RH炉外精炼的应用和研究

RH炉外精炼的应用和研究

摘要：随着我国钢铁冶金工业不断发展，在实际生产过程中，二次精炼过程作

为保障钢品种和质量的关键环节，需要对其进行有效控制。在本文中，结合某热

轧带钢厂RH炉外精炼，对其精炼工艺的特点、工作原理及其实施方案确定进行

阐述，同时也对RH生产过程中所存在的问题进行分析，并在此基础上提出有效

应对策略，以保障和提升钢的生产质量。

关键词：RH；炉外精炼；应用；研究

在我国科学技术不断发展背景下，对炼钢的成本、纯度及使用性能也提出了

更高的要求。RH法也被广泛应用到钢冶炼当中，起初主要是应用于钢液脱氢处理当中。长期发展下，RH法使用范围也在不断的扩展，现被应用于钢水脱碳、脱氧、吹氧升温、脱硫等方面，也取得了很好的应用效果。基于此，对RH炉外精炼的

应用展开分析和研究。

1基本概况

该热轧带钢厂配置了一座100tRH的炉外精炼装置，主要是为中薄板坯连铸机生产硅钢提供纯净的钢水，其中一次处理钢水量，每次在90~110吨左右，年处

理的钢水量为72.5万吨。脱气钢水合格率和脱气装置作业率分别为99%、71.4%。抽气能力为67Pa时，500kg/h，循环的速度为65t/min，最终硅钢成品碳合格率（ 50ppm）为100%[1]。

2 RH工艺简述

RH装置的主要用途体现在以下几方面：（1）脱氢，钢中含有氢使得钢脆性

增加和白点形成的最为主要的原因，因此需要对锻造钢坯、管线钢等进行脱氢处理，借助RH法可以获得最低的氢含量；（2）氢处理，在RH装置中开展合金化

可以显著提高收成率，并且实现连续性添加合金。在真空条件下进行脱氧还可以

起到节约合金和减少脱氧剂的作用，不仅有效实现了自由氧的排除，钢水还实现

了有效脱碳；（3）真空碳脱氧，在真空条件下，气体作为脱氧的产物，会使得

钢水更加的洁净，为达到这一效果，就需要对真空泵进行分级启动，促使氧气转

炉钢的质量等同于电炉钢的质量；（4）自然脱碳，由于降碳的平衡值比较低，

并且最终所取得的碳含量也与受脱碳动力学所限制，对其进行真空处理，并在此

基础上采用先进的工艺技术，可以显著提升脱碳的速率，并且获得极低的碳含量

[2]。

3 RH工艺方案确定

3.1选定RH装置

经最后决定选择双室平移交替式，真空室整体吊换，其应用优势主要体现在：（1）作业效率比较高，无论是真空室，还是双室平移交替的时间都比较短，设

备作业也不会受到材料寿命制约；（2）占地面积较大，一次性投资较高，而吨

钢的成本比较低。

3.2真空室形式确定

主要运用分段式，优缺点如下：（1）真空室结瘤，由于在中部和底部连接法兰是运用水冷，也就会出现局部冷点，甚至是出现冷钢，就需要在间歇期间对其

进行加热处理，以防止出现冷钢的情况；（2）设备配备合理化程度高，结合不

同部位耐火材料的寿命，在中部和底部进行配备；（3）进行加热的能耗比较低[2-3]。

3.3顶吹氧枪形式确定

结合其厂的实际情况，选取MESID顶枪进行应用。

4 RH工作原理

真空是一种物理概念，即低于一个大气压的稀薄的气体状态，真空度本质上

反映了单位体积内气体分子数目，实际上用气体压强进行表示。其中真空的获得

需要蒸汽喷射泵在其中发挥作用，而蒸汽喷射泵又主要是由喷嘴、混合室和扩压

器所组成，当一定压力工作蒸汽在经过拉瓦乐喷嘴达到音速时，进行膨胀，这个

过程中压力在持续的降低，而速度在快速的升高。根据物体冲击动量守恒定律，

工作蒸汽与被抽气体进行动量交换，速度与压力关系可以运用公式进行表达：。 RH-TB钢水循环脱气装置使用两根浸入到钢水中的插入管，随着抽真空的开始，在钢水罐表面作用的大气压引起的钢水提升到大约RH-TB钢水循环脱气装置，再使用两根浸入到钢水中的插入管，伴随着开始抽真空，在钢水罐表面作用的大

气压所引起的钢水提升到约1.45m的高度，氩气泡在高温的作用下会快速的膨胀，钢水的密度也会随着高度方向呈现出持续下降的趋势，并且钢水也会出现流动的

情况，由于气体在进入真空室以后会从钢水中排出，使得钢水变成液滴，当这些

液滴与真空接触以后，会取得很好的脱气效果。脱气以后的钢水通过下降管返回

到钢包，可以实现钢水的持续循环，然后再通过设置在的真空室顶部的多功能氧

枪和真空室中部的合金下料通道对钢水温度、成分有效进行调整，进而实现钢水

的精炼[3]。

5 RH生产时可能会遇到的问题及其应对策略

5.1提升气体管路被堵死

提升气体管路总共有10支，上下两排，受到制作原因、处理间歇时熔渣流下、错误操作等因素影响，导致提升气体管路被堵死。根据水模的结果，将会对环流

量造成严重的影响，如果是轻处理钢水勉强还能够维持，但是也无法生产超低碳

钢水。

5.2真空室熔穿

由于真空室内耐火材料减薄，检查不够到位，砌筑质量等原因，在环流管、

底部真空室冲击侧、插入管与环流管焊接处、底部真空室连接处等部位会出现熔

穿的情况，在对钢水处理过程中，也会发现这些部位出现变红、变白的情况。一

般情况下，熔穿较小会发生破空的情况，但是熔穿过大就会出现真空室大翻现象，然而无论是发生哪一种情况，都需要对其采取紧急措施，以降低损失[3-4]。

5.3真空度低无法处理钢水

影响真空度的因素有很多，但是在设备正常运转情况下，应当逐一对比较容

易出现漏气的位置进行检查，这些部位主要包括：中部真空室与热顶盖之间的连接、顶枪的密封、下料翻板阀、真空主阀、冷凝器密封孔等。在对这些部位进行

检查时，绝对不能够允许用手直接去试验，可以借助纸条、布条等进行测试。

结语：

在本文中，对RH炉外精炼的应用展开研究，主要是借助某热轧带钢厂RH炉

外精炼展开，并着重对RH炉外精炼工艺的特点、工作原理等进行详尽的分析和

阐述，最后也对开展RH生产时可能会遇到的的提升气体管路被堵死、真空室熔

穿等问题进行分析，并提出具有针对性的应对策略，以确保生产稳定运行，并保

障和提高生产产量。

参考文献：

[1]袁东颖，刘江涛，张文政.浅谈炉外精炼（LF）在冶金工业中的应用[J].山东

工业技术，2017（17）：33.