论文部分内容阅读
摘要：针对河钢邯钢250吨RH真空炉耐材使用寿命偏低，影响品种钢兑现的问题，通过对下线槽体浸渍管、环流管耐材侵蚀出现环缝及砖型等方面分析，提出了对浸渍管上部环流管平整相接的两环砖改为相互交叉的两环砖的改进方案；阐述了从槽体上线前在待机位烘烤至900度，通过不同阶段对温度进行控制等方面所采取的措施，提高了RH浸渍管、环流管的寿命。
关键词：RH耐材寿命；浸渍管；环流管；砌筑优化
河钢邯钢邯宝炼钢厂RH精炼炉是一座标准型双工位带顶枪的250t RH真空精炼装置，真空槽本体设计为分体式，主要由热弯管、上部槽、下部槽、浸渍管、环流管组成，整个真空槽系统中侵蚀最快的部位为浸渍管、环流管，浸渍管的寿命高低直接制约着品种钢产量的兑现。自投产以来真空槽耐材使用寿命偏低，尤其在2016年2—4月份3个月期间穿钢4次，最低寿命46炉，最高寿命66炉，直接影响公司品种钢合同的兑现，随着公司汽车板的提档上量，对RH炉真空槽浸渍管的寿命要求越来越高，为减少对生产的冲击，浸渍管、环流管寿命的提高迫在眉睫。
1 工艺及设备组成
RH处理钢水时先通过液压系统将钢包车顶升至钢水淹没浸渍管，浸渍管插入钢水后，真空泵开始抽真空，槽内和槽外形成压差，钢液就从浸渍管上升到与压差相等的高度（即所谓的提升高度）。与此同时，从上升管下部约三分之一处吹入驱动气体（Ar或N2），该气体由于受热膨胀和压力降低，引起等温膨胀，气泡体积成倍增加，使钢液比重变小，从而驱动钢液上升，使其像喷泉一样向真空槽喷出。随着气泡的破裂，钢水成为细小的液滴，使脱气表面积大大增加（20～30倍），加速了脱气过程。气体自钢液内析出，被抽走，而脱气后的钢水由于重量的差异，经下降管返回钢包。未经脱气的钢液又不断从上升管进入真空槽，从而形成连续循环过程。
当真空槽内压力为133pa时，钢水的循环高度为1.33米，钢水在真空槽内的熔池高度约0.5m，（图1RH真空槽示意图），可以看出钢水在循环过程中对浸渍管、环流管区域冲刷严重，随着炼钢炉数的增加，冲刷次数的增多使得在浸渍管、环流管处穿钢，槽体异常下线。
图1RH真空槽示意图 图2浸渍管、环流管连接处穿钢
2 穿钢原因分析
槽体下线后对浸渍管解体分析，浸渍管寿命低的主要原因分析如下：
1）、由于在每炉钢冶炼过程中浸渍管直接插入钢水500mm，在钢水循环过程中浸渍管内耐火砖在钢水处理过程，由于受钢水冲击力的影响逐渐下沉，从而在环流管和浸渍管接缝处产生缝隙。钢水在冶炼过程中不断冲击缝隙处砖体，使砖体侵蚀严重，在浸渍管和环流管处产生较大和較深的环缝，从而缩短浸渍管的使用寿命。
2）、环缝出现后，现场喷补维护人员在操作过程中对侵蚀部位不能直接观察，导致环缝逐步扩大。环缝表现明显后，喷补时不能很好的弥补环缝，以致环缝变宽变深，最终导致从环缝处穿钢。
3）、环流管预组生产中存在的环面不平整情况导致环流管砌筑时火泥灰缝过大。由于磨床等机械设备的差别，环流管预组生产以及环流管与浸渍管对接面加工时，存在环面不平整情况。现场砌筑过程中会出现火泥灰缝过大的现象，而火泥与砖相比不耐钢水冲刷侵蚀，在精炼过程中钢水通过侵蚀火泥，导致环缝逐步变深，最终穿钢。
浸渍管、环流管耐材材质为电熔再结合镁铬砖Cr20
理化指标
3 方案实施及改进
为了提高浸渍管、环流管的使用寿命，针对以上原因，最终与耐材厂多次探讨沟通，确定方案：
1）环流管两环砖由平整相接调整为交叉相接，由单砖砌筑调整为整体砌筑。环流管平整相接的两环砖改为相互交叉的两环砖，可以避免环流管两环砖之间出现环缝，而且两环砖交叉相接可以提高环流管的整体性，在钢水处理过程中可有效降低钢水冲击造成砖体下沉的形变量，达到减轻浸渍管和环流管接缝处的缝隙宽度，延长浸渍管使用次数。
2）环流管两环砖按照预组编号进行整体砌筑，可以较好的控制火泥灰缝的大小，降低环缝出现的几率，喷补工在喷补过程中减少盲区。在喷补过程中严格标准化操作，每炉钢冶炼完成后，喷补工要对浸渍管、环流管状态进行检查，对薄弱环节进行重点维护，对浸渍管喷补要严格执行热、快、薄的原则进行维护。对于浸渍管外部钢壳颈部要定期使用红外线打点仪进行打点、测温，温度高于规定标准要采用风冷措施进行降温，防止穿钢。
3）真空槽砌筑好后要吊至预热位烘烤，烘烤温度要严格按照烘烤曲线进行烘烤，将温度升至900°，保温24小时，确保槽子移室后砖接触钢水不炸裂。
4 结论
（1）河钢邯钢邯宝炼钢厂RH精炼炉浸渍管、环流管平均寿命由原来的78炉提高到目前95.4炉。
（2）真空循环时间由最初的2300分钟提高到了3100分钟，减少了槽体下线次数，提高了RH精炼炉的作业率，为冶炼汽车板、家电板、管线钢等高附加值钢种提供了有利保障。
参考文献：
[1]成国光，萧忠敏，姜周华等，新编钢水精炼暨铁水预处理1500问。中国科学技术出版社，2007年03月。
（作者单位：河钢邯钢集团邯宝炼钢厂）
关键词：RH耐材寿命；浸渍管；环流管；砌筑优化
河钢邯钢邯宝炼钢厂RH精炼炉是一座标准型双工位带顶枪的250t RH真空精炼装置，真空槽本体设计为分体式，主要由热弯管、上部槽、下部槽、浸渍管、环流管组成，整个真空槽系统中侵蚀最快的部位为浸渍管、环流管，浸渍管的寿命高低直接制约着品种钢产量的兑现。自投产以来真空槽耐材使用寿命偏低，尤其在2016年2—4月份3个月期间穿钢4次，最低寿命46炉，最高寿命66炉，直接影响公司品种钢合同的兑现，随着公司汽车板的提档上量，对RH炉真空槽浸渍管的寿命要求越来越高，为减少对生产的冲击，浸渍管、环流管寿命的提高迫在眉睫。
1 工艺及设备组成
RH处理钢水时先通过液压系统将钢包车顶升至钢水淹没浸渍管，浸渍管插入钢水后，真空泵开始抽真空，槽内和槽外形成压差，钢液就从浸渍管上升到与压差相等的高度（即所谓的提升高度）。与此同时，从上升管下部约三分之一处吹入驱动气体（Ar或N2），该气体由于受热膨胀和压力降低，引起等温膨胀，气泡体积成倍增加，使钢液比重变小，从而驱动钢液上升，使其像喷泉一样向真空槽喷出。随着气泡的破裂，钢水成为细小的液滴，使脱气表面积大大增加（20～30倍），加速了脱气过程。气体自钢液内析出，被抽走，而脱气后的钢水由于重量的差异，经下降管返回钢包。未经脱气的钢液又不断从上升管进入真空槽，从而形成连续循环过程。
当真空槽内压力为133pa时，钢水的循环高度为1.33米，钢水在真空槽内的熔池高度约0.5m，（图1RH真空槽示意图），可以看出钢水在循环过程中对浸渍管、环流管区域冲刷严重，随着炼钢炉数的增加，冲刷次数的增多使得在浸渍管、环流管处穿钢，槽体异常下线。
图1RH真空槽示意图 图2浸渍管、环流管连接处穿钢
2 穿钢原因分析
槽体下线后对浸渍管解体分析，浸渍管寿命低的主要原因分析如下：
1）、由于在每炉钢冶炼过程中浸渍管直接插入钢水500mm，在钢水循环过程中浸渍管内耐火砖在钢水处理过程，由于受钢水冲击力的影响逐渐下沉，从而在环流管和浸渍管接缝处产生缝隙。钢水在冶炼过程中不断冲击缝隙处砖体，使砖体侵蚀严重，在浸渍管和环流管处产生较大和較深的环缝，从而缩短浸渍管的使用寿命。
2）、环缝出现后，现场喷补维护人员在操作过程中对侵蚀部位不能直接观察，导致环缝逐步扩大。环缝表现明显后，喷补时不能很好的弥补环缝，以致环缝变宽变深，最终导致从环缝处穿钢。
3）、环流管预组生产中存在的环面不平整情况导致环流管砌筑时火泥灰缝过大。由于磨床等机械设备的差别，环流管预组生产以及环流管与浸渍管对接面加工时，存在环面不平整情况。现场砌筑过程中会出现火泥灰缝过大的现象，而火泥与砖相比不耐钢水冲刷侵蚀，在精炼过程中钢水通过侵蚀火泥，导致环缝逐步变深，最终穿钢。
浸渍管、环流管耐材材质为电熔再结合镁铬砖Cr20
理化指标
3 方案实施及改进
为了提高浸渍管、环流管的使用寿命，针对以上原因，最终与耐材厂多次探讨沟通，确定方案：
1）环流管两环砖由平整相接调整为交叉相接，由单砖砌筑调整为整体砌筑。环流管平整相接的两环砖改为相互交叉的两环砖，可以避免环流管两环砖之间出现环缝，而且两环砖交叉相接可以提高环流管的整体性，在钢水处理过程中可有效降低钢水冲击造成砖体下沉的形变量，达到减轻浸渍管和环流管接缝处的缝隙宽度，延长浸渍管使用次数。
2）环流管两环砖按照预组编号进行整体砌筑，可以较好的控制火泥灰缝的大小，降低环缝出现的几率，喷补工在喷补过程中减少盲区。在喷补过程中严格标准化操作，每炉钢冶炼完成后，喷补工要对浸渍管、环流管状态进行检查，对薄弱环节进行重点维护，对浸渍管喷补要严格执行热、快、薄的原则进行维护。对于浸渍管外部钢壳颈部要定期使用红外线打点仪进行打点、测温，温度高于规定标准要采用风冷措施进行降温，防止穿钢。
3）真空槽砌筑好后要吊至预热位烘烤，烘烤温度要严格按照烘烤曲线进行烘烤，将温度升至900°，保温24小时，确保槽子移室后砖接触钢水不炸裂。
4 结论
（1）河钢邯钢邯宝炼钢厂RH精炼炉浸渍管、环流管平均寿命由原来的78炉提高到目前95.4炉。
（2）真空循环时间由最初的2300分钟提高到了3100分钟，减少了槽体下线次数，提高了RH精炼炉的作业率，为冶炼汽车板、家电板、管线钢等高附加值钢种提供了有利保障。
参考文献：
[1]成国光，萧忠敏，姜周华等，新编钢水精炼暨铁水预处理1500问。中国科学技术出版社，2007年03月。
（作者单位：河钢邯钢集团邯宝炼钢厂）