RH真空精炼技术的发展

RH 的发展历史
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RH精炼技术是1959年德国Rheinstahl和Hutlenwerke公司联合开发成 功的。RH将真空精炼与钢水循环流动结合起来，具有处理周期短，生产 能力大，精炼效果好等优点，适合冶炼周期短，生产能力大的转炉工厂采
Hale Waihona Puke 用。RH发展到今天，大体分为三个发展阶段： （1）发展阶段（1968年~1980年）：RH装备技术在全世界广泛采用。 （2）多功能RH精炼技术的确立（1980年~2000年）：RH技术几乎达到
OD AOD
大板
脱磷 脱硫
坯连 铸
不锈钢
RH-
OB/
KTB
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短流程钢厂冶炼工艺路线
铁水 脱硫
废钢
转炉 电炉
CASOB
LF 炉
小方坯 连铸
各类建材 普碳钢 普通低合金钢 机械工程用钢 易切削钢
废钢 生铁 DRI/HBI
UHP 电炉
LF 精炼
薄板坯 连铸
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普通热轧板 冷轧板 镀层板
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RH装置示意图
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RH处理钢水过程
• 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0.67 mbar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，形成气泡泵，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。
尽善尽美的地步。
表1 RH工艺技术的进步
工艺指标 C
钢水纯净度/×10-6 S T.O P N
钢水温度 脱碳速度常数 温度波动
H 补偿量/℃ Kc/min-1
℃
技术水平 ≤20 ≤10 ≤15 ≤20 ≤20 ≤1.0 26.3
0.35
≤±5
（3）极低碳钢的冶炼技术（2000年~ ）：为了解决极低碳钢
• 处理时间t：指钢包在RH工位停留时间，处理时间
取决于允许的钢液温降Tc和处理过程中钢液的平均
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RH精炼技术的发展
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现代纯净钢生产工艺流程
在纯净钢生产中，RH是最重要的真空精炼装置之一， 应用越来越广泛，新建钢厂多数选择RH精炼。
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钢
铁
冶
炼
工
艺
路
线
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大型联合企业冶炼工艺流程
铁水脱硫 转炉复吹
CAS-OB
板坯连铸
LF
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
• 为满足钢种要求、精确控制钢水成份，通常，RH处理过 程中还需进行合金化处理。铁合金材料经高位料仓、称 量台车、真空料斗、合金溜槽，在真空状态下通过真空 槽进入钢水，完成合金化功能。
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RH工艺流程
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RH工艺过程描述
• 钢水即将到达前，关闭主真空阀为真空泵的提前启动作好 准备。
人工加保温剂。 • 钢包台车开出，用吊车将钢包吊至下工序。
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RH法的设备
RH的主体设 备构成： • 真空室及附 属设备； • 气体冷却器； • 真空排气装 置； • 合金称量台 车及加料装 置。
编辑课件pptRH精炼车间示意图
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RH设备示意图
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RH真空室
• RH真空室形状如右图，真空室 外壳为钢板围焊成的圆筒状结 构，内衬为耐火砖。真空室下 部有两根用耐火材料制成的可 以插入钢液的浸渍管，也称升 降管，其中一根为钢液的上升 管，另一个根为钢液的下降管， 浸渍管的上半部外侧钢管结构。 真空处理时钢液沿上升管进入 真空室，沿下降管返回钢包。
• 盛有钢水的钢包座落于钢包台车上，并启动前级真空泵进 行预抽。
• 钢包台车运行到处理工位正下方，将环流气体由氮气切换 到氩气。
• 启动液压顶升机构，将钢包顶升到预定高度，打开主真空 阀，钢水即进入真空槽，形成环流。
• 测温取样及定氧，根据测定结果决定是否进行“先行处 理”。先行处理即正规处理以外的预备性处理。如钢水温 度过低，可先行化学升温；钢水含氧过高，可先行加Al处 理；钢水含碳过低可先行加碳处理等。先行处理后须再次 测温取样以确认先行处理的结果。
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RH真空室示意图
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RH法主要的工艺参数
• 处理容量V：指被处理的钢液量，RH处理容量的上 限理论上是没有限制的，处理容量的下限取决于处 理过程的温降情况。一般认为，在炉内处理时不应 小于10t，在钢包处理时，不应小于30t，当容量小 于30t时降温显著。目前已建成的RH装置最大容量 为300t。
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RH工艺过程描述
• 对钢水进行该钢种所必须进行的处理，（如脱氢处理，深 脱碳处理，轻处理，深脱氧处理等）。处理过程中真空度 和环流气体流量按各处理模式自动进行变换。
• 处理结束前再次测温取样，确认处理目的是否已达到。 • 合金微调及最终脱氧。 • 测温取样后关闭主真空阀，破真空。 • 钢包下降，座落到钢包台车，同时将环流气体切换成氮气。 • 钢包台车运行到喂丝工（加保温剂）位，按钢种要求喂丝，
（[C]≤10×10-6）精炼的技术难题，需要进一步克服钢水的静压力，以
提高熔池脱碳速度。
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RH的工作原理
钢液真空循环原理类似于 “气泡泵”的作用，如右图所示： 当进行真空脱气处理 时，将真 空室下部的两根浸渍管插入钢液 内100-150mm的深度后，启动真 空泵将真空室抽成真空，于是真 空室内外形成压差，钢液便从两 根浸渍管中上升到压差相等的高 度（循环高度）。此时钢液并不 循环，为了使钢液循环，从上升 管下部约三分之一处吹入驱动气 体，气体进入上升管的钢液后由 于受热膨胀和压力降低，引起等 温膨胀，在上升管内瞬间产生大 量的气泡核并迅速膨胀，膨胀的 气体驱动钢液上升。
RH/KTB/PB
板坯连铸
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产品 IF 钢 电工用钢 石油管线钢 低温用钢 超深冲钢
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特殊钢厂冶炼工艺路线
废钢
UHP
生铁
电炉
D R I/H B I
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
LF
大方
硬硬线线钢钢
精炼
坯连
帘帘线线钢钢
RH
铸
精炼
石石油油套套管管
SS-V
铁水 脱硅
转炉 复吹