提高RH浸漬管、環流管耐材壽命的研究

湯海明

摘要：針對河鋼邯鋼250噸RH真空爐耐材使用壽命偏低，影響品種鋼兌現的問題，通過對下線槽體浸漬管、環流管耐材侵蝕出現環縫及磚型等方面分析，提出了對浸漬管上部環流管平整相接的兩環磚改為相互交叉的兩環磚的改進方案；闡述了從槽體上線前在待機位烘烤至900度，通過不同階段對溫度進行控制等方面所采取的措施，提高了RH浸漬管、環流管的壽命。

關鍵詞：RH耐材壽命；浸漬管；環流管；砌筑優化

河鋼邯鋼邯寶煉鋼廠RH精煉爐是一座標準型雙工位帶頂槍的250t RH真空精煉裝置，真空槽本體設計為分體式，主要由熱彎管、上部槽、下部槽、浸漬管、環流管組成，整個真空槽系統中侵蝕最快的部位為浸漬管、環流管，浸漬管的壽命高低直接制約著品種鋼產量的兌現。自投產以來真空槽耐材使用壽命偏低，尤其在2016年2—4月份3個月期間穿鋼4次，最低壽命46爐，最高壽命66爐，直接影響公司品種鋼合同的兌現，隨著公司汽車板的提檔上量，對RH爐真空槽浸漬管的壽命要求越來越高，為減少對生產的沖擊，浸漬管、環流管壽命的提高迫在眉睫。

1 工藝及設備組成

RH處理鋼水時先通過液壓系統將鋼包車頂升至鋼水淹沒浸漬管，浸漬管插入鋼水后，真空泵開始抽真空，槽內和槽外形成壓差，鋼液就從浸漬管上升到與壓差相等的高度（即所謂的提升高度）。與此同時，從上升管下部約三分之一處吹入驅動氣體（Ar或N2），該氣體由于受熱膨脹和壓力降低，引起等溫膨脹，氣泡體積成倍增加，使鋼液比重變小，從而驅動鋼液上升，使其像噴泉一樣向真空槽噴出。隨著氣泡的破裂，鋼水成為細小的液滴，使脫氣表面積大大增加（20～30倍），加速了脫氣過程。氣體自鋼液內析出，被抽走，而脫氣后的鋼水由于重量的差異，經下降管返回鋼包。未經脫氣的鋼液又不斷從上升管進入真空槽，從而形成連續循環過程。

當真空槽內壓力為133pa時，鋼水的循環高度為1.33米，鋼水在真空槽內的熔池高度約0.5m，（圖1RH真空槽示意圖），可以看出鋼水在循環過程中對浸漬管、環流管區域沖刷嚴重，隨著煉鋼爐數的增加，沖刷次數的增多使得在浸漬管、環流管處穿鋼，槽體異常下線。

圖1RH真空槽示意圖 圖2浸漬管、環流管連接處穿鋼

2 穿鋼原因分析

槽體下線后對浸漬管解體分析，浸漬管壽命低的主要原因分析如下：

1）、由于在每爐鋼冶煉過程中浸漬管直接插入鋼水500mm，在鋼水循環過程中浸漬管內耐火磚在鋼水處理過程，由于受鋼水沖擊力的影響逐漸下沉，從而在環流管和浸漬管接縫處產生縫隙。鋼水在冶煉過程中不斷沖擊縫隙處磚體，使磚體侵蝕嚴重，在浸漬管和環流管處產生較大和較深的環縫，從而縮短浸漬管的使用壽命。

2）、環縫出現后，現場噴補維護人員在操作過程中對侵蝕部位不能直接觀察，導致環縫逐步擴大。環縫表現明顯后，噴補時不能很好的彌補環縫，以致環縫變寬變深，最終導致從環縫處穿鋼。

3）、環流管預組生產中存在的環面不平整情況導致環流管砌筑時火泥灰縫過大。由于磨床等機械設備的差別，環流管預組生產以及環流管與浸漬管對接面加工時，存在環面不平整情況。現場砌筑過程中會出現火泥灰縫過大的現象，而火泥與磚相比不耐鋼水沖刷侵蝕，在精煉過程中鋼水通過侵蝕火泥，導致環縫逐步變深，最終穿鋼。

浸漬管、環流管耐材材質為電熔再結合鎂鉻磚Cr20

理化指標

3 方案實施及改進

為了提高浸漬管、環流管的使用壽命，針對以上原因，最終與耐材廠多次探討溝通，確定方案：

1）環流管兩環磚由平整相接調整為交叉相接，由單磚砌筑調整為整體砌筑。環流管平整相接的兩環磚改為相互交叉的兩環磚，可以避免環流管兩環磚之間出現環縫，而且兩環磚交叉相接可以提高環流管的整體性，在鋼水處理過程中可有效降低鋼水沖擊造成磚體下沉的形變量，達到減輕浸漬管和環流管接縫處的縫隙寬度，延長浸漬管使用次數。

2）環流管兩環磚按照預組編號進行整體砌筑，可以較好的控制火泥灰縫的大小，降低環縫出現的幾率，噴補工在噴補過程中減少盲區。在噴補過程中嚴格標準化操作，每爐鋼冶煉完成后，噴補工要對浸漬管、環流管狀態進行檢查，對薄弱環節進行重點維護，對浸漬管噴補要嚴格執行熱、快、薄的原則進行維護。對于浸漬管外部鋼殼頸部要定期使用紅外線打點儀進行打點、測溫，溫度高于規定標準要采用風冷措施進行降溫，防止穿鋼。

3）真空槽砌筑好后要吊至預熱位烘烤，烘烤溫度要嚴格按照烘烤曲線進行烘烤，將溫度升至900°，保溫24小時，確保槽子移室后磚接觸鋼水不炸裂。

4 結論

（1）河鋼邯鋼邯寶煉鋼廠RH精煉爐浸漬管、環流管平均壽命由原來的78爐提高到目前95.4爐。

（2）真空循環時間由最初的2300分鐘提高到了3100分鐘，減少了槽體下線次數，提高了RH精煉爐的作業率，為冶煉汽車板、家電板、管線鋼等高附加值鋼種提供了有利保障。

參考文獻：

[1]成國光，蕭忠敏，姜周華等，新編鋼水精煉暨鐵水預處理1500問。中國科學技術出版社，2007年03月。

（作者單位：河鋼邯鋼集團邯寶煉鋼廠）