宣鋼RH真空精煉爐設備優化助力特鋼開發

邢萬里

摘 要：介紹了宣鋼RH真空爐設備的主要工藝參數和設備組成，對其真空系統、喂絲系統、噴補系統3個關鍵環節進行設備優化，以保障特鋼品種開發。

關鍵詞：RH精煉爐；設備優化；特鋼

0 引言

隨著對RH真空精煉爐各項技術的不斷研究、完善和發展，其精煉功能不斷提高，主要表現在精煉功能強、處理能力大、處理周期短、處理后鋼水潔凈度高等特點，成為世界上最重要的爐外精煉裝備之一。

宣鋼RH真空精煉爐由上海寶鋼工程技術有限公司總體設計安裝，屬于兩車兩位型雙工位，設計能力為年產165萬t，于2015年投產。投產后，RH真空精煉爐主要承擔GCr15軸承鋼、35MnBH履帶鋼等特鋼的生產冶煉。

1 宣鋼RH真空精煉爐工藝設備概述

1.1 工藝流程簡介

待處理鋼水包由天車吊運至RH鋼包臺車上，鋼包臺車開到位于真空槽下方的處理位置，由人工判定渣面和浸漬管接觸，隨后自動頂升到預定高度。

進行測溫、取樣、定氧等操作。

上升浸漬管以預定的流量吹入氬氣。隨著浸漬管完全浸入鋼液，真空泵啟動。與此同時，鋼包臺車被液壓缸再次頂升，將真空槽的浸漬管浸入鋼水并到預定的深度。

各級真空泵根據預先設定的抽氣曲線進行工作。

真空脫氫處理：在規定時間及規定低壓條件下持續進行循環脫氣操作，以達到脫氫的目標值。

真空脫碳處理：循環脫氣將持續一定時間以達到脫碳的目標值。在脫碳過程中，鋼水中的碳和氧反應形成一氧化碳并通過真空泵排出。如鋼中氧含量不夠，可通過頂槍吹氧提供氧氣。脫碳結束時，鋼水通過加鋁進行脫氧。

鋼水脫氧后，合金料通過真空料斗加入真空槽。

對鋼水進行測溫、定氧和確定化學成份。

鋼水處理完畢，真空泵系統依次關閉，真空槽復壓，重新處于大氣壓狀態，鋼包臺車下降至臺車軌道。

上升浸漬管自動由吹氬切換為吹氮。

鋼包臺車開至加保溫劑工位，投入保溫劑并吹氬喂絲。

鋼包臺車開到主跨。行車把鋼包吊運至連鑄大包回轉臺。

1.2 設備組成

（1）鋼包臺車系統：鋼包臺車系統共2套，主要由鋼包臺車、鋼包升降裝置、鋼包升降液壓站、手動測溫取樣裝置、喂絲裝置、保溫劑投入裝置、自動吹氬裝置和浸漬管維修臺車等組成。

（2）真空槽系統：真空槽是鋼液進行真空脫氣的反應容器，由真空槽本體和浸漬管組成。

（3）真空排氣系統：真空排氣系統由主抽氣管道裝置、真空泵和冷凝器、汽水系統、回水系統等4大部分組成。使用蒸汽和冷凝水作為主要工作介質，為鋼水處理提供真空環境，從而實現鋼水循環脫氣、脫碳、化學升溫等冶金功能。

（4）合金加料系統：合金料倉用于儲存RH處理中所需的鐵合金料，碳，鋁等，共有20個料倉，稱量料斗位于料倉系統的下方，共5個稱量料斗，每個稱量料斗對應4個合金料倉。

（5）頂槍系統：頂槍系統由頂槍槍體、頂槍升降裝置和頂槍控制閥站等組成，安裝在RH處理工位真空槽上方，2個處理位各設1套。

（6）維修輔助系統：維修輔助系統由真空槽烘烤裝置和浸漬管更換臺車組成。真空槽烘烤裝置即預熱槍系統，其安裝在維修區真空槽烘烤臺架上，共2套。浸漬管更換臺車設置在維修區真空槽修砌平臺下方，由齒輪減速電機驅動車輪在鋼軌上行走。

2 設備優化改造

RH真空精煉爐投產后，針對生產過程中存在的設計完善及無法滿足現場工況等一些問題，我們將真空排氣系統、喂絲系統、噴補系統3個關鍵環節進行設備優化改造，以保障公司特鋼品種開發順利推進。

2.1 真空排氣系統

移動彎管用于2個工位的抽氣管道與氣冷器之間的連接，通過走行實現2個工位的切換，彎管帶升降功能，在走行前通過頂升使移動彎管和抽氣管道脫離，走行定位完成后再下降連接。原設計行走及升降均為獨立液壓驅動，布置在移動彎管小車上，且均無備用液壓站那。使用一段時間以來，受熱輻射及蒸汽影響，出現液壓管路受損、液壓站元件壽命短問題，需將行走、升降液壓站整合并設置備用液壓站，并將液壓系統從車上移到車旁，延長液壓元件壽命、提高系統穩定性。

經過研究及可行性分析，我們將液壓站進行重新設計并優化完善：①將兩液壓站整合成一套獨立液壓站，設置在小車旁行進路線上，油箱容積0.6L；②液壓站設置一用一備雙齒輪泵驅動（電機均為4kW）；③兩泵要保證可單獨驅動行走及升降系統運行；④液壓站需設置調壓及調速功能，設置液位計、壓力表。

2.2 鋼包臺車系統

喂絲是RH精煉爐重要工藝，原喂絲機設計無法滿足工藝需求，且崗位操作、設備維護不便，需喂絲導管進行改造。喂絲機原設計為四路兩出喂絲，兩路喂絲導管由氣缸驅動控制升降進行喂絲操作。而實際在特鋼生產冶煉時，經常需要喂入多種絲線，頻繁換線操作不便且影響生產節奏，其次兩路喂絲一旦其中一路出現問題勢必嚴重影響喂絲工藝。為了解決喂絲機存在的問題，我們將原兩路喂絲導管改造成四路喂絲，同時導管下部增加便于更換的喂絲套管，這樣就省去了升降喂絲導管的操作，避免了升降系統故障帶來的影響工藝隱患。

2.3 維修輔助系統

鋼水真空處理及清渣過程都將對浸漬管內外表面的耐材有腐蝕和物理破壞，通過地面配備的噴補車，可對浸漬管內外表面的耐材在熱狀態下進行在線修補，RH每次處理后都將對浸漬管進行內噴補。由于現場工況差及原設計噴補車電氣故障頻發，經常影響到浸漬管在線修補。針對存在的問題，為保障在線噴補作業，提高耐材壽命，我們設計制作了一臺人工噴補車，該噴補車具備行走、升降、旋轉功能。當生產過程中電動噴補車出現故障時，可及時利用人工噴補車完成浸漬管修補作業，由2人操作便可完成整個噴補過程。

3 結束語

RH真空精煉技術已成為提高產品質量、降低成本、擴大品種，提高煉鋼生產能力，優化煉鋼生產工藝的重要手段。本著實現RH真空精煉爐高效化生產、設備長壽命管理的理念，我們對RH設備提出了行之有效的優化改進，為宣鋼高潔凈度特鋼開發、提高冶金質量創造了有利條件。

參考文獻

[1]張鑒RH循環真空除氣法的新技術[J].煉鋼，1996，（2）：31-35.

[2]聞邦椿.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2010.

（作者單位：河鋼集團宣鋼公司）