不同种类的RH精炼装置和工艺特点分析-王新华-PPT

❖ 但是，有些钢厂生产LCAK钢与IF钢共用一台RH装置， 为满足IF钢精炼需要，这些钢厂有必要选用高效化RH精 炼装置。
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3、热轧板类钢种RH精炼装置及工艺特点
❖ 硫含钢 类 材 型量普成 名遍品 称 低于钢 冷种 轧钢代 尺 表 寸种，要 品尤求 性 其成 能 在夹低杂物合炼钢金偏控析钢制要和点成微分合金化 钢中，包DI 罐括材 很低多碳铝超镇低0硫.2-0和.3 极防止低冲罐硫时含<量40m钢种-； -
0.02～
0.10～
0.020～
LCAK 0.06 ≤0.03 0.30 ≤0.020 ≤0.015 0.07 ≤0.004
0.01～
0.10～
0.020～
ELC 0.02 ≤0.03 0.30 ≤0.020 ≤0.015 0.07 ≤0.004
0.10～
0.020～
0.02～ 0.03～
ULC <0.0035 ≤0.03 0.30 ≤0.020 ≤0.015 0.07 ≤0.003 0.04 0.06
大批RH新工艺技术，均与超低碳IF钢的生产相关。
3
IF钢的更加超低碳化趋势
超深冲钢(IF钢）： ❖ 超低碳化(低温退火钢板)； ❖ 抗二次加工硬化(低磷)。
烘烤硬化钢(BH钢）：
❖ [C]：30~50ppm； ❖ C、Nb、Ti精确控制。
日本IDFP钢、目TR标I：P高强度钢： 19❖8500s：0~92000pMpmP；a； 19❖9D0sP：已商1业5p化p应m；用。
❖ 双精炼工位； ❖ 真空抽气能力：1100～1250kg/h； ❖ 浸渍管内径：≥750mm； ❖ 最大提升气体流量：≥4000Nl/min。
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3、低碳冷轧薄板钢种RH精炼装置及工艺特点
冷轧薄板主要钢类
钢类 [%C] [%Si] [%Mn] [%P] [%S] [%Al]s [%N] [%Nb] [%Ti]
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感谢！
敬请批评指正！
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寿命
B,D 系夹杂
[Ti]15ppm
线材 轮胎子
SWRH72.82
0.1-0.4
防止拉丝断 裂、高抗疲
减少不变 形夹杂物
○
－
午线
A
mm
劳特性
d<20m
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真空处理不是“瓶颈”
由于须进行深脱硫，周期 大多在40～50min。
主要生产热轧钢板的企业， 更宜选择VD精炼工艺方法。
热轧钢种的RH真空脱气一般可在30min内完成， 不会成为生产流程中的“瓶颈”。
第2炼钢厂：
❖ 300t顶底复吹转炉×2 ❖ RH×2 ❖ V－KIP×2 ❖ 2＃板坯铸机，3＃板坯铸机
1＃RH：
❖ 1979年建成并经多次改 造；
❖ 抽气能力: 1000kg/h ❖ 浸渍管内径：650mm ❖ 提升气体: 2500Nl/
min ❖ 不能满足IF钢精炼需要.
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2019年新建2＃RH(IF钢专用)
超高强度钢：2000s：10ppm。
❖ 热冲压成形； ❖ 局部热处理等。
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低温退火用超低碳IF钢板（13ppm）
宝钢2＃RH2019年12月生产实绩：
满足低温退火工艺要求IF钢板(碳含量<13ppm)的比 率达到了70％。
Cui Jian, “Development of RH Refining technology at BAOSTEEL, 2nd CSM-VDEh Seminar On Metallurgical Fundamentals, June 18-19, 2019, Dusseldorf, p.159
不同钢类的RH精炼装置和工艺特点分析
王新华
北京科技大学
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1、 前言
❖ 近年来国内大多数钢铁企业进行了改、扩建，许多钢厂选择 了RH精炼工艺方法；
❖ RH精炼装置数目增加很快；
❖ 也存在一些问题： 70
❖ 一些6新0 建RH装置的使用率很低；
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RH装置数量
❖ RH能50力选择方面有偏差(偏小或过44大)等。
❖ 1950～1970年代，受炼钢装备水平所限，IF钢产量一直不 高；
❖ 1980年代后，随着复吹转炉、冷轧板连续退火尤其是强大 功率的RH精炼装置的开发成功，IF钢产量快速增长。
2. IF钢生产又带动和促进了RH装备和工艺技术的发展：
❖ 满足IF钢更加超低碳化的需要； ❖ 必须缩短精炼周期以适应高拉速连铸； ❖ RH－OB、RH－KTB、高真空大环流量RH、双精炼工位RH等
4. 热轧钢板类钢种炉外精炼的主要任务是深脱硫和脱氢，以热轧板为主 要产品的钢厂，其炼钢生产流程的“瓶颈”为LF，因此没有必要过度 增大RH装置的真空能力、浸渍管内径、提升气体流量和采用双精炼工 位等
5. 高品质合结钢LF精炼周期长于RH真空精炼，以合结钢作为主要产品 钢厂，也没有必要过度增大真空能力、浸渍管内径、提升气体流量和 采用双精炼工位等。
5
RH脱碳反应速率
加快脱碳速率的措施：
❖ 快速提高真空度(降低Ptotal)； ❖ 加强真空槽内钢水搅拌混合(增加kCO和
kS)； ❖ 加大钢水环流速率Qm。
增大环流速率Qm的措施：
❖ 快速提高真空度(降低Ptotal)； ❖ 增加浸渍管内径(D)和提升气体
流量(G)。
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R近年H来装新置建的参主数要用(于举IF例钢)精炼的RH装置，均
2. 生产超低碳IF钢应采用高效强大的RH精炼装置，对于250～300t容 量级RH装置，真空抽气能力在1100～1250kg/h，浸渍管内径 ≥750mm，最大提升气体流量≥4000Nl/min即可以满足IF钢高 效精炼的需要。
3. 生产低碳铝镇静钢冷轧薄板钢种如采用RH精炼，由于精炼任务较轻， 没有必要过度追求增大真空能力、浸渍管内径、提升气体流量和采用 双精炼工位等。但是，如与IF钢生产共用一台RH装置，则有必要选 用高效化RH精炼装置。
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真空度和环流速率比较
环流速率大幅度提高
钢水环流速率(t/min)
300
250
200
169.2
150
100
50
0
1＃RH
239.5
2＃RH
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2＃RH脱碳能力显著提高
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IF钢精炼用RH合理参数
❖ 必须采用强大高效的RH精炼装置； ❖ 应对加大真空能力、浸渍管内径、提升气体流量等因
素综合考虑，而不应片面追求过大真空抽气能力； ❖ 合理配置（250～300t钢水包）：
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RH不是生产“瓶颈”
❖ LF精炼任务重： ❖ 直接和扩散脱氧； ❖ 脱硫； ❖ 夹杂物转变；
❖ 周期：＞50min。
❖ RH精炼周期大多短于 40min；
❖ 不是炼钢－精炼－连铸 生产流程的瓶颈。
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合金结构钢RH精炼装置选择
❖ 合结钢钢水真空处理主要有RH和VD两种工艺方法： ❖ 采用VD进行真空处理时，会有钢液与炉渣混合搅动发生， 由此会造成钢水中夹杂物（尤其D类夹杂物）量增多； ❖ 采用RH精炼，炉渣与钢液的混合程度显著降低，有利于 生产高品质超低氧合结钢； ❖ 特殊钢厂应选择RH真空精炼工艺。
❖ RH设备34参00 数和精炼工艺3与4 钢种密切相关，本文以IF钢、低 碳冷轧钢20板、热轧钢板和合金结构钢四类钢为例，对RH主 要设备参10数选择12 和精炼工艺特点进行分析讨论。
0
1997
2006年
2007年
2008年
2
2、超低碳IF钢RH精炼装置及工艺特点
1. RH精炼工艺使大批量、经济地生产IF钢成为可能：
分脱碳； ❖ 随后进行脱氧和去除夹杂物操
作。
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低碳冷轧薄板钢种RH精炼装置选择
❖ 由于不需要对LCAK钢进行深脱碳处理，RH精炼任务因此 较IF钢大大减轻；
❖ LCAK钢可采用CAS、钢包吹氩等多种二次精炼工艺方法， 既便采用RH精炼，由于精炼任务较轻，因此没有必要过 度追求增大真空能力、浸渍管内径、提升气体流量和采用 双精炼工位等；
300
300
1000 1000
650
750
～2500 ～4000
169.2 239.5
JFE 福山 厂 4＃RH 1994 年
250 1500
600
～5000
191.6
宝钢 2＃ 宝钢 4＃ 武钢三炼钢
RH
RH
厂 2＃RH
1999 年 300
在建 300
2005 年 250
1100
1500
1200
750
静钢
mm 厚 裂纹
❖ 重 钢要用薄 板用厚途板超 耐深酸厚，性冲介钢板要X超 镇5要 求低静2-碳钢X[求7铝0H级对]≤0m1[.m02-H1厚-400.].m56m进p抗r 行>p氢1.m致8严-裂2；.纹格0 形控<态10控0制制m ，如○- 高[[超CN低]]品硫2300质化pppp(mm 管线
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热轧钢板钢种RH精炼装置选择
❖ 以热轧钢板为主要产品的钢厂，其加快炼钢生产流程的瓶 颈为“LF”精炼，因此也没有必要过度追求增大真空能力、 浸渍管内径、提升气体流量和采用双精炼工位等；
❖ 但是，一些钢厂生产热轧钢种与IF钢共用一台RH装置， 为满足IF钢精炼需要，这些钢厂有必要选用高效化RH精 炼装置。
❖ 君津厂已有20多年RH生产IF钢的经验，在设计选择2#RH装 置参数时进行了充分论证： ❖ 1＃RH真空抽气能力(1000kg/h)已能够满足精炼要求； ❖ 浸渍管内径和提升气体流量偏小，影响了钢水的环流速率。
❖ 2＃RH与1＃RH相比主要有以下改进： ❖ 浸渍管内径由650mm 增加至750mm； ❖ 提升气体流量由2500 增加至4000Nl/min； ❖ 将真空系统设备和管路 的内容积由490Nm3减 少至340Nm3。
❖ 除厚管板线、 钢质 低腐 温等蚀 用钢 钢少9低数%合Ni金钢钢钢种厚 1对0-40硫mm 化抗低物温脆类化夹杂－物的○种[[类SP]]和100.p0形p0m3)% 貌控
制管有线严钢 格要求外，大厚多数钢种对夹杂物没有[明S]确0.0的01% 控制
要求； 板 耐层向撕 高强度结 10-40mm 抗层向撕裂
选择了强大真空系统(抽气能力）、大内径浸渍 管、双精炼工位等，IF钢精炼水平显著提高（如 宝钢2＃RH、武钢三炼钢2＃RH）。
设备参数
建成时间
钢水包容量（t）
真空抽气能力 （kg/h）
上升、下降管直径 （mm）
提升气体流量 （Nl/min）
钢水环流速率 （t/min）
新日铁君津厂
1＃RH 2＃RH
19170900年 2003 年
裂钢
构钢
厚
－
○ 低磷化、低 硫化
❖ 热轧无 钢 缝 管钢板轴承用座圈钢J轴二-承2)钢次(SU精5炼0-30的0 主高 寿转命要动疲任劳务减 B,是D少系A脱S夹TM杂-硫－和[T脱T[iO]]氢1200（ppppmm 厚板
产品）。 棒 材 轴承钢
轴承钢(SU 30-65
J-2)
mm
高转动疲劳 减少 ASTM- ○ T[O]10ppm
750
750
～4000 ～4000 ～5800
239.5 239.5
271.1
7
RH装置并不是愈强大愈好
❖ 过度增大真空抽气能力：
❖ 设备投资增加； ❖ 操作功耗增加。
❖ 过度增大浸渍管内径：
❖ 浸渍管寿命降低。
❖ 过度增大提升气体流量:
❖ 浸渍管寿命降低； ❖ 生产成本增加。
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新日铁君津厂新建2＃RH的经验值得借鉴
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4、合金结构钢（棒线材）RH精炼装置及工艺特点
❖ 合金结构钢棒线材用于制作机 械设备中的轴件、齿轮、弹簧、 轴承等；
❖ 大多是在动载荷，即冲击、振 Байду номын сангаас或承受周期性交变应力的条 件下工作，疲劳破坏是导致工 件失效的重要原因；
❖ 钢中非金属夹杂物往往为疲劳 裂纹的起源；
❖ 为了保证钢材的抗疲劳破坏性 能，必须对夹杂物进行严格控 制，高品质合结钢T[O]含量绝 大多数须低于12ppm，轴承钢 T[O]甚至在5ppm以下。
大量采用CAS、钢包吹氩等 较简易的炉外精炼工艺方法。
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采用RH对LCAK钢进行精炼（两种工艺）
“工艺一”： ❖ 转炉出钢过程对钢水进行铝脱
氧； ❖ RH精炼过程不再进行脱碳； ❖ RH精炼主要任务是通过钢水环
流运动促进脱氧产物充分去除。 “工艺二（RH轻处理）”： ❖ 转炉出钢不进行铝脱氧； ❖ 利用RH在较低真空度下进行部
❖ 高品质合结钢RH精炼周期大多短于40min，不是炼钢－ 精炼－连铸生产流程的瓶颈。特殊钢厂也没有必要追求过 度增大真空能力、浸渍管内径、提升气体流量和采用双精 炼工位等。
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5、结论
1. RH精炼设备参数和精炼工艺与所生产钢种密切相关，近年来新建和改 建的RH装置大多数采用了双工位、加大真空能力、浸渍管内径和提升 气体流量等技术，这些RH高效化措施主要是针对IF钢生产的。