【文章內(nèi)容簡介】 系統(tǒng)，要求真空室有更高的高度)，但在現(xiàn)有的真空吹氧技術(shù)中仍不失為佼佼者。 RHMFB 多功能噴嘴技術(shù)1992 年日本新日鐵公司廣廠在日本原川崎公司開發(fā) RHKTB 精煉技術(shù)之后，為降低初煉爐的出鋼溫度以及脫碳的需要，開發(fā)了多功能噴嘴的 RH 頂吹氧技術(shù)。其冶金功能與 KTB 精煉技術(shù)相近，另外可噴吹鐵礦石粉以加速脫碳，還可在精煉過程中吹入一定量的天然氣使之燃燒達到加熱鋼水的目的。 二次指煉技術(shù)的發(fā)展歷程及在鋼鐵生產(chǎn)中的作用純凈鋼生產(chǎn)并非僅僅靠冶煉工藝就能了事的。至久鋼凝田地程的控制也舉足輕虱有些甚至還要通過加工或熱處理才能。到目的，例如硅鋼片的現(xiàn)碳和織構(gòu)形成。然而本書只試圖分析冶煉技術(shù)，考慮到二次精煉現(xiàn)在已是純凈鋼的主要生產(chǎn)手段。純凈鋼的概念是 60 年代問世的。當(dāng)時，高度純冷的鋼大體上都要用各種重熔手段來煉制。雖然，屬于二次精煉范疇的一些初級技術(shù)(如以 Perrin 工藝為代表的合成渣洗)在30 年代就已顯見成效，但二次精煉正式成為日常生產(chǎn)工序之一則是很晚的事。70 年代之前，在鋼的總產(chǎn)量中使用二次精煉的產(chǎn)品不足 10％ [1]。表 11 匯集了若干二次精煉技術(shù)的誕生及特點?，F(xiàn)江已經(jīng)公認(rèn)二次精煉是個很大的領(lǐng)域，包括鐵水預(yù)處理(對高爐來說是鐵水的爐外處理)，鋼包冶金和中間包冶金。有人甚至建議把連鑄結(jié)晶器中的冶煉手段也歸入二次稻煉范疇 [2]。再來回顧一下我國二次精煉技本發(fā)展情況。我國的起步并不遲，50 年代中就在大連、太原、大冶從上海等地的工廠建立了真空脫氣裝置。60 年代以 Perrin 技術(shù)為代表的混合工藝藝在我國許多電爐廠也曾風(fēng)行一時。第一臺 RH 設(shè)備在 60 年代后隊由大冶鋼廠引進并移植他廠。70 年代北京重型機器廠又引進了 ASEASKF 型鋼包精煉爐。在 1977 至 I082 年間，我國自行設(shè)計制造了若干套 VOD、AOD 、VAD 側(cè)以及 LF 等不同型式的二次精煉裝置。由 70 年代后期到 80 年代中葉，噴射冶金技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用又出現(xiàn)一個高潮。圖 11 是 1966 年列 1988 年間我國二次精煉裝備逐年的增長情況。表12 到表 15 是特種裝備的分布及某些持點。問題是這些裝備的利用串很低。若不計鋼遼寧科技大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計 第 6 頁 指導(dǎo)教師：關(guān)志剛 制作者：白利包吹從，據(jù) 1988 年的統(tǒng)計指出，全那 BOF 鋼中僅 ％是用二次精煉生產(chǎn)的。全部EAF 鈉中也僅 ％。是什么原因造成如此局面的呢？應(yīng)該說 “環(huán)境”起著重要的作用。表 11 若干二次精煉技術(shù)的問世及特點 名 稱 開發(fā)年份 開發(fā)者 技 術(shù) 特 點合成渣渣洗 30 年代 法 Perrin 60CaO40Al2O3 液渣沖混SAB,CAB,CAS 1974 日 鋼包加蓋（罩） ，吹 Ar，加合金CASOB 1983 日 新日鐵 CAS 基礎(chǔ)上的 AlO2 反應(yīng)提溫VID 50 年代初 德 蘇 鋼包(鋼流，出鋼)真空脫氣DH 1956 德 Dortmundhorder 廠 提升式真空脫氣RH 1959 德 Rheinstanhl Heraeus 循環(huán)式真空脫氣公司 RHOB 1972 日 新日鐵 RH 真空槽下部淹沒吹氧RHKTB 1988 日 川崎 RH 真空槽內(nèi)頂吹氧VOD(Vac) 1965 德 真空下頂吹氧AOD 1968 美 ArO2 淹沒噴吹VAD 1968 美 FinklMohr 公司 低壓下電弧加熱吹 Ar，鋼包脫氣ASEASKF 1965 瑞典 ASEA SKF 公司 電磁攪拌，大氣下電加熱，鋼包 脫氣LF 1971 日本特鋼公司 大氣下埋弧加熱．低吹 Ar噴粉(TN,SL) 70 年代初 德 瑞典 淹沒噴吹渣粉或合金粉喂線 70 年代初 法 高速喂入包覆線（合金料）SRP 1982 日 住友金屬 轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)—占金如去會太則理ORP 1986 日 新日鐵 帶侵漬的鐵水包為反應(yīng)器的預(yù)處理H 爐 日 神戶制鋼 鐵水預(yù)處理專用的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐 遼寧科技大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計 第 7 頁 指導(dǎo)教師：關(guān)志剛 制作者：白利表 12 我國二次精煉設(shè)備的分布情況真空脫氣 鋼包爐VD DH RH 小計 ASEASKF VAD/VHD LF 小計聯(lián)合企業(yè) 1 2 3 特殊鋼鐵 2 1 2 5 1 1 3鍛件廠 3 2 5 2 1 1總計 5 2 6 13 3 2 4不銹鋼精煉 噴粉AOD VOD 小計 TN SL KIOCK 國產(chǎn) 小計聯(lián)合企業(yè) 1 1 1 6 2 28 32特殊鋼廠 2 9 11 9 12 33鍛件廠 1 1 2 7 17總計 3 10 13 1 17 2 47 82表 13 我國已建的鐵水預(yù)處理設(shè)備鋼廠 武漢 上鋼廠 金鋼 包鋼 攀枝花工藝方法 搖包 噴粉 魚雷罐 噴粉 噴粉或搖包容量（t） 100 30 300 150 120任務(wù) 脫硫 脫硫 脫硫 脫磷、脫硫 脫磷脫硫提起結(jié)果 （S）%(S)% (S)% (S)%(P)%(Nb)04%(C)%(S)%%(P)%%(V)%%表 14 我國已建的真空脫氧設(shè)備鋼廠 上海冶金機械廠大冶 上海起重機廠包頭機器廠 武漢 福爾拉斯 德陽 寶鋼遼寧科技大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計 第 8 頁 指導(dǎo)教師：關(guān)志剛 制作者：白利RH(t) 100 50/100 50 100 350真空罐主流脫氣15 50/100 100 150表 15 我國已建的鋼包爐ASEASKF LF VAD鋼廠 北京重機廠北方工業(yè)公司北京鋼廠 上鋼五廠 陜西鋼廠 齊齊哈爾特鋼廠撫順特鋼廠上海鋼鈄研究所容量（t）50/100 35 20 35/50 15/30 50 5年份 1975 1975 1987 1981 1985 1985 1982 1982產(chǎn)品 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼滾珠鋼 滾珠鋼不繡鋼滾珠鋼不銹鋼不銹鋼合金結(jié)構(gòu)鋼遼寧科技大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計 第 9 頁 指導(dǎo)教師：關(guān)志剛 制作者：白利2 二次精煉過程的操作和分析 攪拌能 低吹氣的攪拌能這是一個普遍感興趣，許多研究這涉及足的領(lǐng)域。不僅二次精煉設(shè)備，很多初煉爐也采用底吹氣。表 21 [3]列舉計算低吹氣攪拌能的若干公示，可見各研究者的結(jié)果實際上是大同小異的。限于篇幅，本節(jié)僅推導(dǎo)其中的兩個公式。森佐野公式淹沒噴吹時，氣體對鋼水所做的功有如下幾項：(1)氣體在噴嘴處因壓力突降引起的等溫膨脹功(WK P)，WKP=?p2 p0VdP=(nRT0)ln(P0/P1)這里的符號：P 0 示噴嘴處的氣體背壓 ,P1 是噴嘴處鋼水所受靜壓力（ Pa） 。V0 及 V1 相應(yīng)于 P0 及 P1 的氣體體積。推導(dǎo)此式時，假設(shè)了氣體溫度守恒，不隨壓力的改變而變化。(2)氣流所具動能（Eg） ，E0=*U02V0=nRT0*ρ0*U02/2P0 U0 是噴嘴處的氣流線速(m／s)，以聲速為限制；ρ0 是該處氣體密度。(3)噴嘴處相應(yīng)于氣體升溫的膨脹功(WKr)，WKr=?TaT0bRdT=nR(TaT0)Ta 表示鋼水溫度。(4)氣體上升過程中浮力所做的功（WKb ） ，WKb=?hs0Vqρd/h=?p2p1nRT*P1dP=nRTsln(P1/P2)hs, ρs 分別是鋼水的深度（m） 、密度（kg/m3） ；P 之反應(yīng)器內(nèi)“自由空間中” 的氣壓。因此。單位時間內(nèi)氣流對鋼水所做的功，即底吹氣的攪拌能是遼寧科技大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計 第 10頁 指導(dǎo)教師：關(guān)志剛 制作者：白利εσ=RTa(dn/dζ)【ln(P1/P2)+ηΦ】/Wη 頂吹氣的攪拌能 這個課題的研究可上溯到 LD 轉(zhuǎn)爐的開發(fā)時也采用頂吹氣，RH —KTB 就是一例。 甲裴 [4]和一些研究者曾按頂吹射流總動能來估計該射流的攪拌作用。下式是甲裴給出來的。ε=2 *105Ws1*Nt2*dn3*h1*Ft3*cosθε 的單位也是（W/t ） 。θ 是頂吹射流的的傾角，Nt 是頂槍噴孔數(shù)；dn 是噴孔的直徑（m）。ht 是槍位（m） ；Ft 是頂吹強度（Nm3/min） 。然麗，用這一類公式算出的值要比實際起作用的 ε；大 510 倍。甲裴取其系數(shù)為：若 Fb=,就可忽略頂吹射流的攪拌作用。 行波電磁場的攪拌能ASEASKF 鋼包爐所配的就是行波電磁攪拌器或稱為移動磁場攪拌器。為了導(dǎo)出其攪拌能公示，首先需要求解電磁力。根據(jù)電磁場理論，導(dǎo)體中感生的電磁力常用如下的 Maxwell 方程組描述。 各方向同性的介質(zhì)，首先是 Faraday 定律：電場（E）的旋度等于磁通度（ B）按時間取偏導(dǎo)數(shù)的負(fù)值： ?*E=?B/?τ=μ?H/?τΜ 是導(dǎo)磁率。由 Ampere 定理得?*H=JH 是磁場強度矢量；J 是電流密度矢量。由 Gauss 定律以及 Ampere 定律還可以給出；H 的散度為零。?*H=0最后是 Ohm 定律（忽略位移電流） ；J=σEσ 是導(dǎo)電率。感應(yīng)圈電流按圓柱坐標(biāo)是周向的，J e=J0*exp[i(ωτkz)]。所示，熔體中的感應(yīng)電流也是周向的。J=(0,Je,0)I=1。 ω=2Лf,是電流的角頻率， k 是行波（ASEASKF 鋼包爐中，行波限于沿軸向遷移）的波數(shù)。由于攪拌器遠非無限長，從忘恩造成所謂的感應(yīng)圈端部效應(yīng)，H 就不遼寧科技大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計 第 11頁 指導(dǎo)教師：關(guān)志剛 制作者：白利僅有 z 向分；量而切有 r 向分量。即H=(Hr,0,Hz)r(1)11因而，相應(yīng)的電磁力 F 也只有 Z 向分量和 r 向分量。即F=(Fr,0,Fz)=Re(J*B*)Fr=Je*BzFz=Je*Br上標(biāo)“*”表示共軛復(fù)數(shù)；符號 “Re”表示復(fù)數(shù)的實屬部分。所謂電磁攪