【正文】 已經(jīng)由原來單一的脫氣設(shè) 備轉(zhuǎn)變?yōu)榘婵彰撎?、吹氧脫碳、噴粉脫硫、溫度補(bǔ)償、均勻溫度和成分等多功能的爐外精煉設(shè)備。由于上升管不斷向鋼液吹入氬氣 或氮?dú)?，相對(duì)沒有吹 氣體 的下降管產(chǎn)生了一個(gè)較高的靜壓差，使鋼水從上升管進(jìn)入并通過真空槽下部流向下降管，如此不斷循環(huán)反復(fù)。此階段的主要成果是： 1） RH工作原理及反應(yīng)機(jī)理基本已經(jīng)探明； 2）一些基本公式及工藝控制參數(shù)可以大致的推導(dǎo)出； 3）計(jì)算一些設(shè)備參數(shù)，并可以擴(kuò)大一些功能。 （ 3） 1980— 1990年，功能擴(kuò)大并實(shí)現(xiàn)多功能：通過這一階段的開發(fā)實(shí)踐， RH已經(jīng)發(fā)展成為具 有脫氫、脫碳、脫氧、夾雜物分離、成份精度控制、鐵合會(huì)節(jié)約、鋼水升溫、脫硫和夾雜物形態(tài)控制的多功能裝置。解決這一問題，日本川崎公司采用噴吹氫氣向鋼水增氫，進(jìn)而利用真空脫氫產(chǎn)生的微氣泡提高脫碳的反應(yīng)面積，達(dá)到深脫碳的目的。 通過以上的研究和發(fā)展， RH已經(jīng)成為了高效率、多功能的裝置，和現(xiàn)在的鋼鐵業(yè)品種、質(zhì)量、高效、低成本、低污染的發(fā)展需求想適應(yīng)。20xx 年，寶鋼分公司對(duì)其進(jìn)行了全方位的技術(shù)改造，涉及真空槽系統(tǒng)、真空泵系統(tǒng)、頂槍系統(tǒng)、預(yù)熱槍系統(tǒng)等。 寶鋼 4 號(hào) RH 裝置由真空系統(tǒng)、頂槍及預(yù) 熱槍系統(tǒng)等 17 個(gè)系統(tǒng)組成，真空泵系統(tǒng)末級(jí)將采用水環(huán)泵形式，頂槍及預(yù)熱槍系統(tǒng)的燃?xì)鈱⒉捎媒範(fàn)t煤氣方案。 20xx 年 6 月份，國內(nèi)、國際鋼材市場(chǎng) 開始 出現(xiàn)價(jià)格雙雙回升、走 第 8 頁 勢(shì)趨同的良好發(fā)展態(tài)勢(shì) ， 20xx 年 2 月 國內(nèi)鋼鐵生產(chǎn) 繼續(xù) 保持適度增長(zhǎng)，鋼材市場(chǎng)需求旺盛，鋼鐵企業(yè)產(chǎn)銷兩旺 ， 國際鋼材市場(chǎng)全面啟動(dòng)，鋼材需求轉(zhuǎn)旺，庫存 明顯消化，價(jià)格強(qiáng)勁反彈 ， 國際市場(chǎng)價(jià)格明顯上漲，國內(nèi)外鋼材價(jià)差擴(kuò)大 。 我國 RH精煉取得這樣的成果是 鋼鐵企業(yè)普遍對(duì)鋼水爐外精煉技術(shù)的應(yīng)用 比較 重視，投入大量資金 并且上 先進(jìn)的爐外精煉技術(shù)裝備。 夾雜物去除途徑 RH處理過程中夾雜物去除方式是由鋼液自身運(yùn)動(dòng)規(guī)律所決定的。從鋼液中分離夾雜物的主要途徑包括兩種： 1）被表面的渣層吸附； 2）被壁面耐火材料吸附。 影響夾雜物去除的因素 基于 RH夾雜物的來源，我們就可以有方 向的對(duì)夾雜物的含量進(jìn)行控制，去除夾雜物的影響因素主要有兩個(gè)： （ 1）由于 RH處理有真空、無渣、低氧狀態(tài)下添加脫氧劑和合金化的特點(diǎn)，那么過程本身引起的夾雜物是低于其他冶煉的，精煉出來的產(chǎn)品質(zhì)量還是非常卓越的。 3） 采用頂吹噴槍和包底透氣磚向鋼水中強(qiáng)制性的吹氮和氫，使其溶解在鋼水中，使鋼中的氮或氫增到 (150— 400)錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 3） 渣洗 渣洗是通過控制爐渣成分來處理鋼液的，由于精煉渣可以吸附夾雜物，為了保證渣洗的效果，一般要進(jìn)行攪拌，所以渣洗通常與其它工藝操作配 合使用，從而達(dá)到更加理想的效果。m；顯像管用鋼和 IC用引線框用鋼，夾雜物直徑要求小于 5181。鋼液中微小夾雜物 的去除問題是目前各種爐外精煉技術(shù)所不能有效解決的問題，也是近年來煉鋼、連鑄新技術(shù)的熱點(diǎn)問題 [14]。鞍鋼首創(chuàng)的利用 CaCO3微粒在鋼水中產(chǎn)生的微小氣泡 來去除微小夾雜，并且 CaCO3受熱分解生產(chǎn)的 CaO是造渣劑， CaCO3本身也是造渣劑，所以是一舉多得，這項(xiàng)技術(shù) 已經(jīng)取得了比較可觀的效果，所以研究向 RH鋼液中添加夾雜物去除的輔助物質(zhì)的量就非常必要了。并且分解出來的 CO2 氣體分壓要比空氣中的 CO2 氣體分壓大，所以 NaHCO3 溶液 分解放出 CO2 的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 [22]。對(duì)于夾雜物的模擬，模型和原型中夾雜物的尺寸和夾雜物密度、溶液密度存在一個(gè)定量關(guān)系： 第 15 頁 0 .50 .2 5.1... 1?????? ????????????in c pR in c m stin c mR in c pw （ ） 式中， R 半徑； ? 為 幾何相似比； ?密度；下標(biāo) m、 p 分別代表模型、原型； inc 代表夾雜； st、 w 分別代表鋼液和 NaCl溶液。 第 16 頁 圖 聚丙烯的形態(tài) 圖 聚丙烯在 NaCl 溶液中的形態(tài) 第 17 頁 氣泡去夾雜物機(jī)理 氣泡帶著夾雜物上浮有兩種情況： （ 1）氣泡粘附去除 我們以單個(gè)夾雜物顆粒和單個(gè)氣泡為研究對(duì)象，那么單個(gè)夾雜物顆粒被單個(gè)氣泡粘附去除的過程可分為六個(gè)微過程，分別是氣泡與夾雜接近、液膜形成、夾雜在氣泡表面振蕩 或滑移、液膜變薄并破裂、氣泡與夾雜穩(wěn)定的粘附在一起、氣泡與夾雜一起上浮。氣泡尾流的示意圖如圖 ： 圖 氣泡尾流示意圖 在上升腿中的氣泡基本都是較大的氣泡，所以去除夾雜物是大氣泡尾流去除，也會(huì)有一小部分是小氣泡粘附去除。 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選定 （ 1）模擬提升氣量的選定 本實(shí)驗(yàn)用到的是修正 弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)來確定模型與實(shí)際生產(chǎn)中提升氣量之間的關(guān)系： 修正 Fr 準(zhǔn)數(shù)： 2 lggglFr u??????? （ ） 式中： u— 特征速度； l? ， g? — 分別是液體和氣體密度； L— 特征長(zhǎng)度。39。 39。ggu g g Hu l g H????? ? ? （ ） 又提升氣體的流量和速度之間的關(guān)系為： 214 gQ n d u?? ? ? ? ? （ ） 式中： n— 上升腿吹氣孔數(shù)； d— 吹 氣孔直徑。39。 39。 39。39。C）時(shí)的氣量，其關(guān)系式為： 00039。gg P T PT? ? ? （ ） 00039。 39。gg TPPT??? ? ? （ ） 將式（ ）、（ ）、（ ）、（ ）帶入（ ）得到模型中標(biāo)準(zhǔn)氣量和原型標(biāo)準(zhǔn)氣量之間的關(guān)系： 5 010 1039。 39。 h1 （ ） 式中： 139。 m3； 039。P ， 39。氣體進(jìn)入鋼水后所做的功包括五部分 :氫氣在出口附近因溫度升高而引起的膨脹功 1W ；氫氣在上升過程中因鋼水靜壓力變化而引起的膨脹功 2W ；浮力功 3W ；氬 氣吹入時(shí)的動(dòng)能 4W ；氬氣從出口前壓力降到出口處壓力 P1時(shí)的膨脹功 5W ，其中浮力功占總功 90%以上，因此這里只考慮提升氣體的浮力功。39。39。39。 l n 39。39。 h1 （ ） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 h1 （ 2.35） 或 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 Kg 、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 h1 又 錯(cuò)誤 !未找到引用源。P 為原型真空室壓力，mbar。39。h 、 39。/ 39。39。 39。28P P P? ? ??，式中 39。 7000? ? Kg 真空度不是本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象，故只需把當(dāng) 0 101325P ? Pa， 39。 39。 39。 m3， 39。39。gh P P? ?? （ ） 式中： 39。39。 h1 （ ） 即 錯(cuò)誤 !未找到引用源。1016004 7 293 ln97705????? ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ???? （ ） 即 0039。 =C， 39。39。gQ — 分別為采用參數(shù)（ P 、 T ）修正后的 RH 原型和模型中標(biāo)態(tài)提升氣量。39。 39。HH ?? （ ） 將式（ ）、（ ）帶入式（ ）中，并用 T 代替 T 得： ? ?? ?6 0 1200 0 1 239。 39。 39。C）而膨脹外，壓力降低使其膨脹更為顯著。P 、 39。 m3； 039。 39。39。gg TPPT??? ? ? （ ） 00039。ggP T PT? ? ? （ ） 00039。 39。 39。39。 39。 39。39。 2 39。llg g g gHHuu????? （ ） 由上式可以得到： 39。39。當(dāng) RH 真空室在 3600Pa 以下時(shí)，投入 NaHCO3， NaHCO3 顆粒 在下落過程中不斷加速以至于球體在與 NaCl溶液碰撞時(shí)能夠侵入到 NaCl 溶液 內(nèi)部。和 115176。m3 ?103（ Al2O3） 或 ?103（ SiO2） ? 103（ 聚丙烯 ） 提升氣體密度 /L （ 3） NaHCO3 在受熱的情況下會(huì)分解，發(fā)生下面的反應(yīng)： 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ （ ） NaHCO3 的分解溫度大約是 60176。因此這是一 個(gè)強(qiáng)迫流動(dòng)，可以認(rèn)為對(duì)于鋼包內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)和混合特性起決定性作用的是流體的慣性力和重力， 所以就要保證模型及原型的幾何相似和修正弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等，就能基本保證它們的動(dòng)力相似 [1618]。雖然許多冶金工作者做了種種努力，但現(xiàn)有的技術(shù)還不能提供最佳條件以達(dá)到有效去除夾雜物的目的，尤其是去除直徑小于 50μm的小型夾雜物。鋼液中的夾雜物大部分是通過 相互碰撞長(zhǎng)大形成較大的顆粒然后 自然上浮去除的，這種情況在整個(gè)冶金過程中一直在進(jìn)行。對(duì)于鋼種的夾雜物來說，在鋼 中的是夾雜物對(duì)鋼的性能和質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此在煉鋼、精煉和連鑄過程中，應(yīng)該最大限度的降低鋼液中夾雜物的含量，控制它們的形狀和尺寸 [35]。相比于氣體攪拌，對(duì)鋼渣界面的攪動(dòng)強(qiáng)度還不夠大，但是電磁攪拌使鋼液的流動(dòng)比較穩(wěn)定、均衡，這樣就避免了鋼水流速過大導(dǎo)致的卷渣，但電磁攪拌不能提供促使夾 雜物上浮的氣泡。并且添加料的時(shí)間要盡早，這樣純脫氣的時(shí)間就會(huì)變長(zhǎng)，有利于降低夾雜物的含量 [8,13]。因此，底吹氬產(chǎn)生的氣泡捕獲小顆粒夾雜物概率很小，對(duì)細(xì)小夾雜物去除效果不太好，并且在鋼包底吹氬過程中，過強(qiáng)的攪拌功會(huì)導(dǎo)致鋼水的二次氧化及卷渣，為了去除鋼中的細(xì)小夾雜物顆粒，鋼液中就一定要制造直徑更小的氣泡。m只要 2min。 這些非金屬夾雜物的存在，破壞了鋼的基體連續(xù)性，這樣就造成了鋼組織不均勻，從而導(dǎo)致鋼的韌性和塑性降低，形成了裂縫和應(yīng)力集中，降低鋼材的疲勞性能，惡化鋼材的表面質(zhì)量 ，降低鋼材加工性能及電池性能等，因此大部分鋼種對(duì)夾雜物都是有嚴(yán)格的控制要求。改造后的 2 號(hào) RH— MFB 頂槍裝置具有處理及非處理的在線加熱、去除 真空室結(jié)瘤、吹氧脫碳、鋼水加鋁升溫功能 。 寶鋼的 RH 精煉技術(shù)也代表了中國鋼鐵企業(yè) RH 的先進(jìn)技術(shù)，現(xiàn)在寶鋼的 RH 精煉效果非常好，例如在寶鋼特殊鋼事業(yè)部， RH 起到了非常重要的作用。該項(xiàng)目曾榮獲 20xx 年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。 我國在 RH精煉技術(shù)上有幾個(gè)非常有典型的鋼鐵企 業(yè)，他們的水平代表了中國在 RH上的技術(shù)能力： （ 1） 寶鋼在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和技改計(jì)劃中，一直將滿足市場(chǎng)和 客 戶需求擺在首位，努力挖潛提高品種鋼生產(chǎn)能力，加大高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模。采用上述兩種工藝錯(cuò)誤 !未找到引用源。對(duì)于一些特殊鋼材，要深脫碳，那么為了解決極低碳鋼 (錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 2） 1975— 1980年，多功能 RH精煉技術(shù)發(fā)展并擴(kuò)展技術(shù)，與連鑄相結(jié)合并進(jìn)入大規(guī)模處理 階段。此后該技術(shù)引入日本，英語 1963 年在新日鐵廣田建成第一臺(tái) RH 裝置并投入使用。 整個(gè)鋼水冶金反應(yīng)是在砌有耐火襯的真空槽內(nèi)進(jìn)行的 ， 真空槽的下部是兩個(gè)帶耐火襯的浸漬管，上部裝有熱彎管 ， 被抽氣體由熱彎 管經(jīng)氣體冷卻器至真空泵系統(tǒng)排到廠房外。 RH 精煉爐概況 在潔凈鋼的生產(chǎn)技術(shù)中，有一項(xiàng)技術(shù)是不得不提的，自從它誕生到現(xiàn)在 50多年來，它的技術(shù)不斷的被完善，并且應(yīng)該于生產(chǎn)潔凈鋼中，它就是 RH精煉。其 第 3 頁 中寶鋼、武鋼、攀鋼等都具有生產(chǎn)高純凈度的深沖鋼的條件。m，輪胎鋼芯線、夾雜物直徑要求小于10181。有了鋼材的高潔凈度才能獲得令人滿意的微觀組織，從而保證了鋼的使用性能。因此 ， 進(jìn)入 90年代 ， 潔凈鋼的生 產(chǎn)技術(shù)是世界煉鋼界的一個(gè)熱點(diǎn)。 關(guān)鍵字： 潔凈鋼； RH 真空精煉；夾雜物；水模