宝钢工程RH精炼炉设备与工艺技术介绍
RH炉外精炼技术
IF钢作为无间隙原子钢要求不断降低钢中碳
含量,以提高冷轧钢板深冲性能[1- 2 ] . 这就要求RH 处理时,在生产允许的时间内把碳降至极低范围. 另一方面, RH 处理同样要求RH 脱碳后的氧含量 控制在尽可能低的程度, 以减少钢中夹杂物, 提高 IF钢性能[3- 5 ] . 因而必须研究RH 的碳氧反应, 系 统分析和研究IF钢生产的工艺制度,为此建立RH 脱碳与脱氧模型, 通过模型定量分析各工艺参数对 精炼过程及效果的影响,分析各种因素对于RH 碳 氧反应的影响,寻求最优化的生产工艺参数,强化脱 碳反应,同时满足IF 钢对质量的要求.
RH生产超低碳钢的工艺和设备
马钢的RH 主要用来生产终点w (C) < 80 ×
10 - 6 的IF 钢、无取向电工钢和冷轧深冲板等超低 碳钢种。采用的生产工艺流程为:铁水预处理→ 顶底复吹转炉→RH →(L F) →CSP 连铸连轧。对 于低碳钢RH 采用轻处理工艺,转炉不脱氧出 钢。 RH 处理容量为105～130 t ,上升管内径为 500 mm ,下降管内径为500 mm ,提升气体为氩 气,采用12 个喷嘴分两层供气,最大氩气流量为
RH2O 真空吹氧技术
• 1969 年德国蒂森钢铁公司亨利希钢厂开发了
RH2O 技术[ 8 ] ,首次用钢质水冷氧枪从真空室顶 部向真空室内循环着的钢水表面吹氧以强化脱碳 冶炼低碳不锈钢,既缩短了冶炼周期又降低了脱碳 过程中铬的氧化损失。但在工业生产中RH2O 技 术暴露出以下问题:氧枪结瘤严重,因氧枪动密封不 良而使氧枪枪位无法调整。这些问题一时无法解 决,而当时VOD 精炼技术能较好地满足不锈钢生产 的要求,所以RH2O 技术未能得到广泛运用。
供给量,因而可在[O ]较低的水平下大大加速脱碳。在钢中w (C) > 0. 03 %的高碳浓度区,KTB 法的脱碳速率常数Kc = 0. 35 ,比常规RH 法大;在 钢中w (C) > 0. 01 %的范围内,主要由吹氧来控制脱碳反应,脱碳速度随 着[O ]的增加而增加;而在钢中w (C) ≤0. 01 %下吹氧的意义就不大了。 因此,使用RH2KTB 法,转炉出钢钢水w (C) 可由0 . 03 %提高到0. 05 %,
宝钢工程RH精炼炉设备与工艺技术介绍
•宝钢工程RH工艺特点及先进性(续)
多功能顶枪喷吹燃气加热功能，同时可 以保持高槽温，防止冷钢形成；
多功能顶枪供氧与铝粉剂放热反应，实 现钢水化学升温；
采用顶枪的提升，去除真空槽槽壁粘结 的冷钢；
强合金化能力； 吹氩喂丝功能；
•工艺特点及先进性综述
分类
功能 脱 氢
脱碳
加热
自然 强制 二次 化学 去冷 脱碳 脱碳 燃烧 加热 钢
RH简介
• 可实现脱气、脱氧、脱碳、合金化、及调整钢水成 分、调整钢水温度（升温）、去除杂净化钢液、喷 粉脱硫等多重功能。
• 具有大的钢液循环速度，缩短处理时间。 • 具有与炼钢、连铸之间较高的配合率，适应灵活多
变的生产。 • 通过先进的计算机控制系统，实现电气、仪表、计
算机的三电一体化。实现生产计划和生产命令接受 处理、以及与基础自动化通讯、冶金数学模型处理 及状态跟踪等功能。
一.采用转炉-LF/RH-连铸的工艺搭配。 二.采用新型的多功能顶枪,实现吹氧脱碳,化学处理和加 热升温等工艺要求。 三.采用大抽气量的真空泵，为提高抽气速率可在末级并 联水环泵。 四.开发了热弯管技术,提高处理工艺效果和热效率 五.浸渍管采用新型的大规格,大环流量设计,提高钢水循 环速度和工艺效果 六.合理分配环流管的根数,层数和规格,提高钢水循环工 艺效果 七.合理设定合金加料口高度和槽体高度的设计.
• 发展趋势
RH真空精炼设备正在向功能多样化、设备大型化、 操作自动化及可靠连续化方向发展，成为生产超低碳钢、 硅钢、高合金钢等高附加值钢种的主要手段。可以说， 现代工业所需要的几乎所有的超纯、超低C、S钢种，均 可以用RH工艺设备来生产。
BSEE-RH充分考虑了RH精炼中各项先进的设备技术和 工艺技术，满足现代产品对高质量和高附加值的要求。
RH精炼炉工艺
RH精炼炉工艺摘要:介绍了RH的发展历史，对RH中最关键的真空系统原理进行了说明，介绍了莱钢RH的功能、设备及工艺，针对莱钢情况，对莱钢品种开发进行了探讨。
关键词: RH 原理工艺品种1 RH的历史与发展RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。
于1959年由德国人发明，其中RH为当时德国采用RH精炼技术的两个厂家的第一个字母。
真空技术在炼钢上开始应用起始于1952年，当时人们在生产含硅量在2%左右的硅钢时在浇注过程中经常出现冒渣现象，经过各种试验，终于发现钢水中的氢和氮是产生冒渣无法浇注或轧制后产生废品的主要原因，随之各种真空精炼技术开始出现，如真空铸锭法、钢包滴流脱气法、钢包脱气法等，从而开创了工业规模的钢水真空处理方法，特别是蒸汽喷射泵的出现，更是加速了真空炼钢技术的发展。
随着真空炼钢技术的开发与发展，最终RH和VD因为处理时间短、成本低、可以大量处理钢水等优点而成为真空炼钢技术的主流，70年代开始随着全连铸车间的出现，RH因为采用钢水在真空槽环流的技术从而达到处理时间短、效率高、能够与转炉连铸匹配的优点而被转炉工序大量采用。
RH从开始出现到现在40多年来，有多项关键性技术的出现，从而加速了RH精炼技术的发展。
表1为40多年来RH技术的发展情况。
表1 RH技术发展情况2 RH系统概述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的。
真空槽的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，钢水表面的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了一个较高的静压差，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。
炼钢厂RH精炼炉项目第二部分在线工艺设备
炼钢厂RH精炼炉项目技术规格书附件二设备技术规格书1．工艺设备技术规格书1.1钢包运输车（顶升钢包托盘）钢包运输车将钢包从钢水接收跨的承接位置输送到真空槽下脱气工位进行真空处理，然后送往保温剂添加工位。
本钢包运输台车最大承受输送钢包钢水的设计能力为320吨，钢包与钢水总重450吨。
该车采用电机驱动，可由机旁操作箱或主控室控制。
该车车体由框梁配高强度螺栓连成一体。
钢包放置在托盘上。
真空处理时，钢包与托盘一起被顶升。
该车两端装有紧急用拖钩，并设有车端缓冲器。
紧急情况下，可用一钢丝绳系在该车上，借助跨间的桥式起重机进行移动。
为此在该跨间需配有一钢绳滑轮。
车体内砌有耐火衬砖，万一发生跑钢可避免毁坏台车、轨道及液压升降设备。
在真空槽去渣壳时，可采用一专用支承构件，把渣罐放置钢包车上。
钢包运输台车有八个轮子，其中4个驱动轮，4个从动轮。
所用轨道型号为QU120起重机轨道。
这些轮子由锻钢制成。
该车轴承的润滑采用手动集中润滑系统。
该系统通过一手动给脂机把润滑脂由车上的分配器（它通过硬管和软管同每一轴承相连）注入到润滑点。
车子的两端各装有一闪光警灯并配备一个电子报警器。
每当车子运行时，这些报警装置进行报警。
钢包运输台车由两台鼠笼式电机驱动，电机连接联轴器、减速器和驱动轴。
速度通过变频控制。
刹车器设置位置安装在易于操作和维护之处，该刹车器的线圈与电机的控制要联锁。
钢包运输台车的电源由电缆卷筒（自动卷绕系统）来提供。
技术参数：* 车身总长约 10000mm总宽约 4800mm* 轨距 4200mm* 轮距 6700mm轮子直径约1000mm* 钢轨型号 QU120* 承载能力约255 t(包括钢水、钢包、接渣盘及冷钢) * 走行速度最大约 30m/min* 定位精度±15mm* 速度控制由变频器（VVVF）* 电源供给型式电缆卷筒、滑环转矩电动机减速机生产厂家SEW/FULANDE轴承生产厂家NSK/SKF设备估重170吨(含接渣盘)1.2钢包液压升降系统1.2.1 概述钢包升降系统用于在真空处理位，顶升钢包台车及盛有钢水的钢包，使RH真空浸渍管浸入钢水一定深度，待钢水处理结束后，再将钢包车及钢包降落在轨道上。
RH真空精炼原理及工艺简介
RH真空精炼原理及工艺简介孙利顺（唐山钢铁股份有限公司技术中心唐山邮编063016）摘要：本文简要分析了RH真空处理的钢水循环“气泡泵”原理、真空脱气原理、真空脱氧原理、真空脱碳原理与合金化原理，介绍了本处理、轻处理、深脱碳处理等处理模式。
关键词：真空精炼；气体；夹杂物1 钢中的气体、非金属夹杂物及其对钢质量的影响钢中除了含有各种常规元素和合金元素外，还含有微量的气体(氢、氮和氧)及非金属夹杂物。
由于氧在钢中与合金元素结合成各种类型的氧化物以非金属夹杂物形式存在于钢中，所以钢中的气体通常是指溶解在钢中的氢和氮，其含量大致波动在1—100ppm之间。
虽然钢中气体和非金属夹杂物的含量不高，但对钢的质量和性能会产生较大影响，甚至导致钢材报废。
1．1氢对钢质量的影响钢中含氢有害无利，它对钢的不良影响主要表现在以下几个方面；(1)氢脆。
氢脆是氢对钢的机械性能不良影响的重要表现。
随着钢中含氢量的增加，钢的强度特别是塑性和韧性将显著下降，使钢变脆，称为氢脆。
氢脆随钢强度的增高而加剧，因此对高强度钢来说，氢脆尤为突出，高强度钢平均含氢量不到1ppm就可能出现氢脆。
(2)白点。
氢以氢原子形式溶解在钢中，在钢液中的溶解度比在固态钢中大得多。
当温度下降时，氢在钢中的溶解度降低，氢原子便扩散到显微孔隙、夹杂物附近或晶界间，结合成氢分子(2[H]={H2})。
氢分子在该处不断地聚集，同时产生巨大的压力，当其聚集压力超过该处钢的强度极限时，产生裂纹，使钢的机械性能(特别是塑性)降低，甚至断裂。
裂纹的部位常呈银白色圆点，称为白点。
(3)钢中含有较多的氢还会使钢锭产生点状偏析，以及使钢锭上涨或产生内部疏松。
1．2氮对钢质量的影响氮对钢质量的影啊表现为不良和有益两个方面。
不良影响主要表现在以下几个方面：(1)氮使钢产生时效硬化。
氮在低温下它是过饱和状态，必然从钢中析出。
但是钢中的氮不是以气体存在，而是呈弥散的固态氮化物缓慢地从钢中析出，逐渐地改变着钢地性能，使钢的强度和硬度增加，塑性和冲击韧性显著降低，这种现象称为老化或时效。
HR精练炉钢结构制作技术附件1
R H炼炉工程主体平台钢结构制造技术附件目录1 概述2 制作的规范、规程及规定3 钢结构制作4 钢结构除锈与涂装5 构件编号标注6 成品保护及发运1结构体系概述RH设备平台位于主厂房内平台大小约为21.4m×54.0m。
主要设备平台共十一层，分别为＋6.300、＋7.000、＋7.600、＋11.100、＋15.100、＋19.500、＋21.800、＋24.000、＋25.000、＋28.500、＋34.000。
本工程钢结构主要为工艺钢结构部分。
钢结构主要由工艺钢柱、钢梁、钢平台等组成。
2、制作的规范、规程及规定和要求2.1工艺钢结构制作应符合下列规范要求：RH精炼炉主体平台钢结构设计总说明《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001《钢结构、管理涂装技术规程》YB/T9256-96《建筑钢结构焊接技术规程》JG81-2001《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-1988《气焊、手动电弧焊机气体保护焊接缝剖口的基本型式与尺寸》GB/T985-1988《埋弧焊焊缝剖口的基本型式与尺寸》GB/T986-1988《焊接H型钢》YB3301-19922.2供方提供需方平台钢结构拆分零、部件图电子板本，以满足施工及设备点交的需要。
3 钢结构制作3.1材料要求：3.1.1钢材、焊材和油漆必须有质量证明书，并符合设计文件和有关国家标准的要求，钢材应按设计要求及有关规定进行复检，严禁使用不合格的材料。
3.1.2钢材应严格按设计文件要求的材质选用材料；所有材料代用必须经需方报请设计部门同意后方可使用。
3.1.3钢材表面锈蚀、划痕等缺陷不得超过钢材允许负偏差的1/2，否则严禁使用。
3.1.4焊接材料的选用应与结构材质相匹配，以“等强度”原则采用。
3.1.5焊材应满足设计要求及有关规定。
3.1.5结构的制作，制作单位应严格按由低到高的顺序，加工各层平台，并配套送到现场。
3.2材料性能：Q345B钢：其质量应符合《低合金高强度结构钢（GB/T1591-1994）的要求，应具有抗拉强度，伸长率，屈服强度，冷弯试验以及碳、硫、磷、锰含量的合格保证，并保证可焊性和合格冲击韧性。
RH精炼炉工艺简述
1 RH的历史与发展RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。
于1959年由德国人发明，其中RH 为当时德国采用RH精炼技术的两个厂家的第一个字母。
真空技术在炼钢上开始应用起始于1952年，当时人们在生产含硅量在2%左右的硅钢时在浇注过程中经常出现冒渣现象，经过各种试验，终于发现钢水中的氢和氮是产生冒渣无法浇注或轧制后产生废品的主要原因，随之各种真空精炼技术开始出现，如真空铸锭法、钢包滴流脱气法、钢包脱气法等，从而开创了工业规模的钢水真空处理方法，特别是蒸汽喷射泵的出现，更是加速了真空炼钢技术的发展。
随着真空炼钢技术的开发与发展，最终RH和VD因为处理时间短、成本低、可以大量处理钢水等优点而成为真空炼钢技术的主流，70年代开始随着全连铸车间的出现，RH因为采用钢水在真空槽环流的技术从而达到处理时间短、效率高、能够与转炉连铸匹配的优点而被转炉工序大量采用。
RH从开始出现到现在40多年来，有多项关键性技术的出现，从而加速了RH 精炼技术的发展。
表1为40多年来RH技术的发展情况。
表1RH技术发展情况2 RH系统概述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的。
真空槽的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，钢水表面的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了一个较高的静压差，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的冶金反应，比如碳氧反应等;如此循环脱气精炼使钢液得到净化。
RH精炼技术
RH内壁粘冷钢对脱碳速率有大的影响
其它新技术，如：
(1)氩气中掺入H2气进行吹炼。由于碳和氢能够形 成多种碳氢化合物，用此法可以顺利地将碳脱到 10ppm以下。
(2) 向钢水中喷吹铁矿石粉。由于铁矿粉能够提供 现成固液界面，增大脱碳速度常数kC, 增大脱碳反 应的容量系数ak, 用此法也可以将碳脱到10ppm以 下。
可以用焦炉煤气尽管天然气比焦炉煤气发热值大一倍液化天然气8000kcalm但理论燃烧温度相近天然气2020焦炉煤气1998因此加大焦炉煤气流量可以达到相同的加热温度
RH 精 炼 技 术
一、BOF(EAF)-(LF)-RH－CC
高洁净特殊钢精炼
关键技术：
(1).RH初始氧含量； (2).真空条件－主要 为抽气能力(所能达 到的真空度)和抽气 速率; (3).搅拌能力(环流 量)，吹氩量； (4).钢包渣； (5). 精炼时间。
研究发现：新工艺虽然渣中较高的全铁，但同样 可以获得低的氧含量。
旧工艺
新工艺
这主要是合理的炉渣成分，有效地吸收了钢中的 夹杂物。
新工艺使炉渣的半球点温度(ST)、熔化温度(MT) 以及流动温度(FT)更合理。
提高脱碳效率措施之二：预抽真空和高的抽气能力
为了缩短抽气时间，新日铁名古屋厂采用 预真空工艺有效地提高了脱碳速率。
脱碳工艺：
快速提高真空度，在3min内将真空度降到1kPa以下。在第1阶段脱碳任务后， 真空度控制在100Pa并保持到脱碳结束。
RH驱动气体在真空泵启动之初的驱动气体流量为78Nm3/h，脱碳10min以后调 到最大120Nm3/h,到20min时脱氧合金化时调到78Nm3/h。
对于钢水初始碳含量大于0.04%,活度氧小于400ppm炉次，需要KTB顶枪吹氧 强制脱碳。目标氧含量末期为350ppm。期望温降25－30℃。
RH炉工作原理,主要功能
一、前言1、RH的历史与发展RH精炼全称为：RH真空循环脱气精炼法。
于1959年由德国人发明，其中RH为当时德国采用RH精炼技术的两个厂家的第一个字母。
真空技术在炼钢上开始应用起始于1952年，当时人们在生产含硅量在2%左右的硅钢时在浇注过程中经常出现冒渣现象，经过各种试验，终于发现钢水中的氢和氮是产生冒渣无法浇注或轧制后产生废品的主要原因，随之各种真空精炼技术开始出现，如真空铸锭法、钢包滴流脱气法、钢包脱气法等，从而开创了工业规模的钢水真空处理方法，特别是蒸汽喷射泵的出现，更是加速了真空炼钢技术的发展。
随着真空炼钢技术的开发与发展，最终RH和VD因为处理时间短、成本低、可以大量处理钢水等优点而成为真空炼钢技术的主流，70年代开始随着全连铸车间的出现，RH因为采用钢水在真空槽环流的技术从而达到处理时间短、效率高、能够与转炉连铸匹配的优点而被转炉工序大量采用。
RH从开始出现到现在40多年来，有多项关键性技术的出现，从而加速了RH精炼技术的发展。
2、RH系统概述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的。
真空槽的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，钢水表面的大气压力迫使钢水从浸渍管流入真空槽内。
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了一个较高的静压差，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的冶金反应，比如碳氧反应等;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。
成功的个性化RH精炼工艺解决方案
,
采 用 这 种 模 式 车 间 的 生 产 容易 组 织 协 调 设 备 能 达 到 最 高 的 生 产 速 率 最 高 的 作 业 率 能 得 到
这 种 设 备匹 配 的 车 间 单 位 生 产 能 力 的 投 资 同 比 也 最 省
。
,
好 的技 术 经 济 指 标 及 效 益 ,
精 炼 工 艺 方 案需 满 足 炼钢 车 间 各 种 客 观 的 限 制 条 件
% 2
的 作 业 率 和设 备 布 置
。
地 下 水 道 管 廊 给 连 铸 供 水 给精炼 供水 等 %
、
平 台 柱 的桩 平 台 基 础 设 备 基 础 最 好 避 开 地 下 管 廊
增 加投 资
% ∃
。
、
、
。
如实 在 避 不 开 则在 结 构 上 须 做 相 应 处 理 会
,
,
行 车轨 面 标 高 各 层设 备 平 台 的 高度
心线 的间距
% )
。
如是 双 工 位
,
则 柱 距 还 将 影 响 二 个处 理 中
有 无 柱 间支 撑 将 影 响 钢 包 台 车 的开 出 位 置
与转 炉 的相 对 位 置 关 系
,
、 、
,
。
判断
% /
可 利用 的有 效 布 置 空 间 判 断 钢水 铁合 金 能介 等 物 流 的来 向
。
与 连 铸 的相 对位 置 关 系
+ 紧 凑 物流顺 行 不 干 扰 在操 作 周期 上 通 过 合 理 分 担 各 工 序 的 任 务 和 目标 及 适 当 地 选 择 有 关设 备 的 参数 做
在
#
对
,
RH精炼炉工艺
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的分类
渣洗法：合成渣洗、同炉渣洗
按精炼手段分类
常压下处理法
真空精炼法
Ar精炼法：Gazal、CAB、AOD、CLU 脱气为主:钢包除气法、DH、RH
脱C、O、气为主:VOD、RH-OB、RH-PI
真空和加热法： ASEA-SKF、VAD、LF
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的分类
UHP 电炉
LF 精炼
薄板坯 连铸
普通热轧板 冷轧板 镀层板
RH炉外精炼概述
• 炉外精炼的概念及目的
概念： 炉外精炼就是将转炉（或电炉）中初炼的钢水移到另一反应器中进行精炼的过
程，也称二次精炼。 目的：
把传统的炼钢方法分为两步，即初炼+精炼。初炼—在氧化性气氛下进行炉料 的熔化、脱P、脱C和合金化。精炼—在真空、惰性气体或可控气氛的条件下进行 深脱C、去气、脱氧、去夹杂物和夹杂物变性处理，调整成分，控制钢水温度等， 从而优化工艺和产品结构、开发高附加值产品、节能降耗、降低成本增加经济效益。
CAS-OB
板坯连铸
LF
RH/KTB/PB
板坯连铸
产品 热轧钢板 冷轧深冲钢板 镀层板，涂层板 锅炉板、桥梁板 造船板
产品 IF 钢 电工用钢 石油管线钢 低温用钢 超深冲钢
RH炉外精炼概述
• 特殊钢厂冶炼工艺路线
废钢
UHP
生铁
电炉
DRI/HBI
VD
轴轴承承钢钢
精炼
齿齿轮轮钢钢
优优质质弹弹簧簧钢钢
现代RH ≤15 0.35 <13 ≤1.0 ≤15 40-60 有 1 1.1
传统RH ≤20
0.1~0.15 <15 ≤1.5 ≤25 0 无
RH精炼
4.RH真空精炼的冶金功能
在短时间就可达到较低的碳、氢、氧含量；不用采 取专门的渣对策；可准确调整化学成分，Al，Si等合金收 得率在90～97％。汽车钢板以及电工钢等是RH钢生产的典 型产品。最初RH装置主要是对钢水脱氢，随着RH真空精炼 实践和精炼技术的发展，其冶金功能得到了充分的发展。
1）脱氢 可生产[H]≤0.00015％，延长钢水精炼时间，可使 [H]≤0.00010％。 2）脱碳 在20min处理周期内可生产出[C]≤0.002％的超低碳钢水。在脱碳过程 中，钢水中的碳和氧反应形成一氧化碳并通过真空泵排出。如钢中氧含量不够， 可通过顶枪吹氧提供氧气。脱碳结束时，钢水通过加铝进行脱氧。 3）脱氧 RH真空精炼后T[O]量可≤0.0020％,如和 LF法配合，钢水T[O]可降到 0.0010％以下。
近年来，我国钢铁企业普遍对钢水炉外精炼技术的应 用较为重视，投入大量资金上马先进的炉外精炼技术装备， 炉外精炼已经不再是特大型钢铁企业或特钢企业的专利品。 炉外精炼在提高钢材产品质量、扩大品种、提高炼钢生产 能力、保障连铸顺行、降低成本、优化炼钢生产工艺等方 面发挥着极其重要的作用，甚至成为限制环节。而RH真空 处理又是炉外精炼领域的一个突出典型。铁水预处理-转炉 复合吹炼(或电弧炉冶炼)-炉外精炼(LF、VD、VOD、RH)-连 铸，已成为越来越多的钢铁企业炼钢厂的典型流程模式。
3.在真空条件进行精炼，脱碳、脱氧、脱硫、合金化、净化钢质，减少 钢中非金属夹杂物，提高合金收得率，减小成分波动范围。冶炼出一 般平炉电炉转炉中作不能冶炼的钢种，为冶炼很多新钢种提供了一个 新的工艺。 4.RH真空精炼可以实现计算机自动控制，从而使其精炼工艺过程实现高 度的自动化。 5.由于双真空室设备和计算机自动控制的应用，使得RH真空精炼设备的 作业率大幅度提高，从而达到了LD—RH—CC三者配合连续作业。
RH精炼技术
空槽内的钢水还进行一系列的冶金反应，比如碳氧反应等;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真空泵工作原理在工业炼钢生产中，现经常采用的抽真空设备主要有罗茨泵、水环泵和蒸汽喷射泵，其中以水环泵和蒸汽喷射泵最为常见。
1）水环泵工作原理水环泵中带有叶片的转了被偏心的与泵的壳体相配合，在泵体中装有适量的水作为工作液。
当叶轮顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。
水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。
此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。
如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩;当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。
2）蒸汽喷射泵工作原理喷射泵是由工作喷嘴和扩压器及混合室相联而组成。
工作喷嘴和扩压器这两个部件组成了一条断面变化的特殊气流管道。
气流通过喷嘴可将压力能转变为动能。
工作蒸汽压强和泵的出口压强之间的压力差，使工作蒸汽在管道中流动。
在这个特殊的管道中，蒸汽经过喷嘴的出口到扩压器入口之间的这个区域(混合室)，由于蒸汽流处于高速而出现一个负压区。
此处的负压要比工作蒸汽压强和反压强低得多。
此时，被抽气体吸进混合室，工作蒸汽和被抽气体相互混合并进行能量交换，把工作蒸汽由压力能转变来的动能传给被抽气体。
炼钢rh炉技术资料(第二期)
[H]<2ppm [N]<40ppm [O]<20~40ppm
原为钢水 脱氢开 发，短时 间内可使 [H] 降 到 远低于白 点敏感极 限以下
1972 年 新 日铁公司 名古屋厂
同 1，还可 同 1，并能 生 产 不 锈 吹氧脱碳、 钢，多用于 加热钢水 超 低 碳 钢
的生产
同 RH，并可使 终 点 [C] ≤ 35ppm
RH-O 工艺
1969 年德国蒂森公司第一次在 RH 处理室钢水表面吹氧，此称作 RH-O 工艺。 适应了钢水循环处理的需要，真空室上部脱碳后的钢水回流进入钢包中。
由于转炉复吹工艺的引进，为 RH 自然脱碳提供了更好的生产条件，德国蒂 森公司最终放弃了此工艺。
RH-OB 工艺
另一种改进过的工艺是用真空室侧壁双层套管给钢包液位之下的 RH 真空 室中喷吹氧气的办法，新日铁 70 年代开发了这种工艺，叫做 RH-OB 法，并授 予 SMS Mevac 使用权。
并申请专利。此顶枪系统使用脉冲气流，能对气体和固体的混合物进行喷吹；再
者，顶枪烧嘴可实现真空室耐材的加热与保温。
表 1 为几种 RH 真空精炼方法的持点比较。
表 1 RH 及多功能 RH 技术的特点
序 类型
号
1
RH
2 RH-OB 3 RH-PB(IJ)
代号意义
开发厂家 主要功能 适用钢种 处理效果
备注
开发了高级多功能顶枪系统。这些创新包括在高位置喷吹（称之为短枪），从而
减小了 RH 处理设施的高度。最近的创新表现在用同一套顶喷枪系统，结合现有
的技术开发其它工艺应用。
1995 年 1 月份比利时根特的 SIDMAR 公司，在其 RH 设施上使用了顶枪
炉外精炼真空循环脱气法(RH法)和工艺介绍
5.4.4 RH钢液真空循环原理
（3）真空室内钢液面离真空室内底部的距离hO： h 0为真空室内静态下理论钢液深度。见表5－6。
表5－6 理论钢液提升高度h、h0与真空度关系
P(kPa)
35 20 15 10 8.6 2.7 0.5 0.067
h (m)
0.97 1.19 1.26 1.33 1.35 1.43 1.47 1.48
18～25
70
700～800
24～28
100
700～800
20～30
100
～800
20～30
100
1000～1100
100
1500
170
1300
总降温 ℃
40～60 45～60 40～50 30～45
35 30～40
温降速度 ℃•min-1
4.5～5.8 2.0～3.0 2.5～3.5 1.8～2.4 1.5～2.5 1.5～2.0
“气泡泵”的特性曲线
5.4.4 RH钢液真空循环原理
钢液脱气后汇集到真空室底部形成高差∆B的钢液层，
按能量守恒定律可得：
mgBmu2/2
(5-29)
u 2gB
(5-30)
所以要获得 u = 1 m/s的流出速度，则要求真空室中钢液
层高度为：
Bu2/2g0.05m (5-31)
从下降管流出的钢液流动情况对钢液在钢包中混合极 为重要。实践证明，从下降管流出的钢液流速大于1m／s 时就会混合良好，且不会形成短路现象。
气体含量随脱气时间t，也就是随循环因数U的增大直线降
ห้องสมุดไป่ตู้
低，（图5-12）。脱气速度不变，直至完成一次循环，
U=1即可达到脱气要求
宝钢炼钢工艺和设备_详细
三、转炉
▪ 脱P反应放出相当多的热，低温有利于放热 反应的进行。故脱P反应应在低温下进行。
A、钢液内脱硫：
[FeS]+[Mn][MnS]+[Fe]
B、钢液和炉渣之间的脱S
[FeS]+(MnO)(MnS)+(FeO)
三、转炉
C、熔池和炉气间的脱S 根据现场的经验，吹入大量氧时能脱S。通常认 为这是钢水中的S与氧气反应，生成SO2、SO3的 缘故。
▪ 脱硫反应的有利条件归纳如下： A、(CaO)要多 B、(FeO)要少 C、(CaS)要少 D、熔池温度要高 E、Mn要多
▪ 倾动装置主要由一次减速机、二次减 速机和扭力杆系统组成。
三、转炉
（2）氧枪及其升降装置 氧枪的工作环境恶劣－－高温、多尘、易燃、
易爆，因此必须十分可靠。氧枪由三根钢管相套 而成，内管为氧气通道，内管与中管之间是冷却 水进水通道，中管与外管之间是冷却水的出水通 道。氧枪的端部是五孔拉瓦尔喷嘴，为脱氧铸铜 制作，具有良好的导热性。
三、转炉
（5）铁合金系统 分为输送系统和投料系统。
输送系统：自卸卡车地下料仓1#皮带机 2#皮带机3#皮带机卸料小车炉上 料仓
投料系统：炉上料仓称量斗卸料闸阀 皮带给料器中间料斗截止阀振动给 料器中间溜槽投料溜槽钢包
三、转炉
（6）OG系统
吹炼中从炉口大量冒出含有CO和氧化铁 的高温炉气，通过裙罩、烟罩等收集，经 过热交换（由锅炉系统收集蒸汽）冷却、 一次除尘和二次除尘，在IDF风机的吸引下， 将一定CO含量的转炉煤气回收到煤气罐中， 而达不到回收条件的炉气则由烟囱放散。
RH机械设备介绍
2.4 真空抽气主管道设备
从主膨胀节至1B泵入口间的设备称为真空抽 气主管。真空抽气主管是用于真空泵系统与真 空槽的连接。从真空槽热弯管排出的高温烟气 经气冷器冷却后温度将小于300℃，经真空主 阀后进入真空泵系统。
RH机械设备介绍
一、RH工艺简介
RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。是 炉外精炼技术中的重要的一种。
1.1、 RH的历史与发展
德国的鲁尔钢(Ruhrstabl)公司，对于大型锻造用钢 锭的脱氢进行了持续的研究。他们为使处理设备小型 廉价和易于在炼钢厂采用，于1956年前后投入了RH 的开发。
RH处理法由真空泵厂家赫拉乌斯(Heraeus)公司提 案，根据使用铅和汞做的模拟实验，确认了技术可能 性之后，继而在Ruhrstabl公司进行100t钢包的工业 化试验，于1959年确立为RH真空循环脱气处理法。
排气时间：当脱气槽内耐火材料完全干燥，系统漏气量（换算 为常温空气）在15kg/h以下时， 从大气压力下降至1乇的 时间在5分钟内
四级泵（2RH）
系统有四个蒸汽泵和三个冷凝器，所 选用的蒸汽压力为1.2MPa-1.4Mpa。 各个吸入口的压力如下表如示：
泵
1B
2B
3A
4A
真空度（Torr）
0.5
(7=> 2)
〇 〇〇
╳ ╳ ╳〇 〇
270=>limit
28000
1700 450
(2=>Limit) 〇 〇 〇 〇
╳ ╳ ╳〇 〇
AC 1700 1700
╳ ╳ ╳
总水量 (T/h) 2150 2150 2150 2150 2150
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• 技术现况
RH真空脱气是主要的钢液真空精炼方法，用于钢液脱氢、 脱碳、脱氧、合金化及钢水成份调整，钢水温度调整、去除 夹杂、净化钢液、燃气加热、协调转炉与连铸之间的生产配 合。多功能RH装置还具有喷吹脱硫的功能。因此， RH真空 精炼是生产高附加值钢种如汽车板IF钢,X70管线钢,电工钢， 尤其是纯净钢的重要手段。当代钢材的品种质量要求最终体 现在超纯和超低碳两个重要指标，为了追求这一目标，当前 RH设计方面特别解决了该问题。
RH设备
RH设备
真空槽系统
真空槽台车系统
钢包台车系统
真空泵系统
合金加料系统
液压顶升系统
顶枪系统
测温取样系统
• 宝钢工程RH设备特点及先进性
采用分体式真空槽体 下部槽与浸渍管可采用法兰连接 真空槽热顶盖采用弯头式设计，可减少槽 内温度损失； 90°水冷弯头与真空泵系统之间、真空槽 与合金溜槽之间采用膨胀节的连接方式， 膨胀节气缸可通过远距离操作控制；
的技术软件
4
多功能顶枪
顶枪结构及拉瓦尔喷嘴研究
具备了自主知识产权的 顶枪
生产实绩：某年各月IF钢成品[C]含量比较
25 24 20
2000年以来各月成品[C]含
19
19.4 19.6 19.4
21.4
[C]含量（ppm）
15
10
5
0 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 2000年
• 投产一年直接经济效益为9661万元。
RH钢水精炼装置
能源介质系统 钢包台车系统 真空槽系统 真空排气系统 合金投入系统
顶枪系统 预热枪系统 机械冷却水系统 维修系统 三电控制系统
特点 工艺合理 技术先进 高效实用 安全可靠 BSEE完全知识产权
RH钢水精炼装置 BSEE三电专有技术
[C]小于20ppm碳含量百分 比
成品[C]小于20ppm碳含量比例
2000-2001年[C]小于20ppm碳含量比例
100 80 60 40 20 01月 3月 5月 7月 9月 11月 1月 3月 5月
2000-2001年
1＃RH（进口）和2＃RH（国产）脱碳时间比较
脱碳时间(分钟)
脱碳时间比较
•宝钢工程RH工艺特点及先进性(续)
多功能顶枪喷吹燃气加热功能，同时可 以保持高槽温，防止冷钢形成；
多功能顶枪供氧与铝粉剂放热反应，实 现钢水化学升温；
采用顶枪的提升，去除真空槽槽壁粘结 的冷钢；
强合金化能力； 吹氩喂丝功能；
•工艺特点及先进性综述
分类
功能 脱 氢
脱碳
加热
自然 强制 二次 化学 去冷 脱碳 脱碳 燃烧 加热 钢
[C] ppm 15
27
20.4
10
[S] ppm ≤ 70
60
59
30
[N] ppm 20
21
21.5
12
• 2#RH的建成大大提升了宝钢生产高附加值钢种 的能力及产品质量。2019年IF钢产量已达70万 吨，冷轧汽车板国内市场占有率已达53%以上并 应用各高级轿车，大量取代进口
• 可批量稳定生产硫<20 ppm的X70管线钢，其中 硫<10 ppm的占72%，最低成品硫可以达到6ppm。 在西气东输工程中，宝钢的X70钢中标，成为该 工程X70的主要供货商
•宝钢工程RH设备特点及先进性(续)
大浸渍管内径,大患流量设计 宝钢300吨RH: φ750mm内径,环流气体流 量达到4000Nl/min， 梅钢160吨RH: φ500mm内径,环流气体流 量达到2000Nl/min 一钢180吨RH: φ550mm内径,使环流气体 流量达到2500Nl/min
RH 工 艺 流 程
来自转炉的一炉钢水 移动弯管接通（双工位）
吊车将钢包吊到工位钢包台车， 真空系统预抽真空
台车运行到处理工位
液压顶升机构将钢包顶升 到预定高度
打开真空主阀，真空处理开始
先行处理
成分微调 最终脱氧
钢包高度微调 RH 处理
关阀主真空泵，破真空 钢包下降到 下限位
钢包台车开出到喂丝 位（喂丝）、加保温剂
依靠技术创新，打造世界级精品工程
宝钢工程RH装置工艺及设备技术总成
上海宝钢工程技术有限公司 2019年3月
宝钢工程技术有限公司承担的RH项目
项目名称
年处理能力 业主
投产日期
宝钢2＃RH项目
200万吨 宝钢股份 2019年8月投产
梅山RH项目
100万吨 梅山公司 2019年8月投产
上钢一厂RH项目 120万吨 一钢公司 2019年4月投产
合
金 化
脱氧
去杂 质
脱 硫
钙
处 理
BSEE-RH 世界先进水平
宝钢RH项目所开展的研发内容
序号 项目名称
主要研究内容
成果
1
高效喷射真空泵系统 进行增压泵参数、节流降压双喷嘴、塔式 形成了一套高效真空泵
技术研究
喷淋式冷凝、三级增压对比、性能优化、 系统的设计软件
采用先进的真空泵系统，RH真空抽气能 力：带预抽气，由大气压降到67Pa，时 间≤3.5min
•宝钢工程RH工艺特点及先进性
采用双真空槽交替作业方式； 采用先进的四/五级真空泵、抽气能力大，
能耗指标低； 由于大环流量和高真空度，脱氢能力强 多功能顶枪吹氧强制脱碳 多功能顶枪喷粉脱硫
特性曲线、调节针喷嘴器结构等多项试验
研究。
2
多功能RH工艺技术 深脱碳、脱硫、喂线及钙处理等工艺技术 开发了一套多功能RH
研究开发
的研究开发
精炼工艺技术软件
3
多功能RH精炼过程 顶枪枪位、真空室气相燃烧、粉剂运动、 形成了真空槽设计、顶
模拟研究
钢液流动行为的数学物理模拟仿真研究 枪枪位控制和工艺开发
在功能、指标、应用技术上达到了国际先进水 平。设备的实际运行率、实物质量已达到世界一流 水平。
宝钢2号RH项目获得上海科学技术进步奖一等奖， 上海市勘察设计协会优秀工程设计（工业）二等奖 等多项奖励。
RH简介
RH法是由原西德鲁尔钢铁公司（Ruhrstahl）和海拉斯 公司（Heraeus）于1959年联合研制成功的，故称RH法，也 叫真空循环脱气法。
三电控制系统集成技术 钢包升降液压控制技术 钢水测温定氧技术 钢水环流控制技术 真空排气控制技术 合金投入控制技术 顶枪控制技术 预热枪控制技术 冷凝器冷却水控制技术 机械冷却水控制技术
现场图片
现场图片
现场图片
上海宝钢工程技术有限公司 二○○七年三月
宝钢1＃RH改造
200万吨 宝钢股份 2019年底投产
浦钢搬迁RH项目 120万吨 浦钢
计划2019年年底投产
宝钢二炼钢5#RH 265万吨 宝钢股份 2019年12月投产
宝钢二炼钢3#RH改造
宝钢股份 计划2019年3月投产
宝钢一炼钢4#RH 200万吨 宝钢股份 计划2019年9月投产
邢台钢厂RH项目 90万吨 邢台钢铁 计划2019年9月投产
RH简介
• 可实现脱气、脱氧、脱碳、合金化、及调整钢水成 分、调整钢水温度（升温）、去除杂净化钢液、喷 粉脱硫等多重功能。
• 具有大的钢液循环速度，缩短处理时间。 • 具有与炼钢、连铸之间较高的配合率，适应灵活多
变的生产。 • 通过先进的计算机控制系统，实现电气、仪表、计
算机的三电一体化。实现生产计划和生产命令接受 处理、以及与基础自动化通讯、冶金数学模型处理 及状态跟踪等功能。
30 26.4 25 20
22.4
19.6
15
10
5
0 1#RH 2#RH 2#RH 2000年 2001年
IF钢最多连续处理炉数比较
连浇炉数
IF钢最多连续处理炉数比较
30 25 20
16 15 10
5 0
1#RH
27 12
2#RH
3#RH
RH区分
2＃RH处理后主要品种钢和国外先进指标的对比
1999 年 2000 年 2000 年 日本 NKK 宝钢实绩 宝钢平均 宝钢最佳
韶钢RH项目
120万吨 韶钢松山 计划2019年2月投产
首钢京唐RH项 目 250万吨 京唐公司 计划2019年5月投产
八钢RH项目
140万吨 八钢股份 计划2019年8月投产
包钢RH项目
180万吨 包钢股份 计划2019年10月投产
韩国现代RH项目 200万吨 韩国现代 计划2019年12月投产
获奖情况
合计
200
100
上钢一厂RH(180T) 优质碳素钢 耐大气腐蚀钢 低、微合金高强度钢 焊接结构钢
120
RH主要设备：
钢包台车走行 钢包台车液压顶升 真空槽环流及槽体 冷却 真空槽走行台车 真空排气 测温,定氧及取样 多功能顶枪 预热枪（烧嘴） 合金高位料仓 合金称量料斗 真空料斗 喂丝机 保温剂称量、投入
• 发展趋势
RH真空精炼设备正在向功能多样化、设备大型化、 操作自动化及可靠连续化方向发展，成为生产超低碳钢、 硅钢、高合金钢等高附加值钢种的主要手段。可以说， 现代工业所需要的几乎所有的超纯、超低C、S钢种，均 可以用RH工艺设备来生产。
BSEE-RH充分考虑了RH精炼中各项先进的设备技术和 工艺技术，满足现代产品对高质量和高附加值的要求。
RH原来的主要目的是钢水脱氢，因此，RH的处理仅 限于大型锻件用钢、厚板钢、硅钢、轴承钢等对气体有较严 格要求的钢种，应用范围有限。20世纪80年代，随着汽车工 业对钢水质量的要求日益严格，RH技术得到迅速发展。已经 从一个单纯的脱气设备变成一个多功能的处理设备。其快速 处理的特点使它可以与转炉的快节奏配合，真空循环处理特 别适用于大批量钢水的快速处理，使它成为当今发展最快的 炉外精炼设备之一。