120吨VD炉脱氢工艺优化与实践4页word

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宽厚板生产工艺

一、粗轧主体设备包括四辊可逆粗轧机和附着式的立辊，
辅助装置包括高压水除鳞箱、辊道、机架辊、推床等。
高压水除鳞
喷嘴压力：16～18 Mpa 系统压力: 20 Mpa 管数：上、下各2排水量：约440 m3／h
带立辊轧机的四辊可逆式粗轧机：立辊轧机：
型式：附着式，上传动位置：四辊粗轧机入口，与四辊粗轧机中心距4100mm 轧辊规格：Φ900／825×400 mm 轧辊开口度：1300～3800 mm
四辊可逆式粗轧机：
支撑辊：数量：1套＝2辊辊身直径：2,000/1,800mm 轧机力能参数：最大轧制压力：≤50000kN 最大轧制速度：5.39m/s（最大辊径）工作辊最大开口度：330 mm（新辊）
二、精轧主体设备包括四辊可逆精轧机和ACC设备，辅助装
置包括γ射线仪，辊道，机架辊，推床等。
缩短冶炼周期，提高转炉生产能力。
转炉容量
1*120t（最大为135t）
每炉出钢量
平均为125t
冶炼周期
36～40min
LF炉： LF炉功能： 1）调整钢液温度和均匀钢液成分； 2）脱氧、脱硫； 3）去除钢液中夹杂物提高钢水纯净度； 4）控制夹杂物形态。设计参数：公称容量：120t 最大钢水处理量：150t 最小钢水处理量：100t
VD处理功能： 1）脱氢 2）脱氮 3）脱氧、脱硫。 4）脱碳 5）去除钢水中夹杂。设计参数：公称容量120吨
一座VD炉，双处理工位，年处理能力100万吨
RH炉： RH功能： 1）脱碳 2）脱氢 3）脱氮 4）脱氧 5）去除钢水中夹杂。设计参数：设计公称容量120吨一座RH炉，单处理位，双待机位，设计年处理能力60
热分切剪：最大通过厚度120mm，温度≥550℃时剪切钢板的

VD炉操作规程

VD炉工艺操作规程（试行）1.VD处理流程LF（LD）出钢—VD工位接吹氩管—测温取样—抽真空—保持真空度—破坏真空—测温取样定氧定氢—喂丝—停氩加覆盖剂—连铸。

2.VD组成及工艺参数真空系统、水及介质分配系统、电气设备、基础自动化与监视系统。

布置方式：VD双罐位高架式额定容量120吨极限真空度25p a工作真空度67p a真空泵抽气能力400kg/t（67Pa时）真空抽气时间≤7min平均处理周期≤36min3.VD装置主要参数钢水处理量：100t（Max120t）。

真空罐：数量2，直径Ф6500㎜，高度6000㎜。

真空罐盖：直径Ф6500㎜，高度1980㎜。

罐盖车：走行速度2－20m/min，走行距离16m。

罐盖提升：提升速度16㎜/s（可调），提升高度400㎜。

气体冷却除尘器：数量2套，总高度9m直径Ф1700㎜出气管直径Ф1000㎜除尘器出口温度≤200℃真空泵系统：真空泵系统为五级泵系统（三级增压+二级喷射）第一、二、三级增压泵（B1、B2、B3）第四、五级主喷射泵（E4a、E5a）第四、五级辅助喷射泵（E4b、E5b）主列冷凝器（C1aФ2200㎜、C2aФ1500㎜、C3aФ1000㎜）辅列冷凝器（C2bФ15㎜、C2bФ1000㎜）三台热井泵（二用一备）快装锅炉系统蒸汽压力：1.2MP a、(饱和)。

蒸汽供气量：20t/h。

蒸汽温度180～190℃(饱和)。

控制方式：智能型，全自动。

4.处理前的检查与准备检查介质是否满足使用条件见表1。

表1 介质条件要求检查操作画面、仪表及报警系统是否正常。

真空罐：漏钢保护装置、罐体密封圈完好清洁、氩气软管、罐体耐火材料完好，罐体干燥无水。

真空罐盖：防溅盖耐火材料完好，TV观察孔干净无异物，罐盖车轨道清洁运行正常。

真空泵系统正常、气密性试验：真空度达67Pa时泄露量≤20kg/h，抽气系统在7 min内系统压力降至67Pa。

测温、取样、定氧系统正常，各种探头够用。

浅谈炼钢120t转炉补炉护炉工艺改进实践

科学技术S cience and technology浅谈炼钢120t转炉补炉护炉工艺改进实践王哲慧（酒钢集团榆中钢铁有限责任公司，甘肃兰州 730104）摘要：炉衬寿命影响转炉的工作时间及生产成本，炉龄是炼钢系统生产过程一项重要的生产技术指标，如何使转炉在炉役期内炉况持续稳定顺行、经济高效，已成为榆钢炼钢技术工作者的重中之重。

关键词：补炉；护炉；工艺改进；实践中图分类号：TF713 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）05-0094-2榆钢炼钢转炉炉龄历史最高为12000炉，日常因铁水、废钢及炉渣等的机械碰撞和冲刷，炉渣及钢水的化学侵蚀，炉衬自身矿物组成分解引起的层裂，急冷急热等因素影响，炉况运行不稳定，常需停炉维护方可继续生产。

1 改进措施（1）优化转炉装入制度及造渣制度，根据铁水硅、磷含量及阶段性铁耗要求，控制好合理装入量；根据铁水情况，合理搭配轻烧白云石与生白云石。

（2）合金班测液面控制好过程枪位，保证终点C、P含量及温度，最大限度减少补吹次数；冶炼前做好铁水成分、温度、铁块成分、装入量、装入结构等信息的及时传递，为转炉冶炼创造条件，保证冶炼终点的温度与成分。

（3）中包注余、砣钢等最长边必须小于400mm，最大单重必须小于1t。

废钢工负责对入炉废钢质量进行把关，避免大块废钢造成炉衬损坏。

（4）转炉停炉间隙大于5min时必须摇炉挂渣，大于20min必须实施喷补或渣补，统筹利用好生产间隙时间。

（5）符合留渣要求时，必须留渣操作，留渣量不小于渣量的1/3。

（6）入炉废钢量、结构调整根据铁水信息，按照“直上炉次按照一倒温度按照1640℃～1660℃控制，精炼炉次一倒温度按照1620℃～1640℃控制”的标准执行。

（7）提高终点拉碳≥0.08%，减少钢水及炉渣的氧化性，终渣做粘，提高溅渣护炉效果，严禁用低碳钢的终渣补炉。

（8）根据铁水信息及时调整冷料结构和辅料加入量，保证终点温度和终点成分，避免拉后吹造成的炉况严重恶化，持续做好转炉的溅渣护炉，要求倒炉次数小于2次，通过造好渣来提高溅渣护炉效果。

包钢VD真空脱氢的工艺参数

lg
[% H]t βAt =− [% H] 0 2.303V
（１）
本实验条件下传质过程是稳态过程．將ｌｇ（［Ｈ］ｔ／［Ｈ］０）对时间ｔ作图见图１．由图可见二者呈直线关系斜率为−０．０２９９即式（１）中－Ａ／（２．３０３Ｖ）的值在包钢生产条件下Ａ／Ｖ＝０．９６ｃｍ−１通过计算可给出ＶＤ炉钢液脱氢传质系数＝０．０７２ｃｍ／ｓ．虽然在ＶＤ脱氢过程中吹入氩气会使金属熔池被强烈搅动但所得的值与文献［３］中按平衡时计算的值（０．６４ｃｍ／ｓ，按钢液中［Ｏ］＋０．３９［Ｓ］所对应的值）相差近一个数量级．將代入式（１）可得
224 PK 2 M H2
[ H]0 − [ H]t （３） [ H ] [ H] t 0
式中假定钢中氩气泡内的压力等于钢液面上的压力即与外界的压力相同，所以压力用Ｐ而不是ＰＡｒ．钢液中氩气泡的压力包括钢液面上的压力液体的静压力和气泡本身的附加压力
6.18 × 10 −3 QT ε= W
273 P 1− + ln 1 （８） T P
当Ｗ＝７４ｔ，Ｑ＝３００ＮＬ／ｍｉｎ，Ｔ＝１８７３Ｋ，真空室压力Ｐ＝４×１０−４Ｐａ，包底压力Ｐ１＝ρｍｇｈｍ，ｈｍ＝２．０ｍ，计算的比搅拌功为４２４Ｗ／ｔ．从式（８）可见加大氩气流量降低真空室的压力和
VAr
224 PAr K 2 MH2
[ H ]0 − [ H ]t [ H] [ H] t 0

（５）
利用式（５）进行计算时需要钢液中气泡的直径和钢水及炉渣高度数值而气泡直径受很多因素的影响是很难确定的一个参数．另外气泡在钢液中上浮和在运动过程中其直径也发生变化，直接由式（４）计算ＰＡｒ有一定的困难特别是描述在液体中群体运动泡沫的ＰＡｒ更加困难［５］．从式（５）可见平衡常数Ｋ在温度一定时是常数通过热力学参数可求得．在工业实验中测定了脱气前后钢液中的氢含量和氩气用量，将这些值代入式（５）中可以计算出实验中的ＰＡｒ值．从物理意义上看它是吹氩产生的群体气泡在钢液上浮过程中所具有的平均压力．图２给出了计算的ＰＡｒ与ＶＤ终点钢液氢含量的关系，其回归式如下方差为０．９５３３．

vd炉工艺流程

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钢中氢的危害及去除

钢中氢的危害及去除近期我公司由连铸坯生产的中厚板,其探伤合格率较低,其中发现探伤不合的炉次中多数氢含量偏高，在铸坯冷凝析出过程中形成氢致裂纹，从而造成板材内部连续组织的破坏，致使探伤不合。

溶解于钢中的氢在液态钢中溶解度比固态钢中溶解度高，在钢水凝固过程中会析出，由于氢原子半径小，析出的氢原子在晶界或夹杂物界面扩散和聚集成氢分子，易造成缩孔、铸坯裂纹、皮下气泡以及中心疏松、偏析等, 而未来得及析出的氢气会降低钢的强度、断面收缩率、延伸率和冲击韧性等性能。

因此, 把钢中的氢含量降低到最低限度是减少铸坯缺陷, 提高钢的各项性能及探伤合格率的重要手段。

本文结合120tVD脱氢工艺进行了研究，通过考察影响VD精炼脱氢的主要因素，并结合实际，对工艺参数进行了优化，取得了良好的脱氢效果，提高了探伤合格率。

1真空脱氢原理氢在钢液中的溶解服从平方根定律，氢的溶解反应见下式。

[H]/%(wt)=K■P■■（1）因此，降低体系的压力，从而使气体的分压降低，就能减小钢液中的溶解的氢气。

氢在钢液中的溶解度很小，形成气泡的析出压力远小于其所受的外压力，所以溶解在钢液中的氢气就不能依靠形成气泡的形式排出，而是通过向钢液表面吸附转变为气体分子，再向气相中排出[1]。

当钢液中有CO或氩气泡时，溶解的氢气原子也可以向其中扩散，变为气体分子，随气泡排出,从而达到脱氢的目的。

2影响VD炉脱氢的因素VD炉精炼过程中影响脱氢效果的主要因素有：钢液原始始氢含量、吹氩流量、真空度及其保持时间、渣层厚度和黏度等。

2.1原始氢含量的影响从热力学角度来看, 真空前氢含量越高, 越有利于提高脱氢率。

但是初始氢含量太高,将增加VD的脱氢负担, 增加脱氢时间, 因此必须控制钢液的初始氢含量。

原始氢含量主要受炉气和原材料中水分的影响。

钢液中的氢含量主要取决于炉气中水蒸气的分压，并且已脱氧钢液比未脱氧钢液更容易吸氢，所以在炼钢还原期、出钢和精炼过程中，因为钢中氧已很低，如果使用未经烘烤的铁合金或未经充分干燥的钢包，以及炉盖漏水等情况出现时，就不可避免的会增加氢的含量。

VD炉脱氢率的影响因素及工艺优化

关键词脱氢效果真空度保持时间氩气流量
Influencing Factors of VD Dehydrogenation Ｒate and Vacuum Degassing Process Optimization
Zhao Xiwei and Chen Wenjie
（ HBIS Group Wusteel Company）
助于脱氢反应。通过计算得出，钢水中氢含量要达到 1 × 10 － 6 以下，钢水液面处的真空度则需要
达到 66． 7 Pa 以下。由公式（ 1）计算可知，氢含量
要求比较高的钢种在进行 VD 炉真空脱气处理过
程中要求真空度≤66． 7 Pa。
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宽厚板
第 25 卷
1． 2 动力学分析一般认为，在高温下钢中溶解的氢原子向钢
第 25 卷第 1 期 2019 年 2 月
宽厚板
WIDE AND HEAVY PLATE
Vol． 25，No． 1
February 2019 ·27·
VD 炉脱氢率的影响因素及工艺优化
赵喜伟陈文杰
（河钢集团舞钢公司）
摘要为了充分发挥 VD 炉的脱氢作用，提高生产效率，以 VD 炉脱氢热力学和动力学为基础，对影响脱氢率的因素进行对比分析。结果表明：钢水原始氢含量、真空度、高真空保持时间、氩气流量等是影响 VD 炉脱氢效果的主要因素。通过现场真空脱气工艺参数优化，VD 炉的脱氢率得到提高，为生产低氢高质量品种钢创造了条件。
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真空机械泵VD炉高效脱气工艺研究与应用

真空机械泵VD炉高效脱气工艺研究与应用摘要：为提高产品质量，提高特钢新区产品市场竞争力，在莱钢100电炉技术升级改造项目中，VD炉使用了机械真空泵、高效除尘、水冷屏蔽盖、干式密封、氩气分段梯度控制、吹氩模型控制以及双罐体、双罐盖等新设备、新技术、新工艺，实现了生产的顺利进行，提高了产品质量，具备开发高端产品的能力。

关键字：VD炉;机械泵;高效除尘;氩气分段梯度控制;吹氩模型控制1 引言莱钢100吨技术升级改造项目中，为了在产品结构及钢材品质方面得到进一步提升，引进VD真空精炼技术。

传统VD工艺所采用的真空设备均为多级蒸气喷射泵真空系统，但从国内外应用现状发现，多级蒸气喷射泵真空系统受到蒸气压力、温度的制约性较大，同时为遵循蒸气高效回收和利用(建设余热发电站)的理念，对VD真空系统进行研究，以确定新区VD炉的设计方案。

2 技术研究方案2.1生产线主要概况100t电炉偏心炉出钢→脱氧合金化→炉后底吹氩→LF炉底吹氩、调温、炉渣还原处理、成份精确控制→钢水钙处理→VD炉去气去夹杂→大圆坯连铸浇注→产品成材加工。

2.2 技术方案2.2.1 机械真空泵的应用目前VD设备、工艺均已成熟，传统VD工艺所采用的真空设备均为多级蒸气喷射泵真空系统，但从国内外应用现状发现，多级蒸气喷射泵真空系统受到蒸气的制约性较大，且蒸汽管道的布置会增加建设成本。

随着工艺技术的不断成熟，机械真空泵越来越多的应用到冶金行业，其具有能耗低，抽速稳定，维护简便，受外界因素影响小的特点，包钢、重钢等国内钢铁企业先后将机械真空泵应用到RH、VD等设备上，都取得了不错的效果，对此两种方式真空系统进行对比、论证，认为其可满足VD工艺技术要求，为此，莱钢120tVD真空系统决定采用干式(机械泵)真空泵。

2.2.1.1 机械真空泵系统的脱氢效果VD精炼炉内真空、强搅拌的环境为去除钢中氢创造了良好条件。

莱钢120tVD生产实践表明，钢水初始氢质量分数小于4.5×10-6，底吹Ar气流量为140～300NL/min时，钢水真空处理27min可将钢中氢脱至1.5×10-6以下，VD后平均[H]含量1.12PPM，最低达0.8×10-6，平均脱氢率73.33％，VD处理前后钢中氢含量见图2，其脱氢效果优于国内使用多级蒸气喷射泵的VD炉。

VD炉精炼工艺技术介绍

VD炉精炼工艺技术介绍VD炉是一种常用的精炼工艺设备，主要用于对钢水进行去除氧、除杂等操作，从而获得高纯度、低含杂的优质钢材。

下面将对VD炉的工艺技术进行详细介绍。

1.VD炉的工艺流程：VD炉的工艺流程主要包括以下几个步骤：真空抽吸、脱氢、调温、精炼、合金化、钢水倾吐等。

具体流程如下：（1）真空抽吸：通过抽吸系统将炉腔内的气体抽除，建立起一定的真空度，为后续操作创造条件。

（2）脱氢：在真空状态下，通过向钢水中通入氢气，将钢水中的氢气与氧化钢中的氧反应生成水蒸气，从而将氧脱除。

（3）调温：通过加热和冷却系统，在一定的温度范围内对钢水进行调温，以便后续操作的顺利进行。

（4）精炼：在真空状态下，通过向钢水中通入精炼剂（如石灰、铝等），进行脱硫、脱杂等操作，从而得到低含杂、高纯度的钢水。

（5）合金化：根据需要向精炼后的钢水中加入合金元素，以调整其化学成分，提高钢材的性能。

（6）钢水倾吐：精炼和合金化结束后，将得到的优质钢水倾吐到铸型中进行铸造。

2.VD炉的工艺优势：（1）高纯度：由于采用真空精炼技术，能够有效地去除钢水中的气体、杂质等有害元素，提高钢水的纯度和质量。

（2）高效节能：VD炉采用闭式工作，减少了钢水中的挥发损失，具有较高的加热效率和能源利用率。

（3）灵活可控：VD炉可以根据不同的工艺要求进行调整，如调节真空度、精炼时间、合金化元素等，以满足不同类型钢材的生产需求。

（4）环保安全：VD炉在操作过程中采用真空技术，不会产生大量的粉尘、废气等污染物，符合环境保护和安全生产的要求。

3.VD炉的应用领域：VD炉广泛应用于钢铁冶金领域，特别是在高品质、特种钢材的生产中起到重要作用。

它适用于生产高速钢、合金结构钢、工具钢、耐热钢、耐腐蚀钢等。

在钢铁工业中，VD炉已成为一种不可或缺的关键设备。

总之，VD炉是一种重要的精炼工艺设备，通过真空操作和精炼剂的加入，可以高效去除钢水中的氧、气体和杂质等，获得高纯度、低含杂的优质钢材。

昆钢50tVD炉生产铸锻件钢脱氢工艺优化实践

２５０ｔＶＤ炉的主要技术参数
表１ＶＤ炉主要技术参数
３ＶＤ炉冶金工艺
昆钢高品质铸锻件钢采用 “ ＫＲ铁水预处理＋
５０ｔ顶底复吹转炉冶炼＋７０ｔＬＦ钢包精炼＋５０ｔＶＤ真空脱气＋模铸 ” 的Ｔ艺路线，冶炼过程采用大渣
氢含量也越低；因此控制冶炼氢含量也是相当重
４影响ＶＤ炉脱氢效果的因分析，ＶＤ炉精炼过程中影响脱氢效
要的，否则会导致ＶＤ炉处理氢含量达不到工艺
要求，甚至延长ＶＤ处理时间。为保证ＶＤ真空处
关键词精炼造渣真空度脱氢优化
１前言
昆钢股份安宁公司本部炼钢厂２０１５年６月１２日５０ｔＶＤ炉建成热负荷试车，主要应用于生产高品质铸锻件钢，满足产品质量所需。在ＶＤ炉投
昆铡科技
ＫｕｎｇａｎｇＫｅｊｉ
昆钢５０ｔＶＤ炉生产铸锻件钢脱氢工艺优化实践
邹应春罗应良姚云苗王永志
（安宁公司本部炼钢厂）
摘
要针对昆钢５（】ｔＶＤ￥￣生产铸锻件铜脱氢效果在生产实际中影响因素进行分析研究，从工艺控制和
设备方面进行优化并应用于实践生产中，以进一步提高铸锻件铜品质。结果表明：通过控制钢水初始ｗ（Ｈ）在６ＰＰｍｖＲ下，良好的ＬＦ￥Ｙ精炼造渣效果、干燥预热真空罐体耐材、认真做好真空系统各关键部

120吨VD炉脱氢工艺优化与实践

120吨VD炉脱氢工艺优化与实践钢板氢含量是影响钢板内部质量以及探伤合格率的主要因素，为进一步改善VD脱氢效果，通过对影响脱氢因素如真空度、氩气流量、LF终渣特性、保持时间等的研究，优化能源介质蒸汽流量在0.9-1.0Mpa，蒸汽稳定在180℃以上、缩短真空泵清理周期、合理控制氩气流量使VD后氢含量稳定在1.8PPm以下，探伤合格率稳定在98.7%以上。

标签：探伤合格率；VD；氢含量1 前言氢在钢中会产生氢脆即在钢热加工过程中，钢中含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成发裂，进而引起钢材的强度、塑性、冲击韧性的降低现象；也会产生白点（（又称发纹）如对钢材取样打断口样，在纵向断面上呈现出的圆形或椭圆形的银白色斑点。

产生白点的主要原因有两点第一钢中的氢在小孔隙中析出的压力和钢相变时产生的组织应力的综合力超过了钢的强度极限，就会破裂形成裂纹。

我厂针对探伤不合钢板缺陷处取样经过酸洗多数缺陷为微小裂纹，在拉伸试验断口处发现有银灰色斑点，因此降低钢中氢含量是提高钢板探伤合格率的有效途径。

2 真空脱氢原理气体在钢液中溶解时服从平方根定律，即气体的溶解度与钢液上方该气体的分压力的平方根成正比[1]：公式1：?H2（g）=[H]，；公式2：KH=aH/√Ph2=fH[H%]/√Ph2；公式3：[H%]=KH√Ph2/fH 公式中aH为氢的活度；Ph2 为真空状态下氢的分压；fH为氢的活度系数；[H%]为氢含量（百分比）；KH为氢的反应平衡常数。

由上述公式3可以看出在其他条件不变情况下降低蒸汽中氢分压可以降低钢液中氢含量。

3 影响VD脱氢因素的优化3.1 真空保持时间与初始氢含量的保证从理论上来讲，延长VD真空保持时间VD脱氢率会提高[1]。

但是延长真空时间，必将影响生产节奏、增加精炼周期、增加耐材消耗，增加生产成本。

因此从生产成本和生产实践经验总结真空保持时间控制在12-15min，以下研究均以真空时间12-15分钟为定量对其他影响因素进行优化和实践。

VD炉脱氢的生产实践

收稿日期：２０１３—０３—２７
作者简介：刘唆根（１９６８一），男，江西新余人，工程师，从事钢铁冶金生产管理工作。
江
西
冶
金
２０１３年１０月
组织应力、热应力、变形应力等，总和超过了钢的强
度极限时，钢材就会形成裂纹、白点和层状断口等缺
２．１氢在钢中的作用
氢在液态钢水中的溶解度为２．５ × １０～，但在固态钢中的溶解度很小，所以钢水在冷却和凝固过程中，氢会随ＣＯ，Ｎ：等气体一起析出，形成皮下气泡、中心缩孔和疏松。实际上氢还会在钢的冷却过程中扩散析出，由于氢在固态钢中的扩散速度很慢，只有很少量能扩散到钢锭表面，大部分扩散到显微孔隙中、夹杂物附近、晶界上的小孔中，形成氢分子。由于氢分子不断地在析出的地方聚集，低温下Ｋ值很小，Ｐ．却很大，引起钢的内应力。这种应力再加上
（ＸｉｎｙｕＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｙｕ３３８００１Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｏｆＶＤｆｕｎａｒｃｅａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｒｏｕｇｈ

关于120t电炉最佳操作条件的研究

何多使用本厂返回废钢（而减少外购废钢量），并促进Ｎ和Ｍ等有价金属的回收成了重要课题。例如伴ｉｏ
随对电力产品需求的增加，１％ＭＮ１％Ｃ钢质的８一８ｒ托环（ｅａｉｇｉｇｒｔｎｎｎ简称ＲＲ）材的生产在持续增加。ｉｒ／此ＰＲｄ材质为高Ｃ１％）钢，作为返回废钢而大量ｒ（８
［ｉｚＳｓ）Ｓ］ — ｉ（ｉ＋ＯＯ
【】／一Ｍｎ（）Ｍｎ＋１Ｏ（２（ＯＳ２Ｃ１３２Ｏ）一Ｃ２，）［ｒ／ｚ＋ｇｒ（ＯＳ
…… （４）
……（５） ……（６）
・
３・３
《关于１０电炉最佳操作条件的研究》２ｔ
４试验方法
另一方面，由于电炉壳和炉盖都处于高热负荷
的环境中，故大部分结构件都水冷化了。３当前的课题３．１减少能耗的必要性为了缩短电炉的操作时间，于２０引进了多０７年功能燃烧器（ｕｅｂｒｒ又称喷咀）ｎ，从而比原来增加了电力、氧气和ＬＧ（Ｐ液化天然气）的耗量。然而，随着近年出钢量的大幅增加，加之电炉操作实现了最佳化，故可以期待能源消耗量大幅度减少。３．２电炉操作最佳化的必要电炉炼钢热平衡的调查，和能
近年，作为减少能耗和防止地球变暖的对策，
耗的降低，以及如何将操作条件最佳化的研究结果。
２１０电炉概要２ｔ
在社会要求减排ｃ：０的过程中，日本制钢所能耗最多的炼钢车间１０电炉如何降低能耗就成了最大的课２ｔ题。由于过去在最高温度１０ｑ的环境下各部位温７０Ｃ度检测是困难的，故难以详细把握冶炼过程的热平衡。因为配备了各种检测仪器，完善了可以把握炉内温度状况的环境，进而完成了电炉炼钢的热平衡

莱钢60tVD炉脱氢工艺优化实践

通过计算可知，Ｈ在真空状态下在钢水中溶解
度很低，这即为真空脱氢的依据。
３２脱氢动力学．
般钢种保持８～１ｉ、氢敏感性钢种保持０ｍｎ
ｌ１ｎ０～５ｍｉ、特殊要求钢种保持 ≥１ｉ５ｍｎ可满足要
求。
电炉冶炼过程中，各阶段钢中的氢含量差别较
大，通过使用定氢仪对１次不同时期钢水中氢８炉
作者简介：张君平（９１一）１８，男，２００６年７月毕业于西安建筑科
３１脱氢热力学＋
氢在钢液中的溶解服从平方根定律，在一定温度下与气相中氢的分压的平方根成正比，其热力学
ｔＦ０ｔＤ炉均为单工位设置，一旦某个生产环Ｌ、６Ｖ
节出现问题，会造成整个生产流程节奏紧张，部分
炉次经ＶＤ真空处理时间较短，钢水氢含量偏高，
影响钢材质量。在当前快节奏生产条件下，通过优化单工位ＶＤ生产工艺、提高炉脱氢效率，保证脱
ＶＤ脱氢过程是由以下４个步骤组成Ｉ：４
① 钢液中溶解的氢原子向钢液一气相界面迁
移；
４２钢包顶渣特性及渣量．钢包顶渣特性及渣量也影响脱氢效果，目前的
②氢气原子通过液一气界面； ③ 在液一气界面氢原子变成Ｈ分子；
气效果，就显的尤为重要。由表２可见：电炉出钢前钢中的氢含量在较低的水平，由于电炉采用高铁水比例冶炼，氧化期Ｃ

脱氢工艺流程简述

脱氢工艺流程简述a.乙苯蒸发及脱氢部分:来自0.35MPa蒸汽管网的蒸汽经主蒸汽分液罐(V-2301)分液后进入蒸汽过热炉(F-2301)A室，加热到836℃后进入第二脱氢反应器(R-2302)顶部的再热器，出来的蒸汽降温至604℃进入蒸汽过热炉(F-2301)B室，加热至815℃后进入第一脱氢反应器(R-2301)底部的混合器。

来自中间罐区的新鲜乙苯与来自苯乙烯分离部分的循环乙苯混合后，按照最低共沸组成控制流量进入乙苯蒸发器(E-2304)。

来自0.35MPa蒸汽管网的蒸汽按照最低共沸组成控制流量进入乙苯蒸发器(E-2304)。

乙苯蒸发器(E-2304)用0.35MPa蒸汽作为热源，蒸发温度95℃。

从乙苯蒸发器(E-2304)出来的乙苯/水混合物蒸汽经过热器(E-2301)回收脱氢产物热量达到500℃左右后进入第一脱氢反应器(R-2301)底部的混合器与蒸汽过热炉（F2301B）的过热蒸汽混合温度达627℃，压力54kPa(A)立即进入。

第一脱氢反应器(R-2301)催化剂床层，乙苯在负压绝热条件下发生脱氢反应。

由于乙苯脱氢反应为吸热反应，第一反应器流出物温度降至547℃。

出料经第二脱氢反应器(R-2302)顶部的再热器（E-2300）加热至632℃后进入第二脱氢反应器(R-2302) 催化剂床层。

实现第二阶段负压绝热脱氢反应。

乙苯分别经历了在R-2301和R-2302中完成的二个阶段绝热脱氢反应后，温度为583℃的反应产物从R-2302中排出，首先进入（乙苯）过热器(E-2301)管程，同壳程的进料乙苯换热后，降温至347℃后进入低压废热锅炉(E-2302)的管程，加热壳程的锅炉给水，在壳程产生350KpaG蒸汽反应产物自身温度便降至160℃，并进入低低压废热锅炉 (E-2303)的管程。

由于E-2303处于较低的压力下，绝压紧29Kpa，自E-2303流出的温度降至120℃的反应产物仍呈气态，被导入下游的工艺凝液处理系统及尾气处理系统作进一步加工。

60t VD炉脱氢工艺优化实践

压力来增大钢液的比搅拌功，提高氢在钢中的扩散
一～～Ａ一一一～ＡＡ一一一一
４０４０
速度。定氢检验表明：即使在＜６ａ７ — ＰＶ钢液脱气的真空保持时间不够，如果吹氩搅拌效果好，中氢钢
含量依然可以降到２５×１．０以下。生产实践表明：
最佳吹氩压力Ｉ００Ｍａ最佳吹氩流量 ≥１０／＞．Ｐ，２５Ｌｍｎ脱氢速率随钢中氢含量的降低会逐渐减小。ｉ，
要进一步降低钢中氢含量，液在Ｖ钢Ｄ处理后期，可
莱钢特钢在现有装备条件下通过优化工艺参
张君平，亚丽，刘王学利，宪华，孟于学文
（莱芜钢铁股份有限公司特钢事业部，山东莱芜２１０）７５１摘要：影响６ｔＤ０Ｖ炉脱氢效果的主要因素有真空度、熔渣、吹氩流量和压力、原始［含量等，Ｈ］通过优化脱氢工艺，抽真空
４优化效果
通过优化ＶＤ炉操作工艺，Ｄ炉脱氢效率提Ｖ高。对ＶＤ前后钢中氢含量检测结果表明，Ｄ后钢Ｖ中氢含量控制在（．２）０，工艺优化前相０８． ×１～与５比钢中氢含量大幅下降。优化ＶＤ工艺后，液定钢氢结果见表２。
６Ｖ０ｔＤ炉均为单工位设置，旦某个生产环节出现一问题，造成整个生产流程节奏紧张，分炉次经会部ＶＤ真空处理时间较短，水氢含量偏高，响钢材钢影质量。在当前快节奏生产条件下，过优化单工位通

VD设备及典型钢种的冶炼工艺

崎喷粉法（KIP）；喂合金包芯线技术本开发的密封吹氩法（SAB法）和带盖钢包吹氩法（CAB法），1975
年日本开发的成分调整密封吹氩法（CAS法）。
真空处理
1－滴流钢包脱气法 2—真空浇注法 3—出钢脱气法 4—真空循环脱气法
从渣中转入脱氧后的钢水；有效方法：减少渣量，不提高碱度，降低Al2O3含量，使用MgO代
替CaO
例：与大气平衡的铁液中的ω[C]=2%， ω[Ti]=2%， ω[H]=1.0×10-3%，欲使[H]下降到0.1×10-3%，试问需要采取多大的真空度，T=1600℃。
关于脱氢时间的计算
VD精炼需考虑问题
质量定律：[C]·[O]=KCO·PCO 影响因素：进真空前温度；破真空温度；真空保持时间；真
空处理时间；Ar气流量；吨钢耗Ar量（马鞍山钢厂）
脱硫：CO分压降低，O浓度降低，为进一步脱 S提供热力学条件
夹杂物变性处理： 3Ca+Al2O3→3CaO+2Al xCaO+yAl2O3→(CaO)x(Al2O3)y 喂钙丝，使滞留在钢水中的固态Al2O3夹杂
真空度问题：真空度对应气体的最终含量温降问题：一般认为脱气过程中温降2-
3℃/min，在初炼炉或精炼炉中考虑温度因素脱氧效率的影响因素：进真空前温度；破真空
温度；真空保持时间；真空处理时间；Ar气流量；吨钢耗Ar量（马鞍山钢厂）
VD前的精炼工艺要点
电炉采用氧化法，原料采用精炼工艺：吊包入罐；启动吹氩；测温取样；
◆VD( Vacuum Degassing)法是将转炉、电炉的初炼钢水置于真空室中，同时钢包底部吹氩搅拌的一种真空处理法。可进行脱碳、脱气、脱硫、去除杂质、合金化和均匀钢水温度、成分等处理。其主要设备由真空系统、真空罐系统、真空罐盖车及加料系统组成。适于生产各种合金结构钢、优质碳钢和低合金高强度钢。

vd炉工艺

一、VD炉外精炼的目的：提高钢液纯净度改善钢液内在性能开发纯净钢和超纯净钢。

二、VD炉去气理论依据：气体在液体或固体铁中的溶解度与温度和外界气体分压力有关，当温度一定时气体溶解度和分压的平方根成正比，此即西韦特(Sievert)定律(也称平方根定律西华特定率)。

式中为常数。

当温度固定，气体分压减小，溶解度减小。

即只要降低该气体的分压力，则溶解在钢液中气体的含量随着降低，从而达到降低钢液中气体含量。

三、VD炉外精炼的去气基本原理：为了去除钢液中的气体根据西韦特定率必须降低钢液气体分压。

VD炉一般采用五级蒸汽喷射泵工作使真空罐达到67Pa以下。

四、喷射泵工作原理：蒸汽喷射泵是以蒸汽为工作介质，从拉瓦尔喷嘴中喷射出高速蒸汽射流来携带气体，从而达到抽气的目的。

工作步骤为在第一级喷嘴中通入一定压力、一定流量的工作蒸汽，用来引射真空容器中的被抽气体，被抽气体和工作蒸汽的混合气体经第一级扩压器压缩进入第二级泵中；第二级泵再以一定流量的工作蒸汽来引射第一级泵排出的蒸汽与被抽气体的混合物（被抽气体），经扩压器压缩而被排到下一级。

在第二级泵中排出的混合物中包含有第一级、第二级的工作蒸汽和被抽气体，故在这种混合物中工作蒸汽的比例占有绝大部分，若继续排入第三级泵，则气体负荷过大，会使第三级泵工作蒸汽消耗量过大，提高了生产成本。

因此，在第二和第三级泵中间设置中间冷凝器，将混和物中的绝大部分蒸汽冷凝成水，由冷凝器回水管排入浊水池。

同样，三、四和四、五级泵之间也要设置冷凝器，最后将被抽气体由消音器排到大气中，所获得的真空通过第一级真空泵和盛放钢包罐体连接管道在罐体内获得并维持一定的真空度。

VD炉真空泵工作原理图：被抽气体连接罐体蒸汽冷却水冷凝器真空泵蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽真空泵真空泵真空泵真空泵冷却水冷却水冷却水冷却水冷却水冷凝器冷凝器废气排空浊水池真空泵工作示意图VD炉蒸汽喷射泵：五、VD炉设备概述：主要包括真空泵系统、蒸汽锅炉和自动化控制系统机械部分（1）液压站：为罐盖提升/主截止阀提供动力（2）循环水泵站：为冷凝器和浊水池提供动力自动化控制系统：由低压电源柜、罐盖车传动柜、PLC柜、主操作台和计算机操作台。

杭钢100吨VD炉真空脱气工艺的开发与完善

世纪末世界先进水平的真空二次精炼设备，具有双工位的处理功能，其生产能力为年产７０万吨。ＶＤ
炉主要有真空站、抽气管道、冷凝器、真空泵、蒸汽供应系统、能源动力系统、测量系统等组成。其中真空泵为蒸汽喷射泵，共五级（七个）真空泵，能够
泵，Ｃ３冷凝器，炉气及蒸汽在冷凝器中与冷凝水进
行热交换，部分蒸汽转化成液态水进入热水井，排到大气中，从而达到抽出炉气的作用，其系统原理
如图是将钢包置于真空罐中进行真空处理，以
度越小，越有利于钢中自由气体原子的排除，提高
脱气率，如图２。真空度在１００Ｐａ以上时，即使长（２）
［Ｘ］＿脱气热力学可表示为
时间保温，ＶＤ的脱氢率也不高，基本都维持在３５％以下。因此，要满足ＶＤ脱氢要求，必须适当提高真空度。根据生产实际和设备抽真空的设计能力，优化后的真空度要求为６７Ｐａ。
４ｍｉｎ，就能够供出满足工作要求的１．４ＭＰａ、２１０￣Ｃ的
蒸汽。
２０１５年８月第三期
杭钢１００吨ＶＤ炉真空脱气工艺的开发与完善
３１
根据表１，经ＶＤ处理后钢中氮、氧、氢气体含量均有较大程度的下降，其中氮含量下降了２７％，氢含量下降了５９％，氧含量下降了２４％，脱气效果