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1、真空精练技术及其应用综述真空精练技术及其应用综述王新鹏 （莱芜钢铁型钢炼钢厂 山东省莱芜市 271104）摘要：摘要：简要介绍了 RH 真空精炼技术的脱氢、脱氧、脱氮、脱碳、喷粉等多种工艺，分析了 RH、 RH-OB、 RH-KTB、 RH-MFB、 RH-PB、 RH-PTB、 MESID 等技术的工艺特点 ，并对这些技术的冶金功能进行了综述。关键词：关键词：RH，真空精炼 应用，发展RH 法是一种重要的炉外精炼方法，具有处理周期短、 生产能力大、 精炼效果好、 容易操作等一系列优点，在炼钢生产中获得了广泛应用。到目前为止，RH 已经由原来单一的脱气设备转变为包含真空脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫
2、、温度补偿、均匀温度和成分等多功能的炉外精炼设备。 而且随着技术的进步和精炼功能的扩展，在生产超低碳钢方面表现出了显著的优越性，是现代化钢厂中一种重要的炉外处理装置。1 RH 精炼技术的开发与应用最初开发应用 RH 的主要目的是对钢水脱氢 ，防止钢中白点的产生 ，因此，RH 处理仅限于大型锻件用钢、 厚板钢、 硅钢、 轴承钢等对气体有较严格要求的钢种,应用范围很有限。20 世纪 80 年代，随着汽车工业对钢水质量的要求日益严格，RH 技术得到迅速发展。这一时期 RH 技术发展的主要特点如下：(1)优化工艺、 设备参数，扩大处理能力；(2)开发多功能的精炼工艺和装备；(3)开发钢水热补偿和升温技
3、术；(4)完善工艺设备，纳入生产工艺在线生产，逐年提高钢水真空处理比例。采用 RH 工艺能够达到以下效果：(1)脱氢。经循环处理后 ，脱氧钢可脱 w ( H)约 65 % ,未脱氧钢可脱 w ( H)约70 %;使钢中的 w ( H)降到 2 10- 6 以下。统计分析发现 ,最终氢含量近似地与处理时间成直线关系 ，因此 ，如果适当延长循环时间 ,氢含量还可以进一步降低。(2)脱氧。循环处理时 ，碳有一定的脱氧作用 ，特别是当原始氧含量较高 ，如处理未脱氧的钢 ，这表明钢中溶解氧的脱除 ，主要是依靠真空下碳的脱氧作用;如 RH 法处理未脱氧的超低碳钢 ，w (O)可由(200500) 10-
4、6 降到(80300)10- 6，处理各种含碳量的镇静钢 ，w (O)可由(60250) 10- 6 降到(2060) 10- 6。(3)脱氮。与其他各种真空脱气法一样 ，RH 法的脱氮量也是不大的。当钢中原始含氮量较低时 ，如 w (N) 100 10- 6 时 ，脱氮率一般只有 10 %20 %。2 RH喷粉技术及其发展RH 喷粉技术是在RH-OB ，RH-KTB 设备的基础上增加了喷粉技术，实现了脱硫、脱磷和改变非金属夹杂物形态的功能。(1)RH-PB 法：1987 年新日铁名古屋厂研制成功RH-PB法 1 。它利用RH2OB 法真空室下部的吹氧喷嘴将粉剂通过OB 喷嘴吹入钢液,进行脱气
5、、脱硫以及冶炼超低磷钢的精炼。RH 真空室下部一般有两个喷嘴,可以通过切换阀门改变为吹氧或喷粉。加铝可使钢水升温,速度达810 / min ，脱硫率能达70 %80 %;同时，还具有良好的脱氢效果, 不会影响传统的RH 真空脱氧能力,更无吸氮之忧 2 。采用RH-PB 法时,吹入并分布在钢水中的溶剂形成的溶渣颗粒具有很强的脱硫能力，提高了脱硫效率。因此使用少于传统方法中的熔剂也能达到很高的脱硫率。(2)RH-PTB 喷粉法：1994 年日本住友金属工业公司和歌山厂研制开发了RH-PTB 喷粉法 3 。该法利用水冷顶枪进行喷粉,粉剂输送较流畅,喷嘴不易堵塞;不使用耐火材质的浸入式喷粉枪，操作成本
6、较低;无钢水阻力，载气耗量小。此法冶炼超低硫钢喷吹CaO-CaF2 系粉剂，冶炼极低碳钢喷吹铁矿石粉剂。用RH-PTB 法喷粉时,喷粉速度为100 130 kg/ min ，约喷吹10 min 。当CaO-CaF2 粉剂用量为5 kg/ t 时，可使钢中w (S) 降到5 10 - 6 以下;当用量为8 kg/ t时，可得w (S) = (1. 32. 9) 10 - 6 的超低硫钢，此时脱硫率大于90 %。同时，钢中w (N) 也由2010 - 6 降到15 10 - 6 。喷铁矿粉时,喷粉速度为2060 kg/ min , 喷吹约10 min 。喷粉后消除了一般RH 中w (C) 0. 0
7、3 %的高碳浓度区，KTB 法的脱碳速率常数Kc = 0. 35，比常规RH 法大；在钢中w (C) 0. 01 %的范围内，主要由吹氧来控制脱碳反应,脱碳速度随着O 的增加而增加;而在钢中w (C) 0. 01 %下吹氧的意义就不大了。因此,使用RH-KTB 法,转炉出钢钢水w (C) 可由0 . 03 %提高到0. 05 %,并可以用高碳铁合金代替低碳铁合金作为RH 合金化的原料。应用RH-KTB 技术，在KTB 脱碳的同时,脱碳反应生成的CO 气体在真空槽内二次燃烧放出热量，可补偿脱碳精炼中钢液的温度损失，可降低转炉的出钢温度；不需要延长精炼时间，可获得高的脱碳速度；在转炉出钢终点w (
8、C) 0. 05 %的情况下冶炼超低碳钢，脱碳过程中不会发生强烈喷溅，减少了RH-OB 工艺中的氩气的消耗 ；使用灵活,操作简便。虽然RH-KTB 技术也有其不足之处(如增加了氧枪及其控制系统，要求真空室有更高的高度) ，但在现有的真空吹氧技术中仍不失为佼佼者。4 结语40 多年来 ，RH 及 RH 多功能精炼技术在国内外得到了广泛应用和迅速发展 ，其喷吹气体和粉剂的实用技术在一定程度上已经确立，但在RH 综合精炼实用技术及依据上仍有许多待解决问题。随着钢材纯净度的日益提高，要求真空处理的钢种逐渐增多，真空精炼技术的应用将更加普遍，而日本新改建的炼钢厂已明确提出全部钢水进行真空处理的发展目标。
9、因此，真空精炼技术将会进一步发展。参考文献：参考文献： 1 T Hatakeyama , Y Mizukami , K Iga , et al . Development of a new secondary refining process using RH vacuum degas2ser J . Iron & Steelmaker ,1989 ,15 (7) :23. 2 Koichi ENDOH , Hisashi TAKAMOTO , J unichi NA KA2GAWA , et al . Development of multipurpose secondary refi2ni
10、ng process (RH2Injection process) J .制铁研究,1989 ,第335 号:20225. 3 岗田泰和,真屋敬一. RH 粉体上吹精炼法开发J .铁 钢,1994 ,80 (1) :9. 4 郭新春译,适当选择与冶炼和浇铸设备相匹配的二次炼钢工艺及其设备的指南A .第八届全国炼钢学术会议境外专家论文集 C . 北京:中国金属学会炼钢分会,1994 ,232，36. 5 Kaji Yamaguchi ,Yasuo Kishimoto , Tashikazu Sakuraya , etal . Effect of refining conditions for ult ra low carbon steel on decarburization reaction in RH degasser J . ISI J International , 1992 ,32 (1) :126135. 6 徐国群 RH 精练技术的应用与发展 上海：宝钢股份有限公司，炼钢，2006 年 2 月，第22 卷 1 期.
