于頂槍槍體夾持，并帶動(dòng)頂槍槍體升降。

3.2.2預(yù)熱槍系統(tǒng)

預(yù)熱槍升降裝置主要由傳動(dòng)裝置、支架、升降小車、從動(dòng)鏈輪箱、旋轉(zhuǎn)裝置、軟管組等部分組成，安裝在真空槽預(yù)熱位上部，用于預(yù)熱槍槍體夾持，并帶動(dòng)預(yù)熱槍槍體旋轉(zhuǎn)和升降。

3.3真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)是RH精煉的最關(guān)鍵設(shè)備，分成主輔兩個(gè)子系統(tǒng)。主泵子系統(tǒng)由B1增壓泵+B2增壓泵+B3增壓泵+C1冷凝器+S4a噴射泵+C2冷凝器+S5a噴射泵+C3冷凝器等構(gòu)成。輔泵子系統(tǒng)由S4a、S4b噴射泵+C2冷凝器+S5a、S5b噴射泵+C3冷凝器等構(gòu)成。由于場(chǎng)地限制，邯鋼公司三煉鋼廠RH爐的冷凝器C2、C3為主輔子系統(tǒng)共用；并在S4b和S5b的進(jìn)氣管處設(shè)置有切斷閥，以防止主輔子系統(tǒng)串通。

主泵子系統(tǒng)主要用于達(dá)到真空系統(tǒng)在600kg/h抽氣量下，67Pa真空度的指標(biāo)，以滿足RH處理后期高真空的要求；而輔泵子系統(tǒng)則用于增加從大氣壓至8.9kPa的區(qū)間的抽氣量，以縮短真空系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間和低真空下吹氧的需要，滿足生產(chǎn)的要求。

3.4真空槽系統(tǒng)

真空槽裝置主要由熱彎管、上部槽、下部槽和浸漬管組成，該系統(tǒng)是RH關(guān)鍵設(shè)備，真空系統(tǒng)正常運(yùn)行的真空度的保證、精確和充分的合金化冶煉反應(yīng)的正常進(jìn)行都與其密切相關(guān)。帶浸漬管的下部槽在工作時(shí)就是反應(yīng)容器，既有鋼水內(nèi)合金反應(yīng)，又有鋼水中析出的氣體或C的反應(yīng)；而熱彎管作為反應(yīng)氣體或反應(yīng)物通道對(duì)防止高溫反應(yīng)物進(jìn)入氣體冷卻器和煙道閥門甚至真空泵系統(tǒng)起到很好的保護(hù)作用。氬氣作為鋼水環(huán)流必須載氣被送到上升管內(nèi)，氮?dú)夂蛪嚎s空氣作為保護(hù)氣體也通過管道發(fā)送到槽上用氣點(diǎn)，由于真空槽是高溫反應(yīng)爐，所以其與外界或內(nèi)部連接法蘭都是水冷法蘭，冷卻水通過管道被發(fā)送到用戶點(diǎn)。

3.5真空槽移送車

真空槽移送臺(tái)車由車體、傳動(dòng)裝置、車輪組件、夾緊裝置、車體隔熱裝置、手動(dòng)干油集中潤滑系統(tǒng)、拖鏈裝置、行程定位裝置等部分組成，由于現(xiàn)場(chǎng)是雙工位精煉，設(shè)有兩個(gè)處理工位和四個(gè)待機(jī)位，真空槽移送臺(tái)車用于將真空槽連同上部的熱彎管在處理工位和待機(jī)工位之間移送。

3.6鋼包臺(tái)車系統(tǒng)

鋼包車的主體部分由車架、主動(dòng)走行裝置、從動(dòng)車輪組、接渣盤、護(hù)罩、掃軌器、緩沖器、牽引臂、吹氬裝置等分組成，鋼包臺(tái)車的作用是運(yùn)送鋼包到預(yù)定的位置，受包位、處理位和喂絲位。

3.7鋼包升降系統(tǒng)

鋼包升降系統(tǒng)由鋼包升降裝置和液壓系統(tǒng)組成，主要有升降油缸、升降框架和導(dǎo)軌、行程檢測(cè)部件、行程開關(guān)部件，液壓主泵、控制泵裝置、循環(huán)泵裝置、油箱裝置、循環(huán)過濾裝置、控制閥臺(tái)等。當(dāng)鋼包臺(tái)車運(yùn)送鋼包至處理位置并確認(rèn)已準(zhǔn)確定位后，鋼包升降液壓系統(tǒng)控制和驅(qū)動(dòng)鋼包升降裝置中的液壓缸和升降框架上升，進(jìn)而帶動(dòng)鋼包車和位于鋼包車上的鋼包共同上升至浸漬管進(jìn)入鋼水液面約400mm后停止，進(jìn)行真空脫氣處理。真空脫氣處理完成后，鋼包升降液壓系統(tǒng)控制液壓缸使鋼包下降至鋼包臺(tái)車上，液壓缸和升降框架繼續(xù)下降至油缸下限位置后停止，鋼包臺(tái)車運(yùn)送鋼包離開處理位置。

3.8浸漬管維修臺(tái)車

浸漬管維修設(shè)備由移動(dòng)臺(tái)車、噴補(bǔ)機(jī)及升降臺(tái)等組成，用于修補(bǔ)浸漬管內(nèi)外表面和清除浸漬管外表面浮渣。

3.9真空加料裝置

真空加料裝置由真空鎖、加碳料斗、加鋁料斗三部分組成，在RH真空處理期間往真空槽里加入合金料，對(duì)RH設(shè)備處理的鋼水進(jìn)行合金調(diào)整。

4　結(jié)語

RH精煉法研發(fā)的高品質(zhì)鋼種為河鋼邯鋼公司的生存和發(fā)展提供了產(chǎn)品保障，三煉鋼廠120tRH精煉爐為邯鋼公司研發(fā)新產(chǎn)品提供了設(shè)備保障。在我國眾多鋼鐵企業(yè)面臨生存危機(jī)的背景下，邯鋼三煉鋼廠生產(chǎn)的高品質(zhì)，高技術(shù)含量和高附加值的鋼材滿足國內(nèi)外產(chǎn)品需求，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。