新版近十年来国内RH真空精炼技术的发展

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RH高效生产技术的发展

RH脱碳速度Kc与[C]的关系
Kc
W Q / ak
钢水的循环流量可按下式计算[7]：
0.3 1.1 Q 3.8 103 Du Dd G 0.31 H 0.5
体积传质系数可按经验公式计算[8]：
ak = 2.2710-7· G0.67· [C]1.76· [O]0.75· {ln(101.3/P2)}0.67· S
钢包容量与浸渍管直径的关系
提升气体流量与浸渍管直径的关系
RH快速脱碳技术的发展
快速脱氢技术
RH具有很强的脱氢能力，RH脱氢反应的动力学表达式如下： -d[H]/dt=KH([%H]-[%H]e)
KH
Q ak V (Q ak )
试验和生产证明，随着浸渍管直径的增大，RH
脱氢表观速度常数KH增大，脱氢速度提高，当 [H]≥110-6时K
20
≤2.0 ≤30 80-90 无 0.3-0.4 0.8
RH适合各种高品质钢的精炼要求
新一代钢铁材料的发展趋势是：超洁净、高均匀和微细组织结构控制。RH可以满足各类高品质钢材洁净度的要求。对于同时要求超低碳、超低硫的钢种（如电工硅钢）和同时要求超低碳、超低氮的钢种（如IF钢）以及同时要求低碳、低硅的钢种（如涂镀钢板） RH 是唯一最佳的精炼设备。而对于要求氧、硫含量的钢种（如低合金高强度钢和特殊钢）可以选择RH也可以选择LF-VD（或LF-RH）。而对于不锈钢冶炼VOD是最佳的冶炼设备，但日本许多钢厂也采用RH取代VOD生产不锈钢。表2 各种高品质钢的性能和洁净度要求及其相适应的精炼方法
务川进等人通过实验研究钢水增氮（或脱氮）速度与钢中表面活性元素硫和氧的含量的关系。随钢中 [%O]和[%S] 含量的增加，钢水吸氮（或脱氮）速度降低（或增高）。日本川崎公司千叶厂通过生产实践发现：RH浸渍管内的钢板在高温下发生变形，造成浸渍管漏气是钢水增氮的主要原因。采用吹氩密封技术，可以降低钢水吸氮量，进而提高 RH的脱氮效率。水上等人通过160tRH试验证明，向熔池吹入少量 CO和Ar的混合气体可以提高RH的脱氮能力，稳定生产出 [N]≤2010-6的超低氮钢。

RH精炼技术的发展

Injection , MFB , MESID
1 前言在炉外精炼方法中主要有 RH、DH、VAD 、
VD 、VOD 、ASEA2SKF、LF 等 , 其中 RH 法是最为重要的一种。 ( RH) 处理工艺具有精炼效率高、适应批量处理、装备投资少、易操作等一系列优点 , 在炼钢生产中获得了广泛应用和显著进展。它不仅提高钢产量 , 改善钢材质量 , 增加品种 , 降低成本 , 提高经济效益 , 而且极大地优化了现代炼钢工艺。目前 , RH 的主要功能已经由原来单一的脱气设备发展成为包含真空脱气脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温度补偿、均匀温度和成分等的一种多功能炉外精炼设备。 2 RH 方法的吹氧脱碳功能的发展
RH 吹氧技术的发展经历了 RH2O , RH2OB , RH2KTB , MFB 等四个主要阶段。
第6期
黄会发等 : RH 精炼技术的发展
7
图 1 RH2KTB 脱碳规律
211 RH —O 真空吹氧技术[4] 1969 年德国蒂森钢铁公司亨利希钢厂开发
了 RH —O 技术 (图 2) , 首次用铜质水冷氧枪从真空室顶部向真空室内循环着的钢水表面吹氧以强化脱碳冶炼低碳不锈钢 , 既缩短了冶炼周期又降低了脱碳过程中铬的氧化损失。但在工业生产中 RH —O 技术暴露出以下问题 : 氧枪结瘤严重 , 因氧枪动密封不良而使氧枪枪位无法调整。这些问题一时无法解决 , 而当时 VOD 精炼技术能较好地满足不锈钢生产的要求 , 所以 RH —O 技术未能得到广泛应用。
在传统的 RH 基础上 , 日本川崎公司于 1986 年成功地开发了 RH 顶吹氧 ( RH —KTB) 技术 (图 4) , 将 RH 技术的发展推向一个新阶段。该法是从 RH 真空室顶部插入一可垂直升降的水冷氧枪 (160t 装置的喷枪内径为 25mm) , 通过该氧枪向真空室内钢液吹定量氧气和惰性气体 , 强化脱碳 , 同时利用炉气中 CO 的二次燃烧提供附加热量 , 以此来补偿精炼过程中的温降。其综合效果可使转炉出钢温度降低约 26 ℃。图 5 给出了 RH 和 RH —KTB 过程排气成分和二次燃烧率的比较。

RH精炼炉工艺

RH精炼炉工艺摘要:介绍了RH的发展历史，对RH中最关键的真空系统原理进行了说明，介绍了莱钢RH的功能、设备及工艺，针对莱钢情况，对莱钢品种开发进行了探讨。

关键词: RH 原理工艺品种1 RH的历史与发展RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。

于1959年由德国人发明，其中RH为当时德国采用RH精炼技术的两个厂家的第一个字母。

真空技术在炼钢上开始应用起始于1952年，当时人们在生产含硅量在2%左右的硅钢时在浇注过程中经常出现冒渣现象，经过各种试验，终于发现钢水中的氢和氮是产生冒渣无法浇注或轧制后产生废品的主要原因，随之各种真空精炼技术开始出现，如真空铸锭法、钢包滴流脱气法、钢包脱气法等，从而开创了工业规模的钢水真空处理方法，特别是蒸汽喷射泵的出现，更是加速了真空炼钢技术的发展。

随着真空炼钢技术的开发与发展，最终RH和VD因为处理时间短、成本低、可以大量处理钢水等优点而成为真空炼钢技术的主流，70年代开始随着全连铸车间的出现，RH因为采用钢水在真空槽环流的技术从而达到处理时间短、效率高、能够与转炉连铸匹配的优点而被转炉工序大量采用。

RH从开始出现到现在40多年来，有多项关键性技术的出现，从而加速了RH精炼技术的发展。

表1为40多年来RH技术的发展情况。

表1 RH技术发展情况2 RH系统概述RH系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。

整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。

真空槽的下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管。

被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外。

钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包钢水中。

当真空槽抽真空时，钢水表面的大气压力迫使钢水从浸渍管流入真空槽内(真空槽内大约0.67mbar时可使钢水上升1.48m高度)。

与真空槽连通的两个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管。

由于上升管不断向钢液吹入氩气，相对没有吹氩的下降管产生了一个较高的静压差，使钢水从上升管进入并通过真空槽下部流向下降管，如此不断循环反复。

RH资料

RH真空罐有两个咀，其中一个内部布有吹气管，处理钢液时RH真空罐的两个咀插入钢包钢液，开始抽真空，上升管钢液进入，这是由于上升管内往钢液中吹气，钢液密度较小，下降管则是钢液密度比上升管内小，从而形成循环，钢液可持续循环进行。

冶金功能：脱气（氮气，氢气），脱碳和脱氧（真空下降低一氧化碳分压，使脱碳反应持续进行到新的平衡，碳可降到20PPM以下），合金化（真空室上部有加料管道，料仓内的合金通过减压阀进入真空室），调整温度（化学升温和降温，一般是加铝后吹氧升温，加低碳钢小料降温），微调成分，终脱氧（脱氧剂可以是铝，也可以是硅锰等）。

RH真空处理一般脱气处理称为轻处理，而深脱碳合金化等处理称为本处理。

钢铁厂RH精炼真空炉，可处理什么规格的钢水？或要求什么条件RH精炼是处理高精尖板带材的炉外精炼工序，由于精炼过程中的温降、电耗、耐材消耗、节奏等，会增加成本，所以，一般材质的钢材不用，只用LF、CAS-OB 等就可以啦。

经过RH精炼处理后的钢水H含量、夹杂物等明显降低，性能明显提高。

但是，要求转炉工序提高出钢温度20度左右。

网上有的资料我都有但没有生产实践的资料------那就要生产一线去，积累经验，实际操作，总结经验，提高水平，做一个真正的原理很简单钢水经由上升管进入真空室被脱气再由下降管流回钢包如此循环，直至达到要求止把这个图看明白就可以了RH多功能真空精炼技术开发RH真空精炼技术产生于50年代末期。

在近30年的时间里,RH的功能和精炼的钢种范围不断扩大,发展成为多功能真空精炼技术,在炉外精炼中占主导地位。

至今,全世界已有100余台。

在西欧、日本、美国得到普遍推广,仅日本就有40余台,1989年日本转炉钢真空精炼率达56.5%,新日铁大分厂、川崎制铁水岛厂已全量进行RH真空精炼。

实践证明,RH真空精炼技术是提高产品质量,降低成本,扩大品种,提高炼钢生产能力,保证连铸顺行,实现全连铸,优化炼钢生产工艺的重要手段。

RH培训

RH发展概论及相关设备
第一部分
1
RH的发展简史
RH真空精炼技术起源于50年代，1957年阿尔贝德公司申请了钢水真空

精炼脱气法的技术专利，这是真空脱气法发展的开端。 1958年德国 Rheinstahl（莱茵钢公司）和 Heratus（赫拉乌斯）真空泵厂合作成功地进行了工业性生产实验，取得了可喜的处理效果，在 1959年德国冶金工作者协会上引起了同行的极大关注，定名RH。以后各国都在真空循环脱气法上开展了研究。其中以日本发展最为迅速。新日铁在1972年发明了RH-OB法，能起到铝升温的作用。80年代中期，大分厂、名古屋厂为了得到低硫钢水，采用喷吹脱硫剂的方法生产出 S≤10ppm的RH钢。80年代后期～90年代初期，日本川崎发明了RH－ KTB，实现了二次燃烧和吹O2脱C，和KPB(MFB)用顶枪喷吹脱S剂。中国的RH发展是在90年代以后开始的，但近几年来随着低碳钢在市场上所占比例越来越高，RH的用途越来越广。目前，一般中、大型钢厂都配置有RH炉。 RH新技术的发展新日铁发明的KPB（MFB）利用外加能源介质，实现了处理位上的真空槽烘烤，其吹氧脱碳的功能，使生产出C≤20ppm的超低碳钢。
22
二、RH脱气原理
2、RH脱氮原理及影响因素
A：氮主要以化合物形态存在于钢中； B：氮可作为提高钢的硬度、耐磨性、抗蚀性的合金元素； C：对低碳钢Fe4N的析出将造成时效和蓝脆，达到一定程度时形成气泡

和疏松，使钢的塑性下降，对超低碳钢影响更大； D：氮在α-Fe、δ-Fe中的溶解度随温度升高而增加，在γ-Fe中相反； E：就氮在钢中的溶解度而言，遵循以下规律：[%N]=K [N] *（PN2）1/2，在1600℃、1mbar下K [N] =0.045%,所以[%N]= 0.045%（PN2）1/2； F：V、Cr、Nb、Mn将提高N在钢中的溶解度，Si、C、Ni将降低其溶解度； G：影响因素：原始氮含量、RH处理时间、真空度、钢中[O]、[S]的含量、真空系统的泄漏率、环流量等。

RH精炼炉

RH精炼炉1 RH的历史与发展RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。

于1959年由德国人发明，其中RH为当时德国采用RH精炼技术的两个厂家的第一个字母。

RH从开始出现到现在40多年来，有多项关键性技术的出现，从而加速了RH精炼技术的发展。

表1为40多年来RH技术的发展情况。

2RH系统概述RH系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。

整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。

真空槽的下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管。

被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外。

钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包钢水中。

当真空槽抽真空时，钢水表面的大气压力迫使钢水从浸渍管流入真空槽内(真空槽内大约0.67mbar时可使钢水上升1.48m高度)。

与真空槽连通的两个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管。

在真空状态下，流经真空槽钢水中的氩气、氢气、一氧化碳等气体在钢液循环过程中被抽走。

同时，进入真空槽内的钢水还进行一系列的冶金反应，比如碳氧反应等;如此循环脱气精炼使钢液得到净化。

RH

碳含量，通过计算吹氧量，使氧含量同样可有效的控制：同时ＣＯ的二次燃烧使钢水的温降有效的降低，减少了因吹氧加铝升温而产生的大量Ａ１２０３夹杂。ＲＩ－Ｉ炉真空环境下进行脱碳反映，能够有效减少钢水中的氧含量，因转炉采用 “ 裸钢操作 ”，不进行脱氧合金化操作，ＲＨ炉脱碳过程中对合金元素的烧损降很低，当ＲＨ炉脱碳结束后进行脱氧合金化操作时，能够有效减少脱氧合金消耗，，同时对合金元素起到精确控制，提高利用率。３＿ＲＨ真空精炼关键技术的应用３．１单联工艺单联工艺路线：铁水脱硫扒渣一转炉一ＲＨ精炼炉一板坯连铸转炉工序：出钢温度控制在１６７５￣１６９０ ℃，氩后搬出温度１６２５￣１６３５ ℃；出钢过程中不进行钢水脱氧合金化操作，不添加任何顶渣渣料；出钢过程中至吹氩站均不吹氩；严格控制下渣量，钢包顶渣渣层厚度８０ａｒｍ。ＲＨ精炼工序：钢水进站进行定氧、取样，根据钢水含碳量及氧含量和温度，在真空度低于１５０ｍｂａｒ后马上吹氧（严格控制），同时加入升温铝粒，脱碳与升温同时进行，低真空循环脱碳；真空处理达到８分钟后，进行脱氧合金化操作；钢水处理结束时进行顶渣改质，前２罐据渣色加入高铝铝渣适量，其余连浇炉次顶渣加入高铝铝渣５０ｋｅ，／炉。３．２双联工艺双联工艺路线：铁水脱硫扒渣一转炉一ＬＦ精炼炉一ＲＨ精炼炉一板坯连铸转炉工序：出钢温度控制开浇炉次１６７０５－１０ ℃，连浇炉次１６６０ ±１０ ℃，氩后搬出温度开浇炉次１５９５ ±１０ ℃，连浇炉次１５８５ ±１０ ℃；出钢过程中不进行钢水脱氧合金化操作，出钢３，４时加入小粒灰２００ｋｇ／炉、精炼渣３００ｋｇ／炉；出钢过程至吹氩站全程吹氩；严格控制下渣量，钢包顶渣渣层系统ＲＨ精炼中最核心的设备是真空泵系统，一般选用水蒸气式的喷射器来抽真空。它的优点有抽气量大、无过高的其他因素要求、可靠安全、操作方便且使用费用低廉。当蒸汽量少失去平衡是，用水环泵来代替水蒸气喷射泵的最后一级，能够减少消耗水蒸气。３加大环流速度和脱气面积处理周期有严格的要求，满足钢包口径要求下设计真空室，尽最大限度增大浸渍管和真空室的内径。还应该适当的把环流的气体量增大。１．４增加喂丝吹氨功能根据钢种的不同要求，要改变钢水中存在夹杂物的形态，可以在ＲＩ－Ｉ真空冶炼完成后，再进行一次喂Ｓｉ．Ｃａ丝并吹氩搅拌。１．５喷粉脱硫有部分钢种对硫含量有着一定的要求，要降低硫在钢液中的含量，这样就要求ＲＨ有脱硫的功能。但因为某些原因，ＲＨ的脱硫效果不太理想，所以只作为补偿手段使用。还有因为铸机的发展速度相当快，一台高效的连铸机无法满足单台的ＲＨ连浇要求，这时可以用不同形式的双工位设计来满足，即一套真空设备两个处理位，共用液压系统，两套顶升装置。２ＲＨ真空精炼技术的优点ＲＨ精炼炉利用 “ 二次燃烧 ”控制钢水温度，脱碳后加脱氧合金化的生产方式，按照单双联工艺路线采取相应操作。通过工艺改进，从而达到控制脱氧产物Ａ１２０３及时上浮提高钢水纯净度，保证过程温度以及降低脱氧合金消耗的目的。按传统操作会在出钢过程进行脱氧及合金化，而此时合金的消耗较高，也影响合金化合金的收得率。为了更好的提高合金利用率，同时让ＲＩ－Ｉ更加合理控制钢水中的碳和氧的含量，在出钢后不进行脱氧及合金化操作称其为 “ 裸钢操作 ”。它的优点有：一是钢水中有过剩的氧可以参与ＲＨ炉脱碳反应和升温操作减少ＲＨ炉吹氧量；二是因钢水中氧含量较高，此时加入合金其收得率低，此时不加入合金可降低其消耗；三是因不加脱氧合金，可以有效减少钢水中Ａ１２０３夹杂量；四是钢水中溶解的氧含量高，可有效增加钢水表面活性作用，降低过程吸氮的机率。总之，通过ＲＨ炉的 “ 二次燃烧 ”可以有效降低钢水中的

RH精炼技术的应用与发展

RH精炼技术的应用与发展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、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。

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(200～500)×10-6降到(80～300)×10-6，处理各种含碳量的镇静钢，ｗ(Ｏ)可由(60～250)×10-6降到(20～60)×10-6。

(3)去氮。

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)<50×10-6，处理前后氮含量几乎没有变化。

武钢RH多功能真空精炼技术开发

武钢RH多功能真空精炼技术开发刘建功张钊刘良田摘要简要介绍了武钢第二炼钢厂RH—KTB多功能真空精炼炉的构成及主要工艺参数,结合武钢第二钢厂的实际使用情况说明其真空脱碳、热补偿能力、脱氢、脱氮等冶金效果;通过RH—KTB技术开发来提高钢水的纯净度、提高生产专用钢的命中率、扩大品种结构、生产高质量的钢种,具有较大的经济效益和社会效益。

关键词RH—KTB 真空精炼品种开发Development of RH-KTB Technology in WISCOLiu Jiangong Zhang Zhao Liu Liangtian(Wuhan Iron & Steel Corp.)Abstract This paper briefly introduces the structure of RH-KTB refining furnace and main process parameters, and the metallurical effects of RH decarbonization, thermal compensation, dehydrogenation and denitrification. By development of RH-KTB technology, it is quite possible to increase steel purity, expand steel grades and to produce steel products of good quality, which has brought large economic and social benefits.Keywords RH-KTB RH refining development of product1 前言RH真空精炼技术产生于50年代末期。