一种创新型的高效RH二次精炼流程

2.7 RH采用卷扬提升装置与传统的液压顶升装置相比 设备结构相对简单。设备故障率相对较低，运行安全稳定 可靠，维护成本低。今年RH月平均故障总时间在2.5小时 以内。 2.8 连铸浇完的空罐由离线布置的过渡线运回出钢跨， 座罐在出钢跨进行，整个钢包运行线路按逆时针方向形成 一个循环，因行车使用环节少，生产调度组织也相对容易。
3.1 RH精炼处理与转炉 连铸节奏匹配技术 精炼处理与转炉-连铸节奏匹配技术 精炼处理与转炉
武钢股份炼钢总厂四分厂设计转炉和铸机生产周期在通常情况 下均为38~40分钟，这样就要求RH精炼即使在脱碳工艺条件下，其 周期也要控制在38~40分钟，因此在配套设计RH精炼处理装备时， 一方面在工艺布局设计上将过程耗时缩短了近10分钟，该10分钟的 节约使生产组织发生了质的变化，使一炉对一机的生产组织模式变 成了现实。并增强了精炼钢水条件及设备的稳定性，另一方面在工 艺装备设计上也需充分考虑快速脱碳、快速的合金化混匀时间，如 果装备工艺不能实现高效化，将极大的限制流程布局优势的发挥， 并阻碍整个流程的顺畅运行。该厂通过装备的合理设计及优化生产 组织，大部分主要钢种在RH处理时间均控制在15~40分钟，在此基 础上，在生产组织原则上采用转炉与其对应在线的RH精炼装置一对 一衔接，因此该厂可以实现100%经过RH的多炉连浇，从而最大程 度的发挥RH在线布局的优势；在计划检修时也形成转炉-RH配套组 合检修模式，上述措施有效保证了RH在线布置优势的发挥，使RH 精炼与转炉-连铸节奏匹配程度高，全连铸生产组织顺畅。
一个现代化炼钢厂仅仅实现全连铸，实现多炉连浇并 不一定说明其高水平，因为可以采取很多补救措施来实现， 比如用钢包炉来调节温度、节奏，采取铸机升降速来调节 温度和节奏，但凡高水平、高质量铸坯要求连铸机按典型 拉速浇钢，浇注曲线在规定的拉速上近似一条直线，而炼 钢总厂四分厂投产很短时间典拉率达到90%以上，经常一 个班典拉合格率达100%，与工艺的配置直接相关。较高 的典型拉速合格率保证了连铸操作的稳定和铸坯稳定的高 质量，自2008年11月28日该厂投产以来，两台铸机运行至 今共计一年零八个月不漏钢，总计浇铸炉数24500多炉， 其中1＃机11380炉、2＃机13190炉不漏钢，创造新铸机投 产后不漏钢世界先进水平；同时铸坯实物质量合格率保持 在99.98％以上高水平，铸坯中心偏析自投产以来未出现A 级偏析，今年以来无B级及以上偏析。
图3 RH精炼装置在线布置示意图
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RH在线布置流程的主要特点 RH在线布置流程的主要特点
2.1 RH在线布置，大大缩短了冶炼炉出钢后钢水的倒运时间，钢水直 接经由冶炼炉钢包车开出至RH处理位对中后由RH在线卷扬提升至处理高 度进行处理，一方面消除行车倒运钢水起吊、在途、落钩整个过程消耗的 时间，为此我们对在线和离线方式作一比较（见表1），另一方面消除因 行车占用、故障及串车等异常因素影响的时间，增强了流程的稳定性和流 畅程度。与此同时冶炼炉钢包车可返回炉后等待下炉座罐出钢；处理结束 的钢水由RH钢包车承接开出至钢水接受跨，由行车吊上连铸。冶炼炉至 RH整个工艺过程紧凑，充分发挥冶炼炉冶炼能力。与原离线布置相比， 可节约行车倒运时间10分钟左右。因此有效提高了RH精炼处理比例，能 使RH精炼处理比例达到80%以上。
3.2.3 装备多功能MFB顶枪
RH-MFB装置生产深脱碳钢，可以使促进脱碳速率的 提高； RH-MFB装置可有效提高RH终点温度控制的稳定性； RH-MFB装置对钢水和耐材可进行加热，确保减少钢 水温度损失8-10℃。
3.3 该套RH精炼装备循环能力主要指标水平 短的混匀时间是高效精炼装置必须具备的特征,四分 厂精炼设备采用大的循环流量和较大的真空抽气设备, 合金化后的混匀时间比较短平均在2分钟。（见图4） 脱碳操作过程钢中碳含量的变化见图5，从图可见表 观脱碳速度常数达0.25min-1 ，10分钟钢中平均碳含量 达到26ppm，15分钟钢中碳含量平均10ppm。
图2 RH在线布置在炼钢-连铸流程中运行模式
图3所示为RH精炼装置在线布置示意图。为使钢水精 炼过程不占用冶炼炉钢包车，把RH精炼的顶升装置设计为 钢包卷扬提升方式，取代了传统设计上的钢包液压顶升装 置。在线有两台钢包车的设计，使得RH处理位卷扬将钢包 提升处理钢水时，两台钢包车可完成钢水交接功能，也可 互为备用。不会影响在出钢跨为转炉下炉出钢进行的座罐 准备。该套RH精炼装置设计为1个工作位+2个检修(待机)位， 通过快速横移实现真空室的转换。
3.2
RH高效化生产装备技术 RH高效化生产装备技术
3.2.1 提高真空室高度 提高真空室主要目的： 为真空下提高精炼反应速度提供充分的反应空间； 为实现真空下吹氧和二次燃烧提供充分保证条件； 改善真空室上不的工作条件，减少结冷钢。 我厂设计真空室全高超过12米，合金下料口距离底 部砌砖面超过5米，实际运行能充分满足高效冶炼要求， 合金加料口不易结冷钢。
不同布置形式从出钢至RH工序耗时的比较 表1 RH不同布置形式从出钢至 工序耗时的比较 不同布置形式从出钢至 项 目 出钢出钢-挂罐位 时间min 时间min 1～2 1～2 起吊钢水 时间min 时间min 3 运输在途 时间min 时间min 3～5 落钩时间 min 3 进入处理位 min 1～2 1～2
离线RH布置 离线RH布置 RH 在线RH布置 在线RH布置 RH
2.2 由于每罐钢水从出钢到浇铸的在途时间的缩短， 可减少整个过程温降约10℃，出钢温度亦可相应降低， 有利于降低转炉氧耗、提高转炉钢水收得率、提高转炉、 钢包的耐材寿命的综合效益，同时也有利于RH温度控制 的稳定性和标准化。 2.3 RH处理采用两台钢包车完成钢水的交接，前炉 处理钢水开走后，后炉钢水即可迅速就位，可减少RH设 备的空置时间约5min，由于真空室连续接收钢水，室温 较高，真空室积渣很少，因而减少了真空室流渣作业时 间及能耗，从而又提高了RH设备的作业率，由于连续作 业，浸渍管减少了极冷极热，寿命也大大提高，减少RH 耐材温损，降低了耐材消耗。在过去的一年多时间，随 着RH处理比例的提高，RH浸渍管寿命也从最初的40次 左右提高到目前的130次左右。
3
与RH在线布置配套的高效精炼技术 RH在线布置配套的高效精炼技术
工艺流程的高效合理布局必须与高效合理的装备技术 相结合才能使其效能最大化。前面讲述的RH精炼装置在线 布置充分体现了合理性和高效率，但其效能最大化的发挥 同样也需要RH高效精炼技术与之相配套，也需要极大的适 应转炉和铸机的生产节奏。
李凤喜 田义胜
邹继新 李具中
彭玮珂
杨杰
（武汉钢铁股份有限公司） 武汉钢铁股份有限公司）
前言 RH在线布置的布局与工艺流程 RH在线布置的布局与工艺流程 RH在线布置流程的主要特点 RH在线布置流程的主要特点 与RH在线布置配套的高效精炼技术 RH在线布置配套的高效精炼技术艺流程中最重要的工序界面，具 有保证炼钢与连铸两大生产单元能力匹配与物流衔接，发挥 时间节奏缓冲和钢水温度、成份调节等重要作用，是实现动 态-有序、连续-紧凑运行的重要工序。武钢股份炼钢总厂四 分厂作为武钢新建的冷轧硅钢和家电板生产线，设计上决定 了该厂RH二次精炼装置须具有较高的作业效率和RH处理比 例。武钢在该炼钢生产线自主研发并设计出将RH精炼装置 布置在与转炉出钢同一轨道上的RH在线流程布局，有效提 高RH处理比例达到80%以上的能力，同时转炉-连铸机通过 RH精炼环节的衔接更趋高效合理，各主要经济技术指标得 到跨越式的提升。
RH在线布置的布局与工艺流程 1 RH在线布置的布局与工艺流程
图1 所示 为武 钢 股 份炼 钢 总厂 四 分 厂总 体 工艺 流程布局，RH精 炼 装 置紧 凑 地布 置 在 转炉 出 钢同 一 轨 道上， 从流 程 上 来看 一 座转 炉 供 应与 之 相对 应的一座RH精炼 炉 明 显更 加 高效 紧凑。
2.4 在线设计两台钢包车（冶炼炉钢包车和RH钢包 车），除可完成正常工艺条件下的钢水交接功能外，还可 互为备用，避免钢包车故障造成生产的中断。 2.5 采用在线布置，每炉钢水可减少一次钢水的吊运 过程，炉后起吊重罐的行车作业率大幅下降，因而设计上 减少了炉后出钢跨大型行车的数量（常规为2台，目前四 炼钢为1台）。 2.6 极大地提高RH精炼区域的安全性。RH钢水罐的 提升是靠卷扬提升装置来完成，而不是采用传统的液压顶 升装置。由于提升设备布置在RH室的上部区域，处理过 程中钢水罐下方无设备或仅有钢包车，可避免因处理过程 中钢包的意外穿漏造成的重大安全事故。
3.2.2 增大循环流量及提高真空泵抽气能力 通过设计较大浸渍管直径、提高真空泵抽气能力 均能有效提高钢水的循环流量，显著提高脱碳速度。 采用了较大的循环管内径，循环速率达到210吨 超过了钢包钢水量。 真 空 泵 的 抽 气 能 力 选 用 比 较 大 ， 8 KPa 为 4800kg/h ，67Pa 为1000kg/h。
图4.合金添加后钢中成分随时间的变化
图5.脱碳时间与钢中碳含量的变化
结
语
炼钢总厂四分厂RH在线布置从工艺设计到投产已运行近 2年时间，体现出了明显的技术优势和良好经济适用性，在品 种计划编排上能满足65%以上经RH精炼处理的品种，在产能 满负荷运行情况下单月实际RH处理比例最高达到80%以上， 达到国际先进水平，曾经连续一周RH精炼比达到100%，充 分发挥出在线布置的优势，实现了真正意义上的转炉－真空 －铸机节奏的匹配。由于工艺流程合理，生产组织顺畅，操 作培训到位，该厂投产以来未发生一起铸机漏钢事故。
图1 总体工艺流程布局
针对上述流程我们以运行动力学模式来表述（见图2）， RH在线布置在转炉至RH环节尽可能避免了随机的无序“紊 流”运行，实现了有序“层流”运行机制，使RH精炼工艺在 炼钢-连铸工艺流程衔接中起到了稳定高效的调节作用。
1#KR 1#转炉 1#RH 1#CC
高炉铁水
热轧 2#KR
2#转炉 2#RH 2#CC