RH真空精炼炉工艺及设备概述

RH真空精炼炉工艺及设备概述

精炼是将转炉或电炉初炼后的钢水转移至另一个反应器进行进一步处理的过程，也称为二次精炼。其主要目的是将传统炼钢工艺分为两步，即初炼和精炼。初炼阶段是在氧化性气氛下完成钢水的熔化、脱磷、脱碳以及合金化，而精炼阶段则是在真空环境或惰性气体/控气氛条件下进行深度脱碳、脱气、脱氧、去除夹杂物及夹杂物的变性处理，还包括成分调整、温度控制等，以优化工艺、改善产品结构、开发高附加值产品，并实现节能降耗、降低生产成本、提高经济效益。

RH真空精炼技术发展历程

RH真空精炼技术起源于20世纪50年代。1957年，阿尔贝德公司首次申请了钢水真空精炼脱气法的专利，标志着真空脱气法的发展开端。1958年，德国莱茵公司与赫拉乌斯真空泵厂合作成功进行了工业化生产试验，并取得了显著效果。1959年，德国冶金协会正式命名为RH技术。日本在这一技术的发展中处于领先地位，新日铁公司在1972年发明了RH-OB工艺，能够有效提升铝的作业效果。到了80至90年代，日本川崎公司发明了RH-KTB工艺，实现了二次燃烧和吹氧脱碳功能，并结合KPB（MFB）顶枪技术进行脱硫处理，使得钢水中的碳含量能够降至20ppm以下。中国的RH技术发展始于90年代，目前大多数中大型钢厂已经配备了RH炉。

RH真空精炼工艺简介

1. 钢水转运：待处理的钢水包由行车吊运至RH钢包台车上，钢包台车移动至位于真空槽下方的处理位置。操作人员根据钢液的高度来判断位置，然后将钢包台车顶升至预定高度。

2. 测温和取样：操作员对钢水进行测温、取样、定氧等操作。

3. 真空处理：钢包台车由液压缸继续顶升，将真空槽内的浸渍管插入钢水，并达到预定深度。此时，浸渍管开始以预定流量吹入氩气，并启动真空泵。根据设定的抽气曲线，真空泵进行工作，钢水开始在真空环境下进行处理。

4. 脱气和脱碳：在规定的时间和低压条件下，真空脱气操作持续进行，以达到脱气目标。脱碳过程通过循环脱气，使钢水中的碳与氧反应形成一氧化碳，并通过真空泵排出。若钢水中的氧含量不足，操作员可通过顶枪吹氧补充氧气以加速脱碳。脱碳结束后，钢水通过添加铝进行脱氧。

5. 添加合金料：脱氧完成后，合金料通过真空料斗加入真空槽。此时，钢水的温度、定氧和化学成分会进行再次测量和调整。

6. 结束操作：处理完毕后，真空泵系统按顺序关闭，真空槽恢复大气压，钢包台车下行至轨道上。

7. 钢水后处理：钢包台车继续向保温剂工位移动，进行氩气吹气和保温剂添加，最终钢包台车移至吊包位置，通过行车将钢包吊至连铸大包回转台。

RH真空精炼主要设备

1. 真空槽：钢水冶金反应发生在砌有耐火衬的真空槽内。真空槽的下部配有两条耐火衬的浸渍管，一条为上升管，一条为下降管。上升管不断向钢液吹入氩气，产生较高的静压差，促使钢水流动至下降管，并在真空槽内循环反复。

2. 钢包提升系统：钢包台车、钢包升降装置和液压站共同组成了钢包提升系统。通过液压缸驱动顶升框架，能够将钢包台车及钢包整体顶升，使真空槽的浸渍管插入钢包内进行处理。

3. 真空泵系统：真空泵系统主要由蒸汽喷射泵、冷凝器和多级泵串联组成。喷射泵通过将工作蒸汽与被抽气体混合，实现高效的气体抽取。冷凝器用于将蒸汽中的可凝性部分分离排除，减轻后续泵的负担。

4. 加料系统：合金料通过真空料斗加入真空槽，以调节钢水的成分。

5. 顶枪与预热枪：顶枪在RH炉中扮演着多个重要角色，包括化冷钢、真空槽烘烤、加铝升温以及吹氧脱碳等。预热枪则主要用于真空槽的预热和烘烤工作。

通过以上步骤和设备，RH真空精炼工艺能够有效提高钢水的质量，确保钢水成分的精确控制，进而提升钢铁产品的性能和附加值。