RH真空爐脫碳過(guò)程噴濺的控制
分析了RH真空脫碳原理和產(chǎn)生噴濺的主要原因，結合生產(chǎn)實(shí)踐，通過(guò)改變預抽模式，合理控制真空度，優(yōu)化提升氣體模式和吹氧操作，有效地控制了真空脫碳過(guò)程的噴濺，并產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益。
RH 真空爐是生產(chǎn)超低碳鋼的關(guān)鍵設備,對改善產(chǎn)品結構、提升產(chǎn)品檔次起著(zhù)至關(guān)重要的作用。宏發(fā)煉鋼廠(chǎng)轉爐二車(chē)間兩座180t RH 真空爐是由西門(mén)子奧鋼聯(lián)SIEMENS- VAI 公司總體設計，在熱調試三個(gè)月后就進(jìn)行超低碳鋼的大批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)的過(guò)程中，無(wú)論是設備參數還是實(shí)踐操作都暴露出了問(wèn)題，尤其是在冶煉超低碳鋼真空脫碳過(guò)程噴濺導致的一些問(wèn)題嚴重制約生產(chǎn)。比如，噴濺的渣鋼將攝像孔粘死，操作人員看不到真空槽內冶金反應，頂槍孔粘渣鋼使頂槍升降受阻，難以進(jìn)行吹氧作業(yè)，槍頭積渣導致氧槍點(diǎn)火困難，熱彎管內積聚渣鋼多影響抽氣功能和脫碳效果，導致熱彎管更換頻繁。真空爐粘渣鋼部位見(jiàn)圖1 所示。根據上述情況，詳細地分析了脫碳過(guò)程噴濺的機理，結合生產(chǎn)實(shí)踐，提出了相應的控制措施，解決了真空爐脫碳過(guò)程中噴濺的技術(shù)難題。
1、180t RH 真空爐設備主要技術(shù)參數
宏發(fā)煉鋼廠(chǎng)轉爐二車(chē)間的RH 真空爐是2010 年2 月份投產(chǎn)的，每套真空爐都有在線(xiàn)處理位和離線(xiàn)烘烤位，都采用頂槍烘烤，可以進(jìn)行快速更換真空槽。真空系統采用的是5 級蒸汽噴射泵系統，為提高真空段的抽氣能力和縮短抽氣時(shí)間，在4、5 級真空泵各并聯(lián)了1 臺輔助噴射泵以加強抽氣能力。主要功能有：脫氫、脫氮、脫碳、脫氧、去除夾雜、合金微調、升溫等。其主要技術(shù)參數見(jiàn)表1。
表1 180t RH 爐設備主要技術(shù)參數
2、產(chǎn)生噴濺的機理及原因分析
2.1、RH 真空脫碳的原理
在真空處理脫碳過(guò)程中，真空室內存在三個(gè)反應位置，即熔池表面、氬氣泡表面和熔池中。圖2 給出冶金反應示意圖。真空處理是以冶金反應熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)為基礎�？衫斫鉃�，熱力學(xué)表示化學(xué)反應最終狀態(tài)的穩定含量和可控制的精度;動(dòng)力學(xué)表示完成化學(xué)反應過(guò)程并形成最終產(chǎn)物所要求的時(shí)間。從脫碳的熱力學(xué)角度分析，從鋼水中去碳、氧，真空條件下是以壓力對化學(xué)反應的影響為基礎，當氣體壓力降低促進(jìn)化學(xué)反應([C]+ [O] → CO↑)的進(jìn)行。從脫碳的動(dòng)力學(xué)角度分析，主要是研究多長(cháng)時(shí)間能夠達到平衡值，即所要求的目標碳含量。
4、產(chǎn)生的效果
通過(guò)工藝參數和操作過(guò)程的優(yōu)化，有效的控制了真空脫碳過(guò)程的噴濺，頂槍點(diǎn)火故障明顯減少，熱彎管更換頻率更是大幅度下降，由原來(lái)的平均使用280 次增加到563 次，提高了RH 爐的生產(chǎn)作業(yè)率。深脫碳時(shí)間由原來(lái)的20 min 降到15 min，脫碳結束后的碳含量由原來(lái)的20 ppm 降到15 ppm 以?xún)�，終點(diǎn)溫度命中率也得到大幅度提高。另外，浸漬管的壽命由原來(lái)的平均60.9 次提高到87.5 次，底部槽壽命由原來(lái)的平均172.4 次平均提高到201.4 次，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益。
5、結論
(1) 通過(guò)對RH 真空脫碳過(guò)程噴濺的機理分析，得出前期快速脫碳的操作過(guò)程是導致噴濺的主要原因。
(2) 改變預抽模式，采用手動(dòng)操作真空泵來(lái)控制真空度的模式(先開(kāi)E5 泵和E5a 泵，3 min后再開(kāi)E4 泵，7 min 后關(guān)E5a 泵再開(kāi)E3，E2，E1泵)可有效的控制噴濺，而且不影響深脫碳效果。
(3) 采用這種提升氣體模式(0 到4min，90Nm3/h;4 到7 min，120 Nm3/h;7 min 以后，150 Nm3/h)，既能有效的控制噴濺，又能保證最佳的快速脫碳效果，在15 min 之內將碳脫到15 ppm 以下。
(4) 控制冷卻小廢鋼的加入量，盡可能在脫碳中后期加入，以防引起噴濺。
(5) 真空處理4 min 左右，在輕處理(僅開(kāi)兩級泵E4，E5)階段，槍位取4.0 m，標準狀態(tài)氧氣流量取1500 Nm3/h 吹氧，可有效的控制噴濺，而且吹氧的收得率高。
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